第四节　数字通信系统模型

数字通信系统是指利用数字信号传递消息的通信系统。数字通信系统的基本任务是把信源产生的信息变换成一定格式的数字信号，通过信道传输，在终端再反变换成适宜受信者接收的信息形式。数字通信系统的组成形式有多种，但从系统的主要功能和部件看，都可概括为数字通信系统模型，如图1-4所示。

（一）信息源

信息源是指产生各种信息（如语音、文字、图像及数据等）的信源。

（二）编码器、调制器、解调器和译码器

编码器和调制器组合在一起与模拟通信系统的变换器功能类同；解调器和译码器组合在一起与模拟通信系统的反变换器功能类同，但变换的原理有区别。

1.编码器和译码器

编码器的作用是将信源发出的模拟或离散的信号，转换成有规律的、适应信道传输的数字信号。这种数字信号一般为二进制的脉冲序列。译码器的功能与编码器相反，是把数字信号还原为原始的信息信号。编码器和译码器一般包括两部分：信源编码、信道编码和信道解码、信源解码。

信源编码的主要任务是将信源送出的模拟信号数字化，即对连续信息进行模拟/数字（A/D）变换，用一定的数字脉冲组合来表示信号的一定幅度。

信道编码是一种代码变换，主要解决数字通信的可靠性问题，故又称作抗干扰编码。数字信号在信道中传输，不可避免地会受到噪声干扰，并有可能导致接收信号的错误判断，产生错码（误码）。信道编码就是为了减小这种错误判断出现的概率而引出的编码方法。具体地讲，是将信源编码输出的数字信号，人为地按一定规律加入一些不代表所传信息的多余数字代码，以达到在接收端可以发现和纠正错误的目的。

2.调制器和解调器

调制器的作用是把二进制脉冲变换或调制成适宜在信道上传输的波形。由于编码器输出的二进制脉冲序列（也称为基带信号）一般不宜在信道中直接传输，尤其不宜在长距离信道中传输，需要把它调制在一个确定的高频振荡（称为载波）上，使高频振荡的振幅、频率、相位或它们的组合随所要传输的数字脉冲有规律地变化。在数字通信系统中，这个过程称为数字调制。它是信息传输过程中的一个重要措施，利用它可减小信道中干扰的影响，可改善信号频谱以及信道特性匹配，减小传输引起的失真，并具有提供多种用户合用一个信道（多路复用）的能力，使信号在信道上的传输效率大为提高。

解调是调制的逆过程，解调器是把接收到的已调制信号进行反变换，恢复出原数字信号，并送解码器解码。

（三）加密器和解码器

数字通信在实现信息加密和解密方面比模拟通信有较大的优越性，一般是在数字通信系统的信源编码器后或前设置加密器，在信源译码器前或后设置解码器来实现保密通信。加密器是在需要实现保密通信时才用的器件。通过加密器可以产生密码，人为地把被传输的数字序列搅乱。这种编码可以采用周期非常长的伪随机序列，甚至采用完全无规律的噪声码，这个过程就叫做加密。在接收端利用与发端完全相同的密码复制品，可对接收到的数字序列进行解密，保证信息传输有极高的保密性。

（四）信道

信道是信号的传输媒介。

（五）噪声源

噪声源是系统内各种干扰影响的等效结果。