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电话信号与系统

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信号可用来传输信息。信息可由语言、文字、图像等表达,但在很多情况下,这些表达信息的语言文字不便于直接传输。因此常用电信号来传送各种信息,即利用一种变换设备把各种信息转换为随时间作相应变化的电流或电压进行传输。这种随信息作相应变化的电压或电流就是电信号。由消息转换成的电信号可分为两类:模拟信号和数字信号。模拟信号是指时间和幅度都连续的信号;数字信号是指时间和幅度都离散的信号。这两种信号如图所示。

模拟信号及数字信号的模型

模拟信号及数字信号的模型

数字信号系统

以数字信号的方式来传输消息的通信系统,叫数字通信系统。

典型的数字通信系统的组成如图:

典型数字通信系统的组成

典型数字通信系统的组成

信源即发信者,信宿则指收信者。通常的信源指电话机及各种数字终端设备。信源编码的作用是对信号进行编码,去除或减少冗余度,把能量集中起来缩窄占据频带,从而提高数字传输的有效性。例如,进行模拟信号变换为数字信号的过程(A/D转换),PCM编码。

信道编码是为了解决由于传输信道上噪声的干扰,数字信号在传输中可能会发生差错,导致信息传输质量下降的问题。为了在接收端自动检出错码或纠正错码生差错,导致信息传输质量下降的问题。为了在接收端自动检出错码或纠正错码,使差错控制在允许范围内,可在经信源编码后的数字信号中按一定规律加一定数量的数字码(校验码),形成新的数字信号,这种新的信号间的关系具有较强的规律性,使接收端可以按照其规律检查或纠正差错。信道编码是将信息流变换为适合于信道传输的数字信号,其目的是为了提高系统的抗干扰能力,提高数字传输的可靠性。

信道指传输信号的通道。按传输媒质可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、同轴电缆、光缆等。无线信道包括微波中继、卫星等。信道在传输中会受到各种噪声的干扰,通常把所有的噪声干扰都折合到信道中,成为一个等效噪声源。

数字通信的主要特点

数字通信系统具有如下特点。

(1)抗干扰能力强,无噪声积累:因数字信号以0、1这两个数码形式传输,被噪声干扰和经衰减后的数字信号,在没恶化到不可正确判断之前,可用再生的方法恢复成原来的信号。只要再生设备设定位置适当,可认为噪声干扰不会对传输信号产生不良影响,即不会出现噪声积累。因而数字传输适用于较远距离传输,也能适应性能差的信道。

(2)保密性强,易于实现检错纠错:数字信号是模拟信号经过信源编码后形成的。它本身已具有一定的保密性,同时数字信号便于码型转换,进行加密处理,还可通过信道编码实现检错、纠错功能。

(3)便于建立综合通信网:数字传输和数字交换相结合,有利于传输和交换多种业务的数字信息,实现多种业务信息的综合通信,为建立综合业务数字网(ISDN)提供必要条件。

(4)设备可集成、微型化:由于数字电路可采用集成元件实现,能做到集成度高,体积小,耗电低和成本低,且便于生产和维护。

(5)占用频带宽:数字传输与模拟信号传输相比,占用传输频带宽,如传输一路数字化语音信息占64kHz的带宽,而传输一路模拟信息只需占4kHz的带宽。然而随着微波和卫星信道及光线信道的迅速发展,使占用传输频带宽的问题逐步得到解决。因而数字传输的应用日益广泛。

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