基本介紹
- 中文名：通信系統（技術）
- 外文名：Communication systems
- 學科級別：二級學科
- 一級學科：電子、通信與自動控制技術
- 研究對象：人類、自然之間的信息交流
系統簡介,基本系統,方式,分類,模擬數字,模擬通信,數字通信,多路系統,有線系統,微波系統,衛星系統,電話系統,電報系統,數據系統,系統指標,圖書信息,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
系統簡介
定義：用電信號（或光信號）傳輸信息的系統，也稱電信系統。系統通常是由具有特定功能、相互作用和相互依賴的若干單元組成的、完成統一目標的有機整體。最簡便的通信系統供兩點的用戶彼此傳送和接收信息。在一般通信系統內，用戶可通過交換設備與系統內的其他用戶進行通信。
communication systems
通信系統
通信系統用以完成信息傳輸過程的技術系統的總稱。現代通信系統主要藉助電磁波在自由空間的傳播或在導引媒體中的傳輸機理來實現，前者稱為無線通信系統，後者稱為有線通信系統。當電磁波的波長達到光波範圍時，這樣的電信系統特稱為光通信系統，其他電磁波範圍的通信系統則稱為電磁通信系統，簡稱為電信系統。由於光的導引媒體採用特製的玻璃纖維，因此有線光通信系統又稱光纖通信系統。一般電磁波的導引媒體是導線，按其具體結構可分為電纜通信系統和明線通信系統；無線電信系統按其電磁波的波長則有微波通信系統與短波通信系統之分。另一方面，按照通信業務的不同，通信系統又可分為電話通信系統、數據通信系統、傳真通信系統和圖像通信系統等。由於人們對通信的容量要求越來越高，對通信的業務要求越來越多樣化，所以通信系統正迅速向著寬頻化方向發展，而光纖通信系統將在通信網中發揮越來越重要的作用。
基本系統
一般由信源（發端設備）、信宿（收端設備）和信道（傳輸媒介）等組成，被稱為通信的三要素。
方式
基本通信系統來自信源的訊息（語言、文字、圖像或數據）在發信端先由末端設備（如電話機、電傳打字機、傳真機或數據末端設備等）變換成電信號，然後經發端設備編碼、調製、放大或發射後，把基帶信號變換成適合在傳輸媒介中傳輸的形式；經傳輸媒介傳輸，在收信端經收端設備進行反變換恢復成訊息提供給收信者。這種點對點的通信大都是雙向傳輸的。因此，在通信對象所在的兩端均備有發端和收端設備。
分類
通信系統按所用傳輸媒介的不同可分為兩類：①利用金屬導體為傳輸媒介，如常用的通信線纜等，這種以線纜為傳輸媒介的通信系統稱為有線電通信系統；②利用無線電波在大氣、空間、水或岩、土等傳輸媒介中傳播而進行通信，這種通信系統稱為無線電通信系統。光通信系統也有“有線”和“無線”之分，它們所用的傳輸媒介分別為光學纖維和大氣、空間或水。
模擬數字
模擬通信
模擬通信是指在信道上把模擬信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。由於導體中存在電阻，信號直接傳輸的距離不能太遠，解決的方法是通過載波來傳輸模擬信號。載波是指被調製以傳輸信號的波形，通常為高頻振盪的正弦波。這樣，把模擬信號調製在載波上傳輸，則可比直接傳輸遠得多。一般要求正弦波的頻率遠遠高於調製信號的頻寬，否則會發生混疊，使傳輸信號失真。
模擬通信系統通常由信源、調製器、信道、解調器、信宿及噪聲源組成。
模擬通信的優點是直觀且容易實現，但保密性差，抗干擾能力弱。由於模擬通信在信道傳輸的信號頻譜比較窄，因此可通過多路復用使信道的利用率提高。
數字通信
數字通信是指在信道上把數位訊號從信源傳送到信宿的一種通信方式。它與模擬通信相比，其優點為：抗干擾能力強，沒有噪聲積累；可以進行遠距離傳輸並能保證質量；能適應各種通信業務要求，便於實現綜合處理；傳輸的二進制數位訊號能直接被計算機接收和處理；便於採用大規模積體電路實現，通信設備利於集成化；容易進行加密處理，安全性更容易得到保證。
