模拟通信与数字通信的特点
数字信号与模拟信号的定义
数字信号与模拟信号的定义数字信号和模拟信号是在通信和电子领域中常用的两种信号类型。
它们在传输和处理数据时具有不同的特点和应用。
本文将详细介绍数字信号和模拟信号的定义、特点以及它们在实际应用中的区别和优劣。
一、数字信号的定义数字信号是一种离散的信号，它由一系列离散的数值表示。
这些数值通常是二进制的，即由0和1组成。
数字信号可以通过采样和量化的方式从模拟信号中获得。
在数字信号中，每个离散的数值代表了一个特定的信息，例如音频、视频或其他数据。
数字信号具有以下特点：1. 离散性：数字信号是由一系列离散的数值组成，相邻的数值之间存在间隔。
2. 可编程性：数字信号可以通过编程进行处理和操作，例如滤波、压缩、加密等。
3. 抗干扰性强：数字信号在传输和处理过程中可以通过纠错码等技术来提高抗干扰能力。
4. 可复制性：数字信号可以通过复制和传输进行无损的复制和传递。
数字信号在现代通信和信息处理中得到广泛应用。
例如，数字音频和视频的传输、数字通信系统、计算机网络以及数字图像处理等领域都离不开数字信号的应用。
二、模拟信号的定义模拟信号是一种连续的信号，它的数值可以在一定范围内连续变化。
模拟信号可以通过传感器等设备从现实世界中采集得到，例如声音、光线、温度等物理量。
模拟信号具有以下特点：1. 连续性：模拟信号的数值在一定范围内连续变化，不存在离散的间隔。
2. 精度受限：模拟信号的精度受到传感器和设备的限制，存在一定的误差。
3. 抗干扰性较弱：模拟信号在传输和处理过程中容易受到噪声和干扰的影响。
模拟信号在传统的通信和电子系统中广泛应用。
例如，模拟音频和视频的传输、模拟电视广播、模拟电路设计等都是模拟信号的应用领域。
三、数字信号与模拟信号的区别与优劣数字信号和模拟信号在传输和处理数据时具有不同的特点和应用。
下面将介绍它们的区别和优劣。
1. 区别：（1）表示方式不同：数字信号由离散的数值表示，而模拟信号由连续的数值表示。
（2）抗干扰能力不同：数字信号由于采用了纠错码等技术，具有较强的抗干扰能力，而模拟信号容易受到噪声和干扰的影响。
模拟通信系统与数字通信系统的区别!
在通信领域中，模拟通信系统和数字通信系统是两种主要的通信方式，它们在原理、特点、性能以及应用等方面存在着显著的区别。
一、基本原理1. 模拟通信系统①模拟通信系统是基于模拟信号进行信息传输的。
模拟信号是一种连续的信号，其幅度、频率或相位随时间连续变化，能够直接表示原始信息。
例如，声音通过麦克风转换为电信号时，产生的就是模拟信号，其电压或电流的幅度与声音的强度成正比。
②在模拟通信中，信息源产生的原始电信号通常经过调制，将其频谱搬移到适合传输的频段，然后通过信道传输。
在接收端，经过解调恢复出原始信号。
2. 数字通信系统①数字通信系统则是基于数字信号进行信息传输的。
数字信号是一种离散的信号，其幅度取值是有限的离散值，通常用二进制代码表示。
例如，计算机中的数据、数字电话中的语音信号等都是数字信号。
②数字通信系统中，信息源产生的原始信号首先经过采样、量化和编码等过程转换为数字信号，然后进行数字调制，将数字信号的频谱搬移到适合传输的频段。
接收端接收到信号后，经过数字解调、解码等过程恢复出原始数字信号，最后通过数模转换恢复出原始模拟信号。
二、信号特点1. 模拟信号①连续性：模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的，没有明显的断点或跳跃。
②无限精度：模拟信号的幅度可以取任意值，具有无限的精度。
3. 易受干扰：由于模拟信号的幅度是连续变化的，所以在传输过程中容易受到噪声、干扰等因素的影响，导致信号失真。
2. 数字信号①离散性：数字信号在时间和幅度上都是离散的，只有有限的几个取值。
②有限精度：数字信号的幅度取值是有限的，通常用二进制代码表示，因此具有有限的精度。
③抗干扰性强：数字信号具有较强的抗干扰能力，因为只要干扰的幅度不超过一定的阈值，就不会影响数字信号的取值。
三、系统性能1. 有效性①模拟通信系统：通常用有效传输带宽来衡量有效性。
由于模拟信号的频谱是连续的，所以需要较宽的带宽来传输。
②数字通信系统：一般用传输速率（比特率）和频带利用率来衡量有效性。
数字信号与模拟信号的区别与应用
数字信号与模拟信号的区别与应用一、数字信号与模拟信号的基本概念数字信号和模拟信号是在电子通信和信号处理领域中常用的两种信号类型。
它们在信号传输、存储和处理等方面存在着很大的差异。
本文将从定义、特点和应用等方面详细介绍数字信号与模拟信号的区别与应用。
数字信号，顾名思义，是由一系列离散的数字值表示的信号。
它可以看作是一串离散的数值序列，通常使用二进制来表示。
在数字信号中，每个数字值都代表着一个确定的离散量，这些数字值之间通过特定的编码方式进行传输。
模拟信号，与数字信号相对，是连续的信号波形，它可以采用无穷个取值。
模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的。
通过模拟信号的波形形状和振幅可以准确地表示原始信息。
二、数字信号与模拟信号的特点比较1. 精度：数字信号具有较高的精度，可以表示更准确的数值。
而模拟信号的精度受到电子元器件和传输介质的限制，无法达到与数字信号相同的精度。
2. 噪声：数字信号在传输和处理过程中不容易受到外界干扰和噪声的影响，因为它可以通过纠错编码和差错校验等方式进行误码检测和纠正。
而模拟信号受到噪声的影响较大，易于引入干扰。
3. 复制传输：数字信号可以通过复制和传输过程中保持信号质量不变。
而模拟信号在传输过程中会因噪声、衰减和失真等因素导致信号质量的降低。
4. 处理和存储：由于数字信号可以使用计算机进行处理和存储，因此在数据处理和信息传输方面具有更大的灵活性和便利性。
而模拟信号在处理和存储时需要采用模拟电路和介质，操作更为复杂。
三、数字信号与模拟信号的应用领域1. 通信系统：数字信号在现代通信系统中具有重要的应用。
数字通信系统可以提供更强大的纠错能力和抗噪声性能，提高信息的传输效率和可靠性。
2. 数据存储：数字信号可以以二进制的形式存储在计算机或其他数字设备中，用于存储和管理大量的数据和信息。
3. 音频和视频处理：数字信号处理技术广泛应用于音频和视频领域，例如数字音频的录制和处理，数字电视的广播和传输等。
模拟信号与数字信号的特点
第1章概述一、模拟信号与数字信号的特点模拟信号——幅度取值是连续的连续信号离散信号数字信号——幅度取值是离散的二进码多进码连续信号离散信号●数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。
●离散信号与连续信号的区别是根据时间取值上是否离散而定的。
二、模拟通信与数字通信●根据传输信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用实现多路通信）。
数字通信——以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实现多路通信）。
●数字通信传输的主要对象是模拟话音信号等，而信道上传输的一般是二进制的数字信号。
所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模／数变换（A/D变换）三、数字通信的构成●话音信号的基带传输系统模型四、数字通信的特点1、抗干扰能力强，无噪声积累对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值（通常取二个幅值），在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号。
由于无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输。
2、便于加密处理3、采用时分复用实现多路通信4、设备便于集成化、小型化5、占用频带较宽五、数字通信系统的主要性能指标●有效性指标 P7·信息传输速率——定义、公式l n f f s B ⋅⋅=、物理意义 ·符号传输速率——定义、公式（BB t N 1=）、关系：M N R B b 2log=·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）频带宽度符号传输速率=η Hz Bd /频带宽度信息传输速率=η Hz s bit //●可靠性指标 P8·误码率——定义 ·信号抖动例1、设信号码元时间长度为s 7106-⨯，当（1）采用4电平传输时，求信息传输速率和符号传输速率。
（2）若系统的带宽为2000kHz ,求频带利用率为多少Hz s bit //。
模拟信号与数字信号的区别和优缺点
模拟信号与数字信号的区别和优缺点1．模拟通信模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。
（1）保密性差模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。
只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。
（2）抗干扰能力弱电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。
线路越长，噪声的积累也就越多2．数字通信（1）数字化传输与交换的优越性①加强了通信的保密性。
②提高了抗干扰能力。
数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲（称为整形或再生）。
较小杂音电压到达时，由于它低于阈值而被过滤掉，不会引起电路动作。
因此再生的信号与原信号完全相同，除非干扰信号大于原信号才会产生误码。
为了防止误码，在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可以利用后向信号使对方重发。
因而数字传输适用于较远距离的传输，也能适用于性能较差的线路。
③可构建综合数字通信网。
采用时分交换后，传输和交换统一起来，可以形成一个综合数字通信网。
（2）数字化通信的缺点①占用频带较宽。
因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字化语音信息需占20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用4kH z带宽，即一路PCM信号占了几个模拟话路。
对某一话路而言，它的利用率降低了，或者详它对线路的要求提高了。
②技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。
接收方要能正确地理解发送方的意思，就必须正确地把每个码元区分开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个数字网的话，同步问题的解决将更加困难。
通信原理知识点
通信原理复习资料 一、基本概念 第一章1、模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控（3）便于处理、变换、存储（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点：（1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。
数字通信系统模型模拟通信系统模型可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。
（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。
可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。
（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
可靠性：常用误码率和误信率表示。
码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ） 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。
一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。
数字信号传输与模拟信号传输的比较
数字信号传输与模拟信号传输的比较随着科技的进步与发展，无线通信以及数据传输方式也得到了极大的改善。
在通信领域中，数字信号传输与模拟信号传输是两种常见的方式。
本文将比较数字信号传输与模拟信号传输的优缺点，并分析其应用范围。
（一）数字信号传输与模拟信号传输的基本概念和原理1. 数字信号传输：数字信号是离散信号，它的状态是由一系列离散值组成的。
在传输过程中，数字信号可以通过编码和译码的方式将信号转换为二进制数字，再通过通信介质传输。
2. 模拟信号传输：模拟信号是连续信号，它的状态可以在一个连续范围内取值。
模拟信号的传输是通过传感器将信号转换为电压或电流的变化，并通过通信介质传输。
（二）1. 噪音抗干扰能力：- 数字信号传输的优点在于它具有较高的噪音抗干扰能力。
由于数字信号是离散的，因此在传输过程中能够更好地抵抗噪音的干扰。
而模拟信号由于其连续性，对于噪音和干扰更加敏感。
2. 信号传输的准确性：- 数字信号的传输准确性较高，由于其离散性，数字信号的传输不容易发生失真。
而模拟信号的传输容易受到干扰，可能会发生失真现象。
3. 传输距离：- 数字信号的传输距离相对较远，通过使用中继设备和调制解调器等方式可以将信号传输到更远的地方。
而模拟信号的传输距离相对较短，传输距离受到信号衰减和干扰的影响。
4. 带宽利用：- 数字信号传输可以更有效地利用带宽资源，通过压缩和编码技术，数字信号传输可以在相同的带宽下传输更多的信息。
而模拟信号传输由于其连续性，需要使用较宽的频带来传输相同数量的信息。
（三）数字信号传输与模拟信号传输的应用范围1. 数字信号传输的应用范围：- 数字信号传输主要应用于各种数字通信领域，包括移动通信、互联网、数字电视、数字广播以及以太网等。
数字信号传输对于数据的精确传输非常重要，可以更好地抵抗干扰。
2. 模拟信号传输的应用范围：- 模拟信号传输广泛应用于音频和视频领域，如模拟音频传输、视频传输、无线电广播等。
模拟通信和数字通信的区别
模拟通信和数字通信的区别模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。
