通信系統

通信系統的組成及工作原理

通信是將信息從發信者傳遞給在另一個時空點的收信者。由於完成這一信息傳遞的通信系統的種類繁多,因此它們的具體設備和業務功能各不相同,經過抽象概括,通信流程可用下圖所示的基本模型圖來表示。整個流程是由信源、發送變換器、信道(或傳輸媒質)、接收變換器和信宿5部分組成的。

通信系統的基本模型

通信系統的分類

根據傳輸信號的特征,通信系統可分為模擬通信系統和數字通信系統兩大類。

(1)模擬通信系統

在模擬通信系統中傳輸的是模擬信號。圖模擬通信系統的基本組成所示為模擬通信系統的基本組成。在圖模擬通信系統的基本組成中用調制器取代瞭上圖通信系統的基本模型中的發送變換器,用解調器取代瞭上圖通信系統的基本模型中的接收變換器。這裡的調制器和解調器對信號的變換起著決定性的作用,直接關系著通信質量的優劣。

模擬通信系統的基本組成

(2)數字通信系統

在數字通信系統中傳輸的是數字信號。數字通信系統的基本組成如下圖 數字通信系統的基本組成所示。數字通信系統除包括調制器和解調器外,還包括信源編碼器、信道編碼器、信道譯碼器、信源譯碼器等,如下圖數字通信系統的基本組成所示。此外,還包括同步系統。

① 數字通信系統的組成

a.信源編碼器。信源編碼器的主要作用是提高數字信號傳輸的有效性。如果信息源是數據處理設備,還要進行並/串變換,以便進行數據傳輸。通常的數字加密也可歸並到信源編碼器中。收端的信源譯碼是信源編碼的逆變換。

數字通信系統的基本組成

b.信道編碼器。信道編碼器主要是為瞭提高數字信號傳輸的可靠性。由於傳輸信道內噪聲的存在和信道特性不理想造成的碼元間幹擾,通信系統很容易產生傳輸差錯,而信道的線性畸變所造成的碼間幹擾可通過均衡辦法基本消除,因此信道中的噪聲是導致傳輸差錯的主要原因。減小這種差錯的基本做法是在信碼組中按一定規則附加上若幹監視碼元(或稱冗餘度碼元),使原來不相關的數字信息序列變為相關的新的序列,然後在接收端根據這種相關的規律性來檢測或糾正序列碼組中的誤碼,提高可靠性,因此信道編碼器又稱差錯控制編碼器。接收端的信道譯碼器是信道編碼器的逆過程。

c.同步系統。同步系統用於建立通信系統收、發相對一致的時間關系。隻有這樣,收端才能確定每位碼的起止時間,並確定接收碼組與發送碼組的正確對應關系,否則收端無法恢復發端的信息。因此同步是數字通信系統正常工作的前提,通信系統能否有效地、可靠地工作,很大程度上依賴於同步系統性能的好壞。同步可分為載波同步、位同步、幀同步和網同步4大類。

註:對於模擬通信系統中的時分多路脈沖調制系統、圖像(電視)傳輸系統和采用相幹解調的連續波調制系統也同樣存在同步問題。

② 數字通信系統的特點

模擬通信系統與數字通信系統各有特點,但從總體上看,數字通信系統與模擬通信系統相比,其具有以下優點。

a.抗幹擾能力強,數字通信系統可通過再生中繼器消除噪聲積累;

b.可采用差錯控制技術,從而提高數字信號傳輸的可靠性;

c.便於進行各種數字信號處理,如計算機存儲和處理,使數字通信和計算機技術相結合而組成綜合化、智能化的數字通信網;

d.數字通信系統可使傳輸與交換相結合,電話、數據和圖像傳輸相結合,有利於實現綜合業務數字網;

e.數字通信系統的器件和設備易於實現集成化、微型化。然而數字通信系統也存在占用頻帶寬的缺點,但近年來衛星通信和光纖通信等寬帶通信系統發展日趨成熟,為數字通信提供瞭足夠寬的頻帶,因而相比之下,此缺點就不顯得突出瞭。

赞(0)