有线电话,线路架设不便,引入无线信道,传输空间电磁波
模拟系统,底层由模拟电路实现,传输模拟信号,抗干扰能力很差,且传输中继会放大噪声
最终,我们用数字电路处理数字信号,有许多优点
数字电路的优点:
- 大量晶体管而非模拟元件组成电路,集成度高;
- 电路可靠性高,小幅度的电流电压波动不影响电路,基本不受外部环境影响,电路处理的结果可重复、可复>现;
- 电路功耗低
- 设计过程自动化,无需手工运算
数字通信系统的优点:
- 通过中继器可以再生出“干净”的信号,抗干扰能力强
- 各种消息都可变成统一的数字信号,通用性强
- 可应用信源/信道编码等,提高有效性和可靠性
- 便于加密、复用传输、存储
- 缺点:显然数字信号承载信息的能力不如模拟信号,故占用带宽更大
一般通信系统的模型为:
对于无线模拟通信系统,信源的模拟信号经过模拟调制(主要就是一个“上变频”的过程)后发射
对于无线数字通信系统,信源模拟信号先模数转换(即PCM的采样+量化+编码),并对数字信号进行数字调制(数字序列转化为模拟波形,即比特映射+脉冲成形+上变频),最后发射
接收机对应的处理流程为:
什么是信道的要求呢?
对于无线通信,电磁波频率高,波长小,才能用较短的天线来发射信号;
对于有线通信,我们必须将二进制数据调制在电话线允许的3400Hz以内,才能用电话线传输数字信号,但传数据时不能打电话;
如果要数话同传,就要控制话音信号占用频段和数字信号占用频段不冲突,于是有出现了ADSL(4kHz以下传话音,25kHz~1.1MHz传输上下行数据)
电磁波的频率与波长成反比 λ = υ f \lambda=\frac{\upsilon}{f} λ=fυ
频率越高,波长小(接近分子原子尺寸),穿透力越强,但能量易丢失,即电磁波振幅衰减越快,从而无线基站的覆盖性越差;
频率越低,波长大,穿透力弱,但是绕射能力强,能量不易丢失,从而覆盖性好,可用于远距离通信
衡量通信系统的优劣,从有效性和可靠性两方面考虑
具体到模拟通信系统:
具体到数字通信系统: