数字通信的简介与发展

数字通信的简介与发展The introduction and development of digital

communication

作者：刁士琦

2015/12/17

摘要

本课题以为通信系统研究对象，通过网络、书籍查询相关知识与技术发展。

全文分为八部分，第一部分是绪论，介绍本课题的重要意义。第二部分是通信系统的相关知识。第三部分是数字通信系统的分类。第四部分是数字通信的特点。第五部分是数字通信的发展。第六部分为结论。

关键词：通信系统、数字通信

目录

摘要 (2)

1引言 (3)

2通信系统的基本组成 (4)

2.1信源 (4)

2.2信道 (4)

2.3接收设备 (4)

2.4信宿 (4)

2.5发送设备 (4)

3数字通信系统 (5)

3.1数字频带传输通信系统 (5)

3.2数字基带传输通信系统 (5)

3.3模拟信号数字化传输通信系统 (5)

4数字通信的主要特点 (5)

4.1数字通信的优点 (5)

4.2数字通信的缺点 (6)

5数字通信的发展 (6)

5.1数字通信的发展历史 (5)

5.2数字通信的发展现状 (7)

5.3数字通信的发展前景 (8)

6结论 (8)

参考文献 (10)

1引言

实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现，前者称为无线通信系统，后者称为有线通信系统。

2通信系统的基本组成

2.1信源

信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

2.2信道

信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。

2.3接收设备

在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。

2.4信宿

信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。

2.5发送设备

发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。

3数字通信系统

信道中传输数字信号的系统，称为数字通信系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。

3.1数字频带传输通信系统

通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。

3.2数字基带传输通信系统

与频带传输系统相对应，把没有调制器/ 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统

3.3模拟信号数字化传输通信系统

上面论述的数字通信系统中，信源输出的信号均为数字基带信号，实际上，在日常生活中大部分信号（如语音信号）为连续变化的模拟信号。那么要实现模拟信号在数字系统中的传输，则必须在发端将模拟信号数字化，即进行A/D 转换；在接收端需进行相反的转换，即 D/A 转换。

4数字通信的主要特点

4.1数字通信的优点

抗干扰能力强

由于在数字通信中，传输的信号幅度是离散的，以二进制为例，信号的取值只有两个，这样接收端只需判别两种状态。信号在传输过程中受到噪声的干扰，必然会使波形失真，接收端对其进行抽样判决，以辨别是两种状态中的哪一个。只要噪声的大小不足以影响判决的正确性，就能正确接收（再生）。而在模拟通信中，传输的信号

幅度是连续变化的，一旦叠加上噪声，即使噪声很小，也很难消除它。

数字通信抗噪声性能好，还表现在微波中继通信时，它可以消除噪声积累。这是因为数字信号在每次再生后，只要不发生错码，它仍然像信源中发出的信号一样，没有噪声叠加在上面。因此中继站再多，数字通信仍具有良好的通信质量。而模拟通信中继时，只能增加信号能量（对信号放大），而不能消除噪声。

差错可控

数字信号在传输过程中出现的错误（差错），可通过纠错编码技术来控制，以提高传输的可靠性。

易加密

数字信号与模拟信号相比，它容易加密和解密。因此，数字通信保密性好。

易于与现代技术相结合

由于计算机技术、数字存贮技术、数字交换技术以及数字处理技术等现代技术飞速发展，许多设备、终端接口均是数字信号，因此极易与数字通信系统相连接。4.2数字通信的缺点

频带利用率不高

系统的频带利用率，可用系统允许最大传输带宽（信道的带宽）与每路信号的有效带宽之比来表征。数字通信中，数字信号占用的频带宽，以电话为例，一路模拟电话通常只占据4kHz 带宽，但一路接近同样话音质量的数字电话可能要占据20 ～60kHz 的带宽。因此，如果系统传输带宽一定的话，模拟电话的频带利用率要高出数字电话的 5 ～ 15 倍。

