1.1 通信的基本概念與模型


通信的基本概念

  • 通信的目的:傳遞消息中所包含的信息。
  • 消息:是物質或精神狀態的一-種反映,例如語音、文字、音樂、數據、圖片或活動圖像等。
  • 信息:是消息中包含的有效部分。
  • 實現通信的方式
  1. 非電的:旌旗,消息樹,烽火台......
  2. 電的:電報、電話、廣播、電視、遙控、遙測、因特網等

后面的“通信”均指“電通信”,包括光通信。

在電通信系統中,消息的傳遞是通過電信號來實現的。

通信系統的組成

一般模型

 

 

 

 

 信源:把消息變換成原始電信號(基帶信號),即完成非電量到電量的轉換。如話筒(聲音到音頻信號)、攝像機(圖像到視頻信號)。這些屬於模擬信號。電傳機(鍵盤字符到數字信號)、計算機等。各種數字終端設備是數字信源,輸出的是數字信號。

發送設備:將信源產生的原始電信號變換成適合在信道中傳輸的形式。變換方式有調制、放大、濾波、編碼、多路復用等。

信道:傳輸信號的通道,即傳輸媒介。在給予信號通道的同時,信道也會對信號產生損耗和干擾。

噪聲源:通信系統中各處噪聲的集中表示。

接收設備:其功能與發送設備相反。目的:從收到減損的接收信號中恢復原始信號。

信宿:傳送消息的目的地。其功能與信源相反,即把原始電信號還原成相應的消息,如揚聲器把音頻信號還原成聲音。

 模擬通信系統模型與數字通信系統模型

模擬信號和數字信號

 

 

 

 通常,按照信道中傳輸的是模擬信號還是數字信號,相應的把通信系統分為模擬通信系統和數字通信系統。

模擬通信系統模型

模擬通信系統:利用模擬信號來傳遞信息的通信系統。

 

 兩種變換

 完成第一對變換與反變換的是信源和信宿。

完成第二對變換與反變換的是調制器和解調器。

 數字通信系統模型

數字通信系統:利用數字信號來傳遞信息的通信系統

 信源編碼譯碼目的:

  • 將數字信號進行壓縮,減少冗余,提高信息傳輸的有效性
  • 完成模/數轉換

信源譯碼是信源編碼的逆過程

信源信宿可以是模擬的也可以是數字的。

信道編碼譯碼目的:對發送的信息碼元按一定的規則加入保護成分(監督元),組成所謂的“抗干擾編碼”,增強抗干擾能力。

接收端的信道譯碼器:按相應的規則進行解碼,從而發現或糾正錯誤,以提高通信系統的可靠性。

加密解密目的:保證所傳信息的安全。

數字調制解調:形成適合在信道中傳輸的帶通信號。

同步:使收發兩端的信號在時間上保持步調一致。

同步是數字通信系統所必需的。按照同步的功能可分為:

  • 載波同步
  • 碼元同步
  • 群(幀)同步
  • 網同步

不同功能的同步器在系統中所處的位置也不同。

數字通信的特點:

 說明:實際通信系統不一定包含圖中所有環節。


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