何为数字通信的基本原理?
1信源和信宿:信源的作用是把消息转换成原始的电信号,完成非电/电的转换;信宿的作用是把复原的电信号转换成相应的消息。2信源编码和信源解码:信源编码有两个作用,其一:进行模/数转换,其二:数据压缩,即设法降低数字信号的数码率;信源解码是信源编码的逆过程。3信道编码与解码:数字信号在信道中传输时,由于噪声影响,会引起差错。使数字信号适应信道所进行的变换称为信道编码。信道解码是信道编码的反变换。4调制和解调:数字调制的任务是把各种数字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带信号。经变换后已调信号有两个基本特征:一是携带信息,二是适应在信道中传输。数字解调是数字调制的逆变换。5信道:信道是信号传输的通道(媒质)。信道分为有线信道、无线信道。在无线信道中,信道可以是大气、真空及海水等,在有限信道中,信道可以是明线、同轴电缆或光纤等。6最佳接收和同步:同步是使收发两端信号在时间上保持步调一致,同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。
数字通信系统的基本概念
信息是以电信号或者电磁波信号为载体在传输媒介中传输的,根据频率以及媒介的不同,可以分为基带传输和频带传输。频率较低的,信道的传递函数是低通型的传输系统是基带传输,频率较高并且信道的传递函数是带通型的是频带传输。一般有线传输是基带传输为主,无线传输是频带传输为主。
一个二进制的符号是0和1的概率相等,这个二进制符号携带的信息量为1bit。当0和1不是等概率分布时,二进制符号携带的信息量小于1;
传输系统每秒传输的信息量是信息传输速率,单位是bit/s。例如,每秒传输2400个二进制符号,则信息传输速率是2400bit/s;
在M进制的传输系统中,每秒传输的M进制符号的个数成为码元传输速率,单位是Baud/s。码元传输速率和信息传输速率可以相互转换,转换公式是
接收到的二进制符号与发送的二进制符号不相等的概率 ;
接收到的M进制符号不等于发送的M进制符号的概率 ;
传输系统的信息传输速率与传输系统利用的频带之间的比值,单位是bit/s/Hz。
信息传输速率 和码元传输速率 都是表示传输系统传输信息的速度, , 越大则表示通信系统的信息传输效率越高,是度量效率的最直接的指标。频带资源,时间资源,能量资源等可以看做通信系统传输信息的开销,在传输相同的信息量时,这些资源的开销越小越好。例如,时间资源开销越小则 , 越大,系统效率越高;频带资源越小则表示系统频率利用率越高,能量资源消耗越少则能量转化率越高;可以理解为更加省电(因为目前都是电力作为能量进行供给)。
假设有一些信息需要传递,这些信息被表示成一些二进制符号 ,这些信号会在某一种通信系统中传递,通信系统会通过改变电信号的一些参数来表示这些二进制符号,例如,电信号的幅度,电信号的相位等。根据传输信息符号改变电信号或者电磁信号的参数,使电信号或者电磁信号能够表示传输的符号的这个过程,被成为调制。
PAM通过改变载波(电信号或者电磁信号)的幅度表示信息符号
二进制信息序列 ---> M进制信息序列 --> M进制PAM信号 ,其中 表示调制的幅度, 表示符号的调制波形, 表示符号间隙或者M进制码元周期。