时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号，数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。
二进制码就是一种数字信号。
二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。
1．模拟通信模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。
（1）保密性差模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。
只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。
（2）抗干扰能力弱电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。
线路越长，噪声的积累也就越多2．数字通信（1）数字化传输与交换的优越性①加强了通信的保密性。
②提高了抗干扰能力。
数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲（称为整形或再生）。
较小杂音电压到达时，由于它低于阈值而被过滤掉，不会引起电路动作。
因此再生的信号与原信号完全相同，除非干扰信号大于原信号才会产生误码。
为了防止误码，在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可以利用后向信号使对方重发。
因而数字传输适用于较远距离的传输，也能适用于性能较差的线路。
③可构建综合数字通信网。
采用时分交换后，传输和交换统一起来，可以形成一个综合数字通信网。
（2）数字化通信的缺点①占用频带较宽。
因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字化语音信息需占20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用4kHz带宽，即一路PCM信号占了几个模拟话路。
对某一话路而言，它的利用率降低了，或者详它对线路的要求提高了。
②技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。
接收方要能正确地理解发送方的意思，就必须正确地把每个码元区分开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个数字网的话，同步问题的解决将更加困难。
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非过载区内量化噪声功率应为：
2 1 ()2
12
或
2
U2 3N 2
根据信噪比的定义，我们可求得量化信噪比， 即信号功率与量化噪声功率之比，可表示为：
S
/
Nq
u2 e
Nq
U
u2 e
u e u 2
2
2 e
e
3N2
其中S= ue2 为信号功率
如前所述，N为量化分级数。在 二进制数字信号编码中，编码码组的码位数l 与量化分级数N的关系是：
❖ 模／数变换设备将模拟电信号变换成数字信号， 数字信号通常是采用二进制信号形式送至信道传输。
❖ 在接收端，数字信号再经数／模变换和电／声变 换还原成声音，送给接收者。
2.2 数字通信的特点及性能指标
一、数字通信的特点 二、
一、数字通信的特点
1. 抗干扰能力强，无噪声积累。 2. 便于加密处理。 3. 4. 设备便于集成化、小型化。 5. 占用频带宽。
(3) 编码：编码是指将每个量化后的样值用一定的
二、 语声信号编码的分类
(1) 波形编码 (2) 参量编码 (3) 混合编码
2.3.2 脉冲编码调制
一、概述
脉冲编码调制系统中的信号变换和处理过程 如图所示。
二、
模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进 行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间 上离散的信号，这一过程称之为抽样。
N=2l
当过载电压取得足够大将使过载概率很小， 这时主要考虑非过载项，
( S /N q ) d B 1 l3 0 g N 2 1 X e 2 2 l0 g 3 N ) ( 2 lX 0 g e
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 一、语声信号编码的概念
二、 语声信号编码的分类
一、语声信号编码的概念
一个简单的语声信号的脉冲编码调制 (PCM)的编码、解码过程说明语声信号编
图中的A／D变换包含三个部分：抽样、量化和编码 。
(1)抽样：是指将模拟信号在时间上离散化的过程
(2)量化：是指将模拟信号在幅度上离散化的过程。
Rb=NB log2M
式中，Rb为信息传输速率(bit／s)；NB为符号 传输速率(码元／秒或波特)；M为码元(或符号) 的进制数。
