通信及其信息處理技術(shù)的發(fā)展與認(rèn)識

1、通信及其信息處理技術(shù)的發(fā)展與認(rèn)識摘要：人類的遠(yuǎn)程通信從1837年電報(bào)技術(shù)誕生開始，發(fā)展到1876年人類又 發(fā)明了電話，遠(yuǎn)程通信進(jìn)入了重要的發(fā)展階段，電話不再需要代碼翻譯，使用者 只要具有正常的溝通能力與正常的聽力就可以進(jìn)行互相交流，對于社會的方便提 供了重要的工具?；厥淄ㄐ偶夹g(shù)的發(fā)展過程，可以總結(jié)出技術(shù)的發(fā)展主要是從模 擬通信技術(shù)的的質(zhì)量研究方面展開，只是近些年才有模擬通信技術(shù)像數(shù)字技術(shù)慢 慢發(fā)展演變。關(guān)鍵詞：模擬數(shù)字翻譯遠(yuǎn)程通信1在模擬通信技術(shù)中核心是傳輸原始信息，這也導(dǎo)致了信息的失真和系統(tǒng)的不 穩(wěn)定。模擬通信系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，體現(xiàn)出技術(shù)的嚴(yán)格、精準(zhǔn)、復(fù)雜 性。在模擬通信過程中，恢

2、復(fù)信號差的方面有很多措施，但缺少控制信噪比的有 效措施。在濾波器、均衡器等方面，要嚴(yán)格的控制其內(nèi)在波動值和濾波器的阻帶 衰耗的特性。在模擬通信過程中，信息傳遞、變換、應(yīng)用過程中不可避免的出現(xiàn) 失真現(xiàn)象，加上各種因素的干擾，造成了信息的質(zhì)量降低，有可能意味著通信的 失敗。一、通信技術(shù)的發(fā)展大量的實(shí)踐讓人們意識到逼真?zhèn)鬏數(shù)睦щy性，也認(rèn)識到了噪聲是造成通信失 敗的重要因素，因此解決噪聲的影響是通信技術(shù)的關(guān)鍵。對噪聲影響的認(rèn)識和噪 聲對通信技術(shù)的影響開展了研究，也導(dǎo)致了數(shù)字通信和信息論的出現(xiàn)，也從倆方 面探索信息傳輸?shù)男峦緩剑阂环矫?，不一味的追求逼真?zhèn)鬏斣夹畔?，而是追?精準(zhǔn)傳輸原始信息。另一方面，

3、對串雜音和干擾給予最大的關(guān)注，通過實(shí)踐形成 了數(shù)字通信方式的綜合解決方案，合理的量化達(dá)到精準(zhǔn)度的反映原始信號。采用 二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換表示信號的量化值，可以達(dá)到很高的抗噪性能。數(shù)字系統(tǒng)可以按 照預(yù)定的量化設(shè)計(jì)，而預(yù)定的量化精度值由設(shè)計(jì)者控制。數(shù)字通信再生判別技術(shù) 的應(yīng)用，形成了限制噪聲的有效手段，同時也避免了通信過程中雜音的積累，也 說明了數(shù)字通信系統(tǒng)可以正確的傳輸原始信息。這兩個措施都適用于數(shù)字通信的 初級階段，同模擬通信信息技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)相比，數(shù)字通信技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 相對比較準(zhǔn)確、簡單、寬松，任何從事通信系統(tǒng)的專業(yè)人士都可以明顯的感覺到 倆者的巨大差別?！皬?fù)制信號的錯誤概率”和“接收端的信

4、噪比”兩項(xiàng)指標(biāo)可以衡量數(shù)字通信 系統(tǒng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，衡量標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)的有著很大的變化，首先，將恢復(fù)信號的 “均方差”指標(biāo)改為“錯誤概率”指標(biāo)。其次，模擬通信與數(shù)字通信都是以“接 收端信噪比”作為衡量質(zhì)量的指標(biāo)，倆者在本質(zhì)上有著很大的差別。前者可以評 估略微模糊的量，而后則相對直觀清晰，特別是現(xiàn)代通信，都是將原始信息作為 數(shù)字信號的傳輸處理。在模擬通信過程中，“接收端信噪比”是無法控制的逐漸 積累的結(jié)果。在數(shù)字通信中，線路誤差率要保持在正常水平，“接收端信噪比” 主要與信號的量化的誤差相關(guān)。在現(xiàn)代的通信過程中，數(shù)字信號的傳輸?shù)奶幚砹?超出了模擬信號的處理量和傳輸，數(shù)字信號的傳輸主要注重“復(fù)制信號的

