电子信息工程概论 (9)

①数字通信与模拟通信相比，具有明显的优点： 首先是抗干扰、抗噪声能力强。模拟信号在传输过程中和叠加的噪声 很难分离，噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。其次，数 字信号易于加密，信息传输比较安全。数字信号的特殊形式，使得信息加 密变得十分容易。数字移动通信GSM系统就是采用了信息加密技术。模拟 信号虽然也可以加密，但操作起来要复杂得多。
第三步
最后，在收信端，对接收到的已调 载波数字信号经解调得到基带数字信 号，然后经信道解码、解密处理和信 源解码等恢复为原来的模拟信号，送
到信宿。
“信源编码”的作用有两个：一是实现 模数转换，把信源的连续信号转换成数 字信号；二是完成消息符号压缩，以降 低信源数据速率
“加密”和“解密”的作用在于提高数 据传输的安全性，防止第三方有意无意 加以截获和破译。
内连续变化，称为模拟信号。
最后信宿将再将含噪声的电 信号恢复成原始信号。这样我 们就能从显示屏和扬声器上看
到图像和听到声音了。
第二步
第四步
发送设备用模拟图像和语音 信号通过调制器对高频正弦信 号进行调制，再将已调信号转 换为适宜传输的电信号，通过 传输介质传输。
接收设备接收含有噪声的 已调信号，通过解调器对已调 信号进行解调还原为含噪声的 模拟图像和语音信号，并传给
5.1.2通信系统一般模型
聊天就是最常见的通信系统。说话者是消息的 来源，称为信源；话音通过空气传播到学生耳 朵，空气这种媒质称为信道；听话者听到传来 的消息，称为信宿。
空气
面对面讲话的通信模型
消息
信源
空气 消息 信道
信宿
工程中实现远距离通信的步骤
第一步
首先将信息通过传感器转换 成电信号。这些原始的图像信号 和语音信号的瞬间值在某一范围
3．降低信道噪声对信号传输质量的影响。
“数字解调”的作用是从已调数字信 号中解调出数字基带信号，并与数字 调制相配合，提高通信系统的抗噪能 力。
（3)有线通信系统和无线通信系统
（4）模拟通信系统与数字通信系统的 比较
通信的任务是传递信息，因此传输信 息的有效性和可靠性就是通信系统最主 要的质量指标。
通信系统中被传输的信息必须转 换成某种电信号(或光信号) 才能 进行传输, 电信号(或光信号) 有两 种形式： 模拟信号形式和数字信号形式。
模拟信号形式: 通过连续变化的物理量
（如信号的幅度）来表示信息
数字信号形式: 使用有限个状态(一般是2个 状态)来表示（编码）信息，
信号 强度
信号 强度
t 模拟信号
有效性：是指要求系统高效率的传输消 息。
可靠性：是指要求系统可靠的传输消息。
有效性和可靠性的要求是相互矛盾的。 提高有效性会降低可靠性，反之亦然。
这种矛盾在工程上会经常碰到。在实际处 理时，必须根据具体情况寻求适当的折中 解决办法。
整个通信系统从模拟到数字化不断发展过 程中，其实就是不断用各种新方法新技术 来解决信号传输中可靠性和有效性的过程。
t 数字信号
（1）模拟通信系统
模拟通信就是通过在信道中传输模 拟信号来传递消息的通信系统。
各种模拟信号
模拟通信的模型
信源 调制器 信道
解调器 信宿
噪声源
通过信道的传输，用解调器将信道中 的已调信号通过反向变换，恢复为调制之 前的电信号，最后再由信宿将电信号反向 变换成原来的连续信号。
由于模拟信号中混入噪声后很难清除， 使得输出的还原信号容易产生波形失真， 因此抗干扰能力较差，最终造成信息失真。
5.1通信系统的基本概念
5.1.1通信的定义
通信就是利用电、光等技术手段，借助电 信号或光信号，按照一定的协议，在不同 地点的双方或多方之间实现迅速、可靠的 信息传递,同时还要在传输过程中将无用 信息和有害信息抑制掉,它是实现信息传 递功能的一门科学技术。
目前使用最为广泛的是电通信方式
利用电来传递信息
信宿。 第三步
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一般通信系统的模型
信源
发送 设备
信道
接收 设备
信宿
噪声源
信源：原始信息的来源。作用是把声音、 文字等消息转换成电信号。
手机
信源
话筒
摄像机
照相机
发送设备：为了使这些电信号在信道中传输， 发送设备需要对信号进行调制、放大和滤波 等处理。
信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以
是无线的，甚至还可以包含某些设备。
第5章 信息传输系统概述
通信(Communication)就是信息的传 递，是指由一地向另一地进行信息的传输 与交换。利用“电”来传递消息的通信方 法称为电信(Telecommunication)，这 种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且 几乎不受时间、地点、空间、距离的限制， 因而得到了飞速发展和广泛应用。
数字通 信的模 型
数字通信系统的工作步骤
第一步
首先，发信端来自信源的模拟信号 必须先经过信源编码转变成数字信号 并且降低数据量，同时对这些信号进 行加密处理，以提高其保密性。
第二步
其次，为提高抗干扰能力需再经过信 道编码，并对数字信号进行调制，使 变成适合于信道传输的已调载波数字
信号，接着又将信号送入信道。
连续调制系统包括振幅调制系统、频率调制 系统、相位调制系统； 脉冲调制系统包括脉冲幅度调制系统、脉冲 相位调制系统、脉冲宽度调制系统等。
模拟通 信系统
振幅 调制
连续 调制
频率 调制
相位 调制
脉冲 调制
脉冲 相位 调制
脉冲 宽度 调制
脉冲 幅度 调制
（2）数字通信系统
数字通信系统是一种用数字信号作为载体 在信道中传输信息的通信系统。 用1、0表示的各种信息
“信道编码”的作用是在传输信号 中按某种规律加入一定数量的多余码 元(称为监督码元)，使它们满足一定 的约束关系，这样，由信息码元和监 督码元共同组成一个由信道传输的码 字。
“数字调制”的主要作用有三点： 1．将数字基带信号的频谱搬移到
信道的频带之 内，以便在信道 中传输 2．便于对信道进行频分复用，从 而有效地利用信道的频率资源
接收设备：完成发送设备的反变换，即进行 滤波、放大和解调等，并将有用信号和噪声 区分开，恢复出原始电信号。
信宿：将复原的原始电信号转换成原始消息。
打印机
显示屏
信宿
复印机
绘图仪
传真机
噪声：噪声的来源是多样的，有 传输过程由信道引入的噪声以及 分散在通信系统其他各处的噪声。
5.1.3通信系统分类和比较