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通信有效性与可靠性

发布时间:2008/8/27 0:00:00 访问次数:1483

  通信质量概述

  影响通信质量的因素可分为两个方面。一是前面已经介绍过的广义信道的特征及种种限制因素,二是表示信息本身的信号或编码方式和传输(调制解调)方式。

  有效性与可靠性是相辅相承的两个质量指标体系,模拟与数字通信又有所不同。

  1.5.2 通信系统有效性技术

  模拟通信系统中,每一路模拟信号需占用一定信道带宽,如何在信道具有一定带宽时充分利用它的传输能力,可有几个方面的措施,一是多路信号通过频率分割复用,即频分复用(fdm),以复用路数多少来体现其有效性,如同轴电缆最高可容纳10800路4khz模拟话音信号。目前使用的无线频段从105~1012hz范围的自由空间,更是利用多种频分复用方式实现各种无线通信。

  另一方面提高模拟通信有效性是根据业务性质减少信号带宽,如话音信号的调幅单边带(ssb)为4khz,就比调频信号带宽小数倍,但可靠性较差。

  数字通信的有效性主要体现在一个信道通过的信息速率。对于基带数字信号可以采用时分复用(tdm)以充分利用信道带宽。其它复用方式还有前面提到的空分复用(sdm)、码分复用(cdm)、极化复用(pdm)和波分复用(wdm)以及相应的“多址”方式。数字信号频带传输,可以采用多元调制提高有效性。如进制信号是二进制信号信息量的()倍,它们的信息量单位分别为波特(baud-bd)和比特(bit),因此

  另外,为了利用有限的信道带宽支持信源信息量大的通信业务传输,根据信息理论可以采用信源压缩编码,即消除源信息中冗余部分,如电视信号中只含有大约4%的有效信息,采用无失真压缩编码,可能达到30多倍的压缩率。更进一步,根据不同应用要求的精度,由仙农率失真理论,还可以去掉一些次要信息,这种有损压缩编码,往往可以压缩上百倍以上,如多媒体会议电视及可视电话可以分别利用2mb/s速率及pcm系统和3khz带宽的pstn(公用交换电话网)进行传输,便满足一般需要。

  1.5.3 通信系统可靠性技术

  对于模拟通信系统,可靠性通常以整个系统的输出信噪比来衡量。一般通信系统特别是卫星通信,发送信号功率总是有一定限量,而信道噪声(主要是热噪声)则随传输距离而增长,其功率不断累积,并以相加的形式来干扰信号,这种干扰称为加性干扰。信号加噪声的混合波形与原信号相比则具有一定程度失真。模拟通信的输出信噪比越高,通信质量就越好。诸如,公共电话(商用)以40db为优良质量,电视节目信噪比至少应为50db,优质电视接收应在60db以上,公务通信可以降低质量要求,也需20db以上。当然,信噪比并非唯一的衡量质量的指标。

  在实际中,常用折衷办法来改善可靠性,即以带宽(有效性)为代价换取可靠性,可提高输出信噪比涉及信号的调制方式。例如,宽带调频(fm)比调幅多占几倍或更大带宽,解调输出信噪比改善量与带宽增加倍数的平方成正比。如民用调幅广播,每台节目10khz带宽,而调频台节目带宽为180khz,但信噪比增大十几倍,因此音质极好。

  首先,数字通信可靠性因素就主要地、本质地说,主要还是信噪比问题,另一因素是设计的信号本身抗扰能力。但数字信号传输最终反映在判决输出的码元符号是否正确,因此其可靠性指标均为码元或码字的差错概率,即一定时间内的平均差错率。一般通信系统,差错率主要决定于信噪比输出大小。

