通訊的目的就是把資訊從一處傳達到另一處。那麼資訊怎樣量化呢？夏農
(shannon)
資訊理論中定義了資訊熵
(entropy) h = -
∑pi log2 (pi )
，即每個資訊源輸出所含的平均資訊量。
其中pi
為每個可能值的概率
, 熵的單位是位元
(bit)
。例如我告訴你：我是男孩，這條資訊包含了
1 bit
，因為性別只有男和女兩種可能值，概率都是
0.5。
數字通訊系統
(以下簡稱
dcs)
傳輸資訊有很多優點，比模擬通訊更可靠，更高的靈活性，可以採用加密演算法提高安全性等。
dcs第乙個任務就是把各種各樣的資訊格式化，通過取樣把現實世界的資訊變成數碼訊號。接著是信源編碼，即把數碼訊號按一定方法編碼成資訊位元流。
玩過微控制器的人都知道
uart(
通用非同步序列口
)，一收一發，一條地三根線就實現簡單的通訊。由於線路有衰減，接收端的波形會產生失真，正確判決的難度加大
(也就是誤位元速率增大
)。可以稍加改進，
例如rs232
把電平提高到
+/-12v,
這樣就有更寬鬆的判決門限。稍微複雜一點，可以採用如
nrz, ami,hdb3
等波形編碼技術改進。像
rs232
這類不經過調製的傳輸方式叫做直接基帶傳輸。以太區域網
(ieee802.3)
就是應用最廣泛的基帶傳輸系統。
但是這種直接傳輸基帶
(baseband)
訊號不可能傳得遠，要遠距離傳輸必須要用載波調製。
用載波調製後傳輸，到接收端在解調，還原出位元流，這過程就是調製/解調
(modem).
經典的數字調製方法有
fsk(
頻移鍵控
), psk(
相移鍵控
), ask(
幅移鍵控
), 還有
msk，
qam等等。但是物理通道總是存在各種干擾，調製解調本身不能保證資訊的可靠。因此在信源編碼和調製之間，一般要進行通道編碼。通道編碼就是新增一些冗餘資訊碼，使得接收方能檢測出甚至糾正錯誤。常見到的名詞像：漢明碼，格雷碼，迴圈碼，
bch碼
,reed-soloman(rs碼)(
以上屬於分組碼
)，還有卷積碼，
turbo
碼等。
我們設計乙個通訊系統盡可能想擁有：最大的位元速率
(speed)
；最小的誤位元速率
(correctness)
；最小的功率
( low power)
；最小的頻寬
(受頻率管制)。
我們不斷改進通道編碼和調製技術力求接近以上目標。但是世上沒有免費的午餐，提高乙個方面的效能往往得犧牲另一方面。例如通道編碼的冗餘資訊加太多，有效的傳輸速率就得減少，
冗餘資訊太少，又不能達到低誤位元速率，因此我們必須權衡。夏農證明夏農極限
eb/n0 = -1.6db
，對位元能量
/雜訊功率小於
-1.6db
，不能設計出乙個可靠傳輸的通訊系統。在系統設計時，誤位元速率一般固定，而在發射功率和頻寬中權衡。頻寬受限系統
(頻譜資源受到限制
), 採用較高頻寬效率的調製方式，以犧牲
eb/n0(
如增大發射功率
)來實現可用頻寬內最大位元速率，例如
g**移動通訊系統中便運用了
gmsk
技術。反之，在功率受限系統中，採用高能量效率的調製方式而犧牲頻寬資源。
綜上，通訊系統的基本框圖可歸納為：
資訊格式化
-->
信源編碼 -->
通道編碼 -->
調製 -->
物理通道
￥)))
資訊還原 <--
信源解碼 <--
通道解碼 <--
解調 <--
物理通道
￥(((
數字通訊技術發展一日千里，新技術新名詞不斷湧現，尤其是接入技術。如無線的
wimax, cdma(3g
移動通訊的主要技術
), 有線的
gpon
等等。在未來更可靠，更高速的技術百花齊放，將為人類帶來便捷
,豐富的溝通方式。
模擬通訊和數字通訊
無論何種通訊系統，目的都是要完成一點到另一點的資訊傳遞，這樣可以吧通訊系統概括為乙個統一的模型，如圖1.圖1信源 信源指發出資訊的資訊源，即資訊的發出者。變換器 變換器的功能是將信源發出的資訊變換成適合在通道上傳輸的訊號。通道 通道是訊號傳輸的媒介，可分為有線通道和無線通道 空氣 雜訊源 在實際通訊...
數字通訊系統模型
1.信源編碼 信源編碼的主要任務有兩個 一是將信源送出的模擬訊號數位化，即對連續資訊進行模擬 數字 a d 轉換，用一定的數字脈衝組合來表示訊號的一定幅度。通常將這種過程稱為脈衝編碼調製 pcm 簡稱為編碼。二是提高訊號傳輸的有效性。也就是說，在保證一定傳輸質量的情況下，用盡可能少的數字脈衝來表示信...
數字通訊原理與TCP IP
數字通訊原理主要研究的是數字通訊系統及其理論基礎，比如圖1的夏農通訊模型 適用於數字通訊和模擬通訊系統 圖2的數字通訊系統模型 由夏農模型演化而來 圖1 夏農通訊模型 圖2 數字通訊系統模型 信源訊號如果是模擬訊號則需要經過取樣 量化和pcm調製等步驟。信源編碼主要目的是降低訊號的冗餘，包括等長編碼...