5、錯誤概 率”要求，基本對“接收端信噪比”沒有要求。由于模擬信號的編碼冗余度較高， 一般模擬信號的傳輸質(zhì)量是由量化誤差和傳輸誤碼共同決定的。1遠(yuǎn)程通信，Telecommunication這一單詞源于希臘語“遠(yuǎn)程”(Greek tele)(遙遠(yuǎn)的)和通信(communicare)(共享)。 在現(xiàn)代術(shù)語中，遠(yuǎn)程通信是指，在連接的系統(tǒng)間，通過使用模擬或數(shù)字信號調(diào)制技術(shù)進(jìn)行的聲音、數(shù)據(jù)、 傳真、圖象、音頻、視頻和其它信息的電子傳輸。二、信息處理技術(shù)的發(fā)展與認(rèn)識隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展和應(yīng)用，也極大促進(jìn)了數(shù)字通信發(fā)展業(yè)務(wù)；因?yàn)閿?shù)字 化信號有很多優(yōu)勢，比如便于進(jìn)行保密處理、抗干擾處理等。前面已經(jīng)提到，對 數(shù)字系統(tǒng)

6、質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)集中在“復(fù)制信號的錯誤概率氣總而言之，數(shù)字通信包括 數(shù)字信號傳輸、數(shù)字終端通信、數(shù)字信號交換三個方面。因此涉及這三個方面的 內(nèi)容都存在著“復(fù)制信號的錯誤概率”的問題；由于環(huán)境的不同，在分析方法和 提高“恢復(fù)信號的精度”的技術(shù)也有很多不同之處。一般情況下，信息處理技 術(shù)談及是最佳調(diào)制和解技術(shù)，此技術(shù)可以分為編碼與不編碼的兩個類型。在編 碼類型中，信源原始的數(shù)據(jù)不直接、而是經(jīng)過編碼才輸出到線路上。在不編碼類 型中，信源原始數(shù)據(jù)只適用線路適配性的符號形式變化，不編碼方式經(jīng)常用于 低中速數(shù)據(jù)通信。（1）在數(shù)字終端通信中，普遍采用ASK、FSK、PSK的調(diào)制技術(shù)，信源的二 進(jìn)制數(shù)字信息經(jīng)流調(diào)制

7、器轉(zhuǎn)換后直接發(fā)到線路，調(diào)制器的作用可看做線路適配 器，故此屬于未編碼的傳輸方式。在傳輸過程中由于受到高斯信道的強(qiáng)性干擾， 在信宿端可能產(chǎn)生誤碼。在同樣的高斯信道上，不同的調(diào)制方式產(chǎn)生誤碼的概 率也不同；三種調(diào)制方式正確接收的能力依次提高3dB，當(dāng)中PSK的性能最優(yōu)。（2）數(shù)據(jù)通信是數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的通信，數(shù)據(jù)通信對于傳輸?shù)目煽啃砸?很高，普通線路的傳輸質(zhì)量已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)通信的精準(zhǔn)要求，必須增加控制錯 誤影響的措施。近些年，各種數(shù)據(jù)通信大多數(shù)采用分組碼、垂直水平奇偶校驗(yàn)碼、 恒比碼、循環(huán)碼等去實(shí)現(xiàn)檢錯與糾錯。分組碼主要以解決隨機(jī)性誤碼為主，在 檢驗(yàn)突發(fā)性誤碼方面稍顯不足，數(shù)字信號傳輸可以分為

