
 1 數(shù)字通信的特點(diǎn)

    (1)抗干擾能力強(qiáng)、無噪聲積累。在模擬通信中，為了提高信噪比，需要在信號傳輸過程中及時對衰減的傳輸信號進(jìn)行放大，信號在傳輸過程中不可避免地疊加上的噪聲也被同時放 大，如圖2－1(a)所示。隨著傳輸距離的增加，噪聲累積越來越多，以致使傳輸質(zhì)量嚴(yán)重惡化。

        對于數(shù)字通信，由于數(shù)字信號的幅值為有限個離散值(通常取兩個幅值)，在傳輸過程中雖 然也受到噪聲的干擾，但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時，即在適當(dāng)?shù)木嚯x采用判決再生的方法 ，再生成沒有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號，見圖2－1(b)，所以可實(shí)現(xiàn)長距離高質(zhì)量的傳輸。

        (2)便于加密處理。信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄栽絹碓街匾瑪?shù)字通信的加密處理的比模擬通信容易得多，以話音信號為例，經(jīng)過數(shù)字變換后的信號可用簡單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密 、解密處理。

 (3)便于存儲、處理和交換。數(shù)字通信的信號形式和計算機(jī)所用信號一致，都是二進(jìn)制代碼 ，因此便于與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也便于用計算機(jī)對數(shù)字信號進(jìn)行存儲、處理和交換，可使通信網(wǎng)的管理、維護(hù)實(shí)現(xiàn)自動化、智能化。

    (4)設(shè)備便于集成化、微型化。數(shù)字通信采用時分多路復(fù)用，不需要體積較大的濾波器。 設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，因此體積小、功耗低 。

    (5)便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。采用數(shù)字傳輸方式，可以通過程控數(shù)字交換設(shè) 備進(jìn)行數(shù)字交換，以實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的綜合。另外，電話業(yè)務(wù)和各種非話業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。

    (6)占用信道頻帶較寬。一路模擬電話的頻帶為4kHz帶寬，一路數(shù)字電話約占64kHz，這是模擬通信目前仍有生命力的主要原因。隨著寬頻帶信道(光纜、數(shù)字微波)的大量利用(一對光纜可開通幾千路電話)以及數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展(可將一路數(shù)字電話的數(shù)碼率由64kb/s壓 縮到32kb/s甚至更低的數(shù)碼率)，數(shù)字電話的帶寬問題已不是主要問題了。

 以上介紹可知，數(shù)字通信具有很多優(yōu)點(diǎn)，所以各國都在積極發(fā)展數(shù)字通信。近年來，我國數(shù)字通信得到迅速發(fā)展，正朝著高速化、智能化、寬帶化和綜合化方向邁進(jìn)。

2 數(shù)字信號的產(chǎn)生

2.1 模擬信號和數(shù)字信號

(1)模擬信號

    信號波形模擬著信息的變化而變化，如圖2－2所示的信號稱為模擬信號。其特點(diǎn)是幅度連 續(xù)( 連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個數(shù)值)。圖2－2(a)所示的信號是模擬信號， 其信號波形在時間上也是連續(xù)的，因此它又是連續(xù)信號。圖2－2(b)所示的信號是對圖(a)所 示的模擬信號按一定的時間間隔T抽樣后的抽樣信號，由于其波形在時間上是離散的， 它又叫離散信號。但此信號的幅度仍然是連續(xù)的，所以仍然是模擬信號。電話、傳真、電 視信號都是模擬信號。

(2)數(shù)字信號

  (2)數(shù)字信圖2－３是數(shù)字信號，其特點(diǎn)是幅值被限制在有限個數(shù)值之內(nèi)，它不是連續(xù)的而是離散的。 圖2－３(a)是二進(jìn)碼，每一個碼元只取兩個幅值(0，A)：圖(b)是四進(jìn)碼，每個碼元取四 (3、1、－1、－3)中的一個。這種幅度是離散的信號稱數(shù)字信號。

2.2 信號的數(shù)字化過程

    信號的數(shù)字化需要三個步驟：抽樣、、量化和編碼。抽樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續(xù)的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。量化是用有限個幅度值近似原來連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的離散值。編碼則是按照一定的規(guī)律，把量化后的值用二進(jìn)制數(shù)字表示，然后轉(zhuǎn)換成二值或多值的數(shù)字信號流。這樣得到的數(shù)字信號可以通過電纜、微波干線、衛(wèi)星通道等數(shù)字線路傳 輸 。在接收端則與上述模擬信號數(shù)字化過程相反，再經(jīng)過后置濾波又恢復(fù)成原來的模擬信號。 上述數(shù)字化的過程又稱為脈沖編碼調(diào)制

2.2.1 抽樣

    話音信號是模擬信號，它不僅在幅度取值上是連續(xù)的，而且在時間上也是連續(xù)的。要使話音 信號數(shù)字化并實(shí)現(xiàn)時分多路復(fù)用，首先要在時間上對話音信號進(jìn)行離散化處理，這一過程叫 抽樣。所謂抽樣就是每隔一定的時間間隔T，抽取話音信號的一個瞬時幅度值(抽樣值)，抽 樣后所得出的一系列在時間上離散的抽樣值稱為樣值序列，如圖2－４所示。抽樣后的樣值序 列在時間上是離散的，可進(jìn)行時分多路復(fù)用， 也可將各個抽樣值經(jīng)過量化、編碼變換成二 進(jìn)制數(shù)字信號。理