多路系統
為了充分利用通信信道、擴大通信容量和降低通信費用，很多通信系統採用多路復用方式，即在同一傳輸途徑上同時傳輸多個信息。多路復用分為頻率分割、時間分割和碼分割多路復用。在模擬通信系統中，將劃分的可用頻段分配給各個信息而共用一個共同傳輸媒質,稱為頻分多路復用。在數字通信系統中,分配給每個信息一個時隙(短暫的時間段)，各路依次輪流占用時隙，稱為時分多路復用。碼分多路復用則是在發信端使各路輸入信號分別與正交碼波形發生器產生的某個碼列波形相乘，然後相加而得到多路信號。完成多路復用功能的設備稱為多路復用終端設備，簡稱終端設備。多路通信系統由末端設備、終端設備、傳送設備、接收設備和傳輸媒介等組成。
通信系統
通信系統有線系統
用於長距離電話通信的載波通信系統，是按頻率分割進行多路復用的通信系統。它由載波電話終端設備、增音機、傳輸線路和附屬設備等組成。其中載波電話終端設備是把話頻信號或其他群信號搬移到線路頻譜或將對方傳輸來的線路頻譜加以反變換、並能適應線路傳輸要求的設備；增音機能補償線路傳輸衰耗及其變化，沿線路每隔一定距離裝設一部。
通信系統
通信系統微波系統
長距離大容量的無線電通信系統,因傳輸信號占用頻頻寬,一般工作於微波或超短波波段。在這些波段，一般僅在視距範圍內具有穩定的傳輸特性，因而在進行長距離通信時須採用接力(也稱中繼)通信方式，即在信號由一個終端站傳輸到另一個終端站所經的路由上，設立若干個鄰接的、轉送信號的微波接力站(又稱中繼站)，各站間的空間距離約為20～50公里。接力站又可分為中間站和分轉站。微波接力通信系統的終端站所傳信號在基帶上可與模擬頻分多路終端設備或與數字時分多路終端設備相連線。前者稱為模擬接力通信系統；後者稱為數字接力通信系統。由於具有便於加密和傳輸質量好等優點，數字微波接力通信系統日益得到人們的重視。除上述視距接力通信系統外，利用對流層散射傳播的超視距散射通信系統，也可通過接力方式作為長距離中容量的通信系統。
衛星系統
通信系統用上述載波、微波接力、衛星等通信系統作傳輸分系統，與交換分系統相結合，可構成傳送各種通信業務的通信系統。
電話系統
電話通信的特點是通話雙方要求實時對話，因而要在一個相對短暫的時間內在雙方之間臨時接通一條通路，故電話通信系統應具有傳輸和交換兩種功能。這種系統通常由用戶線路、交換中心、局間中繼線和幹線等組成。電話通信網的交換設備採用電路交換方式，由接續網路（又稱交換網路）和控制部分組成。話路接續網路可根據需要臨時向用戶接通通話用的通路，控制部分是用來完成用戶通話建立全過程中的信號處理並控制接續網路。在設計電話通信系統時，主要以接收話音的響度來評定通話質量，在規定傳送、接收和全程參考當量後即可進行傳輸衰耗的分配。另一方面根據話務量和規定的服務等級（即用戶未被接通的機率──呼損率）來確定所需機、線設備的能力。
由於移動通信業務的需要日益增長，移動通信得到了迅速的發展。移動通信系統由車載無線電台、無線電中心（又稱基地台）和無線交換中心等組成。車載電台通過固定配置的無線電中心進入無線電交換中心，可完成各移動用戶間的通信聯絡；還可由無線電交換中心與固定電話通信系統中的交換中心(一般為市內電話局)連線，實現移動用戶與固定用戶間的通話。
電報系統
為使電報用戶之間互通電報而建立的通信系統。它主要利用電話通路傳輸電報信號。公眾電報通信系統中的電報交換設備採用存儲轉發交換方式（又稱電文交換），即將收到的報文先存入緩衝存儲器中，然後轉發到去向路由，這樣可以提高電路和交換設備的利用率。在設計電報通信系統時，服務質量是以通過系統傳輸一份報文所用的平均時延來衡量的。對於用戶電報通信業務則仍採用電路交換方式，即將雙方間的電路接通，而後由用戶雙方直接通報。
數據系統