(3) 频带利用率是指单位频带内的传输速 率。信系统占用的频带愈宽，传输信息的 能力 带内的传输速率。
二、
1. 有效性指标
(1) (2)符号传输速率 (3) 频带利用率
2. 可靠性指标
(1) 误码率 (2) 信号抖动
1. 有效性指标
(1) 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信 息量来衡量的。
(2)符号传输速率
符号传输速率也叫码元速率。它是指单位 时间内所传输码元的数目，其单位为“波特 ”(Bd) 这里的码元可以是多进制的，也可以是 二进制的。符号传输速率和信息传输速率是可 以换算的。信息传输速率与符号传输速率的关 系是
(1) 如果前置低通滤波器性能不良，或抽样频率不
能满足fs≥2fM的条件，都会产生折叠噪声。
(2) 抽样展宽的孔径效应失真。
三、 量化 1 2 均匀量化及量化噪声计算 3
1
量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度 域上离散取值的过程。具体的定义是，将幅度域连 续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层，在每 一个分层范围内的信号值用“四舍五入”的办法取 某一个固定的值来表示。
2 抽样定理
设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fM。如
果用时间间隔为Ts≤1/2fM的开关信号对f(t)进行抽样
，则f(t) 就可被样值信号fs(t)=f(nTs)来惟一地表示。 或者说，要从样值序列无失真地恢复原时间连续信 号，其抽样频率应选为fs≥2fM。这就是著名的奈奎斯 特抽样定理、简称抽样定理。
在过载区内，量化输出就不再随输入信号的变 化而变化，而是保持在输出的最大量化值上，故量 化误差将随着信号的增加而增大。量化噪声有非过
对于均匀量化则是将-U～+U范围内均
匀等分为N个量化间隔，则N称为量化级数。 设量化间隔为Δ，
Δ=2U/N
如量化值取于每一量化间隔的中间值，在非
ema (u)=Δ/2
2
衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误 码率和信号抖动。
(1) 在传输过程中发生误码的码元个数与传输 的总码元数之比。
(2) 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信 号码元相对于标准位置的随机偏移。
2.3 语声信号数字化编码
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 2.3.2 2.3.3 差值脉冲编码调制 2.3.4 时分多路复用
语声信号的最高频率限制在3400Hz，这时满足 抽样定理的最低抽样频率应为fsmm=6800Hz,为了留 有一定的防卫带，原CCITT规定语音信号的抽样频 率 为 fs=8000Hz ， 这 样 ， 就 留 出 了 8000– 6800=1200Hz作为滤波器的防卫带。
3 与抽样有关的误差
· · 实行抽样的开关函数是单位冲激脉冲序列 ，即理想抽样； · 通过理想低通滤波器恢复原语声信号。
模拟通信与数字通信的特点
2.1 模拟通信和数字通信 2.2 数字通信的特点及性能指标 2.3 语声信号数字化编码 2.4 时分多路复用 2.5 高次群数字复接
2.1 模拟通信和数字通信
❖ 信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信 系统。
❖ 信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信 系统。
这一近似过程一定会产生误差。量化误差就是 指量化前后信号之差，通常用功率来表示，称之为 量化噪声。
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2 均匀量化及量化噪声计算
量化可以分为均匀量化与非均匀量化两种方式 。
各量化分级间隔相等的量化方式即为均匀量化 。
均匀量化时在整个输入信号的幅度范围内量化 级的大小都是相等的。
在非过载区内，量化值随输入信号的变化而离 散地变化，并且量化误差总是限制在一定的范围之 内。
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
2 抽样定理
3 与抽样有关的误差
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
连续信号在时间上离散化的抽样过程 如图所示。
具体地说，就是某一时间连续信号f(t)，仅取
f(t0)、f(t1)、f(t2) …等各离散点数值，就变成
了时间离散信号。这个取时间连续信号离散点数值 的过程就叫做抽样。