系统设备比较复杂

数字通信中，要准确地恢复信号，接收端需要严格的同步系统，以保持收端和发端严格的节拍一致、编组一致。因此，数字通信系统及设备一般都比较复杂，体积较大。

不过，随着新的宽带传输信道（如光导纤维）的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展，数字通信的这些缺点已经弱化。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用，数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代模拟通信而占主导地位。

5数字通信的发展

5.1数字通信的发展历史

1937年，英国人A．H．里夫斯提出脉码调制（PCM），从而推动了模拟信号数字化的进程。

1946年，法国人E．M．德洛雷因发明增量调制。

1950年C．C．卡特勒提出差值编码。1947年，美国贝尔实验室研制出供实验用的24路电子管脉码调制装置，证实了实现PCM的可行性。

1953年发明了不用编码管的反馈比较型编码器，扩大了输入信号的动态范围。

1962年，美国研制出晶体管24路1．544兆比/秒脉码调制设备，并在市话网局间使用。

20世纪90年代，数字通信向超高速大容量长距离方向发展，高效编码技术日益成熟，语声编码已走向实用化，新的数字化智能终端将进一步发展。

5.2数字通信的发展现状

目前数字通信在短波通信、移动通信、微波通信、卫星通信以及光纤通信中都得到了广泛的应用。

数字短波通信

近年来除了对衰落多径信道的研究外, 短波通信数据传输的研究更是注意的焦点。

为了克服严重的码间干扰, 采用了一系列自适应技术, 包括自适应实时选频自适应信道均衡、自适应干扰对消, 以及由它们组合而成的自适应通信系统。

数字移动通信

当前各国都在大力开展新一代数字式移动通信系统的研制。

数字微波通信

随着数字技术的发展,数字微波已成为发展的主流, 各国已有20多年的历史。大容量数字微波的发展遭遇到数字短波通信同样的技术难题目前各国都致力于第三代设备的研制。

数字卫星通信

数字光纤通信

光纤通信具有频带极宽、通信容量极大、传输损耗小、保密性好不易被窃听, 以及能抗电磁干扰、且体积小重量轻等一系列优点, 已在国内外得到极大发展和应用。

光纤通信的宽频带特性,为实现宽带创造了十分有利的条件。

5.3数字通信的发展前景

数字通信已广泛应用于各个频段和各种通信方式中, 成为当今通信发展的一种必然趋势。数字通信的主要优点在于用数字信号传送信息易于再生, 可减小传输中的失真易于用脉冲数字电路来实现, 设备可做到体积小、重量轻可以引入计算技术, 应用微处理器及单片微机, 发挥各种数字信号处理及智能化控制功能数字信号易于加密便于采用纠错编码和扩频技术, 提高抗干扰能力。除上述各点外, 在频带和功率的有效利用方面也更为有利计算技术和微电子学的进展为通信的数字化提供了坚实的技术基础人们在社会生活中对多种功能综合服务的需要是数字通信发展的强大动力。

6结论

数字通信成为当今通信发展的一种必然趋势，在人们的生活中占据了重要地位

参考文献

[1] 百度文库

https://www.360docs.net/doc/4c5618184.html,/link?url=n6bfl0AfDe_rx7dyfaWadMKljRppagwsKDCJU9OKzsYJ Z4NMtSSA1teEOXCaiOKJBfPFxVNCJsl5g2hSm15EP7nrsxgXiQ_VGDeO713mNNa

[2] 百度百科

https://www.360docs.net/doc/4c5618184.html,/link?url=MZRgklaXdVXa_3m_a4BMQopoMBzAbFO3fd6_uzZFV 469lqli1d8ZIs-dJWZ4gAz_Z7RkebEqiX6QsSuHjUoxHPnRK1FYWlT5wLZ44so_HX7

制作人：刁士琦

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大三：大三全身心投入专业的学习于研究中，精益求精夯实专业知识。我会在大三争取能进入实验室，在老师的带领下，提前接触软件公司或企业的软件项目开发过程和所需的理论知识。