  提高数字系统的可靠性,减少误差率的措施,首先从仙农信道容量公式来奠定一个基本思路,该著名的公式为

  上列公式的概念表明,当通过信道传输的信息总量不超过信道容量时,信号本身的带宽,传输时间和信号动态范围

  通信质量概述

  影响通信质量的因素可分为两个方面。一是前面已经介绍过的广义信道的特征及种种限制因素,二是表示信息本身的信号或编码方式和传输(调制解调)方式。

  有效性与可靠性是相辅相承的两个质量指标体系,模拟与数字通信又有所不同。

  1.5.2 通信系统有效性技术

  模拟通信系统中,每一路模拟信号需占用一定信道带宽,如何在信道具有一定带宽时充分利用它的传输能力,可有几个方面的措施,一是多路信号通过频率分割复用,即频分复用(fdm),以复用路数多少来体现其有效性,如同轴电缆最高可容纳10800路4khz模拟话音信号。目前使用的无线频段从105~1012hz范围的自由空间,更是利用多种频分复用方式实现各种无线通信。

  另一方面提高模拟通信有效性是根据业务性质减少信号带宽,如话音信号的调幅单边带(ssb)为4khz,就比调频信号带宽小数倍,但可靠性较差。

  数字通信的有效性主要体现在一个信道通过的信息速率。对于基带数字信号可以采用时分复用(tdm)以充分利用信道带宽。其它复用方式还有前面提到的空分复用(sdm)、码分复用(cdm)、极化复用(pdm)和波分复用(wdm)以及相应的“多址”方式。数字信号频带传输,可以采用多元调制提高有效性。如进制信号是二进制信号信息量的()倍,它们的信息量单位分别为波特(baud-bd)和比特(bit),因此

  另外,为了利用有限的信道带宽支持信源信息量大的通信业务传输,根据信息理论可以采用信源压缩编码,即消除源信息中冗余部分,如电视信号中只含有大约4%的有效信息,采用无失真压缩编码,可能达到30多倍的压缩率。更进一步,根据不同应用要求的精度,由仙农率失真理论,还可以去掉一些次要信息,这种有损压缩编码,往往可以压缩上百倍以上,如多媒体会议电视及可视电话可以分别利用2mb/s速率及pcm系统和3khz带宽的pstn(公用交换电话网)进行传输,便满足一般需要。

  1.5.3 通信系统可靠性技术

  对于模拟通信系统,可靠性通常以整个系统的输出信噪比来衡量。一般通信系统特别是卫星通信,发送信号功率总是有一定限量,而信道噪声(主要是热噪声)则随传输距离而增长,其功率不断累积,并以相加的形式来干扰信号,这种干扰称为加性干扰。信号加噪声的混合波形与原信号相比则具有一定程度失真。模拟通信的输出信噪比越高,通信质量就越好。诸如,公共电话(商用)以40db为优良质量,电视节目信噪比至少应为50db,优质电视接收应在60db以上,公务通信可以降低质量要求,也需20db以上。当然,信噪比并非唯一的衡量质量的指标。

  在实际中,常用折衷办法来改善可靠性,即以带宽(有效性)为代价换取可靠性,可提高输出信噪比涉及信号的调制方式。例如,宽带调频(fm)比调幅多占几倍或更大带宽,解调输出信噪比改善量与带宽增加倍数的平方成正比。如民用调幅广播,每台节目10khz带宽,而调频台节目带宽为180khz,但信噪比增大十几倍,因此音质极好。

  首先,数字通信可靠性因素就主要地、本质地说,主要还是信噪比问题,另一因素是设计的信号本身抗扰能力。但数字信号传输最终反映在判决输出的码元符号是否正确,因此其可靠性指标均为码元或码字的差错概率,即一定时间内的平均差错率。一般通信系统,差错率主要决定于信噪比输出大小。

  提高数字系统的可靠性,减少误差率的措施,首先从仙农信道容量公式来奠定一个基本思路,该著名的公式为

  上列公式的概念表明,当通过信道传输的信息总量不超过信道容量时,信号本身的带宽,传输时间和信号动态范围

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