交通通信系统原理

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通信系统原理

通信系统作为一个实际系统,是为了满足社会与个人的需求而产生的,目的就是传送消息(数据、语音和图像等)。任何一个通信系统都是从一个称为信息源的时空点向另一个称为信宿的目的点传送信息的,可为各类企事业单位、场所提供广泛的信息服务。

通信按传统理解就是信息的传输与交换,信息可以是语音、文字、符号、音乐、图像等。目前,人们采用各种通信技术,如以长途和本地的有线电话网(包括光缆、同轴电缆网)、无线电话网(包括卫星通信、微波中继通信网)、有线电视网和计算机数据网为基础组成的现代通信网,通过多媒体技术为家庭、办公室、医院、学校等提供文化、娱乐、教育、卫生、金融等广泛的信息服务。可见,通信网络已成为支撑现代社会正常运行最重要的基础结构之一。

因此,通信的定义为:通信是传递信息的手段,即将信息从发送器传送到接收器。而通信的目的就是完成信息的传输和交换。

通信是实现信息传递的手段,对于其一些相关概念也需理解。

(1) 信息。信息可以被理解为消息中包含的有意义的内容。“信息”一词在概念上与消息的意义相似,但它的含义更普通化、抽象化。

(2) 消息。消息是信息的表现形式。消息具有不同的形式,如符号、文字、语音、音乐、数据、图片、活动图像等。一条信息可以用多种形式的消息来表示,不同形式的消息可以包含相同的信息。

(3) 信号。信号是消息的载体,消息是靠信号来传递的。信号一般为某种形式的电磁能(电信号、无线电信号和光信号)。

用电信号(或光信号)传输信息的通信系统,也称电信系统。电信系统通常是由具有特定功能、相互作用和相互依赖的若干单元组成的、完成统一目标的有机整体,是一个以实现通信为目标的硬件、软件及人的集合。在一般通信系统内,用户可通过交换设备与系统内的其他用户进行通信。最简便的通信系统可供两点的用户彼此发送和接收信息。基本的点到点通信系统的一般模型如图所示。

从上图可以看出,点到点通信系统一般由信息源、发送设备、信道、接收设备和收信者(信宿)5个部分组成。点到点通信系统各部分的功能如下:

信息源:是信息的产生或信息的形成者;

发送设备:是将信息源和传输介质匹配起来,即将信息源产生的消息信号变换成便于传送的信号形式,送往传输介质;

信道:是信号传输的通道,包括狭义信道和广义信道;

接收设备:主要作用是将来自信道的带有干扰的发送信号加以处理,并从中提取原始信息,从接收信号中恢复出原始电信号,完成发送变换过程的逆变换(如解调和译码等);

收信者:是传送消息的目的地,其功能与信息源相反,即把原始电信号转换成相应的消息。

上图中,m(t)表示要传送的信息(消息),其表达形式可以是语言、文字、图像、数据等,经输入设备的处理,信息源将其变换成输入数据g(t),并传输到发送设备。g(t)通常并不是适合传输的形式,在发送设备中被变换成与传输媒质特性相匹配的传输信号s(t)。s(t)经传输媒质为信号传输提供通路;因为信号衰减和噪声n(t),使得在接收端收到信号是r(t)。r(t)是受到噪声干扰的s(t),是接收设备恢复出原始电信号的依据,r(t)的质量决定了通信系统的性能,接收设备将r(t)转换成适合于输出的信号形式g′(t)。g′(t)是输入数据g(t)的近似值或估值。信宿将由g′(t)承载的信息m′(t)提交给接收者,完成一次通信。