8、有線傳輸信道與無線傳 輸信道兩種，以往的電纜數(shù)字傳輸系統(tǒng)容量不大，水平僅可以大部分地區(qū)電話業(yè) 務(wù)，現(xiàn)在能夠?yàn)楦鞣N信息傳輸提供高速和高質(zhì)量服務(wù)，如圖像終端、高速數(shù)據(jù)終 端以及大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的互連，也為實(shí)現(xiàn)個人通訊提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（3）個人通信的目標(biāo)是無論什么人、什么時問、什么地點(diǎn)、都可以實(shí)現(xiàn)任何 信息交換的服務(wù)。顯然，如果要實(shí)現(xiàn)個人通訊的目標(biāo)，那么必須依靠無線通信和 移動通信技術(shù)，主要是因?yàn)闊o線通信技術(shù)能為用戶提供空間和時間上的靈活性。 由于無線信道不僅是帶限信道，又是多徑衰落信道，因此現(xiàn)代的無線傳輸性能就 顯得尤為突出。除了地表無線傳輸2以外，隨著人類不斷的探索，對于衛(wèi)星通信 和宇宙的深空通信

9、需求更加迫切，發(fā)展最新型的無線傳輸技術(shù)。隨著航天技術(shù)， 通信技術(shù)，信息處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得現(xiàn)代空間遙感技術(shù)得 到了空前的發(fā)展。地觀測技術(shù)在國際上也稱為太空競爭的重要熱點(diǎn)之一，衛(wèi)星 遙感已經(jīng)成為地觀測技術(shù)中經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國防建設(shè)的共同需求。最具特殊性的是宇 宙的深空通信；由于深空探測費(fèi)用較高、完成任務(wù)時間長、通信時延較大、鏈路 帶寬限度小、信號弱、采集的數(shù)據(jù)較珍貴等原因，不僅對星上設(shè)備是一種挑戰(zhàn)， 對地面設(shè)備也是一種挑戰(zhàn)。總而言之，因?yàn)樯羁胀ㄐ攀窃谪?fù)信噪比條件下，其通信技術(shù)的難度相當(dāng)?shù)?高，涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有巨型天線、低噪放、發(fā)射機(jī)、編解碼等。其中，編 解碼就是通信的信息處理技術(shù)。

10、對應(yīng)的信息處理技術(shù)主要有偽噪聲擴(kuò)頻與前向糾 錯；擴(kuò)頻技術(shù)則是依照仙農(nóng)公式，利用更寬的頻帶換取低信噪比的工作；由于 噪聲對信號的干擾作用，造成的信息損失是不可避免的。為了增強(qiáng)信號的抗干擾2隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使 用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無 線傳輸方式，建立被監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心之間的連接。能力，需要對信號加以改造，使信號內(nèi)部具有更強(qiáng)的規(guī)律性以及信息相互關(guān)聯(lián) 性。在噪聲破壞了信號的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，可根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)律性以及相互關(guān)聯(lián)性發(fā) 現(xiàn)錯誤，更正錯誤并恢復(fù)原有信息?？偨Y(jié)：隨

11、著技術(shù)的發(fā)展和客觀需求的不斷提高，錯誤概率也由以前的被動評價結(jié)果 發(fā)展為主動改善的指標(biāo)。前面已經(jīng)提到，對噪聲影響的認(rèn)識重要，對于客服噪聲 影響所開展的研究曾導(dǎo)致數(shù)字通信3和信息論的發(fā)展，數(shù)字通信在應(yīng)用技術(shù)方面 的發(fā)展，而信息論則是在理論方面上的飛躍。通信及其信息處理技術(shù)的發(fā)展正經(jīng) 歷著一個戲劇性的變化，通信設(shè)備與計(jì)算設(shè)備的融合，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用都給用 戶提供了無限的潛力，與此同時，近些年迅速發(fā)展的無線訪問是世界電信業(yè)發(fā)展 最強(qiáng)勁的推動力，同時這也意味著要面臨更加艱難的技術(shù)挑戰(zhàn)，通信技術(shù)的發(fā)展 趨勢中一個最重要的特性是通信需求的多樣性，因此，通信技術(shù)的多樣性將是以 后面臨的更大的挑戰(zhàn)。3數(shù)字通信是用數(shù)字信號作為載體來傳輸消息，或用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?它可傳輸電報(bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號，也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號。參