第一章 通信系统的组成
1、通信系统一般模型
发送设备:将信源产生的原始电信号变换成适合在信道中传输的形式。变换方式有调制、放大、滤波、编码、多路复用等。
信道:传输信号的通道.即传输媒质。在给子信号通道的同时,信道也会对信号产生损耗和干扰。
噪声源:通信系统中各处噪声的集中表示。
接收设备:其功能与发送设备相反,目的是从受到减损的接收信号中恢复原始电信号。
信宿:传送消息的目的地。其功能与信源相反,即把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器把音频信号还原成声音。
2、模拟通信系统模型
该系统包含两种重要变换:
(1)消息—基带信号,完成这对变换和反变换的是信源和信宿:
(2)基带信号—已调信号,完成这对变换和反变换的通常是调制器和解调器。
3、数字通信系统模型
信源和信宿可以是模拟的,也可以是数字的。
信源编码有两个基本功能:一是完成模数转换,即把模拟信号转换成数字信号:二是将数字信号进行压缩处理,减小冗余,以提高信息传输的有效性。信源译码是信源编码的逆过程。
信道编码的功能是对发送的信息码元按定的规则加入保护成分(监督元),组成所谓“抗干扰编码"。接收端的信道译码器按相应的规则进行解码,从而发现或纠正错误,以提高通信系统的可靠性。
加密与解密的作用是为了提高所传信息的安全性。
调制的主要目的是使信号适应信道的特性。(详见第7章)。
同步是数字通信系统所必需的。按照同步的功能可分为载波同步、码元同步、群(帧)同步和网同步。不同功能的同步器在系统中所处的位置也不同,因此在图1-3中未画出。
说明:图1-3是数字通信系统的一般化模型,实际系统不一定包括图中所有环节。例如,数字基带传输系统(详见第6章)中,无需载波调制与解调。
由以上通信系统模型可知,在实施通信的过程中,将涉及以下关键技术:“编码、解码、调制、解调、同步"。
在学习或复习过程中,应着眼于这些技术的原理性能和应用。
数字通信优缺点
●抗干扰能力强,且无噪声积累(利用中继手段)。
.传输差错可控(利用信道编码技术)。
.便于进行信号处理、变换和存储,可以将来自不同信源的信号综合到起传输。
●易于集成,使通信设备小型化。●易于加密处理,且保密性好。
数字通信的缺点:
.占用较大的传输带宽。
●对同步要求高,因而系统较复杂。
4、信息量、熵(平均信息量)、总信息量
5、主要性能指标:有效性和可靠性
通信的任务是快速、准确地传递信息,相应的评价指标是有效性和可靠性。有效性,指传输一-定信息量所占用的信道资源(如信道带宽);可靠性,指传输信息的准确程度。这两者相互矛盾而又相互联系,通常也是可以互换的。
有效性指标:频带利用率=传输速率/带宽
RB码元传输速率:仅取决于每个码元的持续时间,即码元宽度TB,RB=1/TB
Rb信息传输速率:取决于码元宽度,进制数M以及信源的统计特性。(Rb的计算方式依据RB)
RB码元传输速率:波特率,Baud/Hz,多用于模拟系统以区别于数字系统
Rb信息传输速率:比特率,bit/s,多用于数字系统
二进制情况下:M=2,平均信息量H=1,RB=Rb
可靠性指标:差错率(误码率,误信率)
与波特率比特率类似,误码率与误信率的不同在于计量目标为码元数还是比特数。