數據通信是伴隨著信息處理技術的迅速發展而發展起來的。數據通信系統由分布在各點的數據終端和數據傳輸設備、數據交換設備和通信線路互相連線而成。利用通信線路把分布在不同地點的多個獨立的計算機系統連線在一起的網路,稱為計算機網路,這樣可使廣大用戶共享資源。在數據通信系統中多採用分組交換（或稱包交換）方式，這是一種特殊的電文交換方式，在發信端把數據分割成若干長度較短的分組（或稱包）然後進行傳輸，在收信端再加以合併。它的主要優點是可以減少時延和充分利用傳輸信道
系統指標
如何來衡量一個通信系統的好壞呢？我們主要是通過有效性和可靠性來衡量的。也就是說一個通信系統越高效可靠，顯然就越好。但實際上有效性和可靠性是一對矛盾的指標，兩者需要一定的折中。有效性指的是信息傳輸的速率，信息傳輸的速率越快，有效性越好。但信息傳輸快了，出錯的機率也就越高，信息的傳輸質量就不能保證，也就是可靠性降低了。就好比汽車在公路上超速行駛，快是快了，但有很大的安全隱患。所以不能撇開可靠性來單純追求高速度，否則，真的會欲速則不達了。
那么具體是用哪些指標來說明系統的有效性和可靠性的呢？
對於模擬通信系統來說，有效性是用系統的頻寬來衡量的，可靠性則是用信噪比來衡量的。如果一路電話占用的頻寬是一定的話，那么系統的總頻寬越大，就意味著能容納更多路電話。而當系統的頻寬一定時，要想增加系統的容量，則可以通過降低單路電話占用的頻寬來實現，因此單路信號所需的頻寬越窄，說明有效性越好。但降低單路信號的占用頻寬後，由於兩路信號之間的頻帶隔離變窄，勢必會增加相互間的干擾，即增加噪聲，使信號功率與噪聲功率的比值降低，從而降低了系統的可靠性。
對於數字通信系統來說，有效性是通過信息傳輸速率來表示的，可靠性則是通過誤碼率或誤信率來體現的。誤碼率是指接收端收到的錯誤碼元數與總的傳輸碼元數的比值，即表示在傳輸中出現錯誤碼元的機率。誤信率是指接收到的錯誤比特數與總的傳輸比特數的比值，即傳輸中出現錯誤信息量的機率。
數位訊號在信道中傳輸時，為了保證傳輸的可靠性，往往要添加糾錯編碼，糾錯編碼是要占用傳輸速率的。當一個信道每秒能傳輸的總碼元數或比特數一定時，如果不要糾錯編碼，顯然每秒傳輸的信息量比特會多些，效率提高了，但沒有了糾錯碼，可靠性則無法保證。這些為了提高可靠性而增加的編碼，也被稱為傳輸開銷，原因是傳輸這些碼元或比特的目的是為了撿錯糾錯，而它們是不攜帶信息的。
在通信系統中，頻率是個任何信號都與生具有的特徵。即使是數位訊號，也不例外，傳輸它們是要占用一定的頻率資源的。頻寬和數位訊號的傳輸速率是成正比的關係。理想情況下，傳輸速率除以2就是以這個速率傳輸的數位訊號所占用的頻頻寬度。所以越高速率所占的頻帶也會越寬，所以高速通信往往也以叫“寬頻通信”。
圖書信息
書 名: 通信系統
作 者：（加）赫金
出版時間： 2010-1-1
ISBN: 9787121102325
開本： 16開
定價: 79.00元
內容簡介
本書對通信系統的基礎理論和關鍵環節進行了深入分析，力圖讓學生在討論中領會通信的精髓。全書首先給出通信系統的梗概及需要研究的關鍵技術，接著分章詳細討論了隨機過程、連續波調製、脈衝調製、基帶脈衝傳輸、信號空間分析、帶通數字傳輸、擴頻調製、多用戶無線通信、資訊理論基礎和差錯控制編碼等，各章都附有大量的習題，便於學生實踐。本書強調通信理論的統計基礎，並給出了用MATIAB模擬的8個計算機實驗，這些實驗幾乎覆蓋了各章節的主要內容，形成了獨特的通信理論“軟體實驗室”。
本書可作為高等院校通信類、信息類、電子類、計算機類等專業高年級本科生的教材，也可供有關技術，科研和管理人員參考。
作者簡介
Simon Haykin，IEEE會士，畢業於英國伯明罕大學電子工程系。加拿大McMaster大學電子與計算機工程系教授，通信研究實驗室主任。研究方向包括非線性動力學、神經網路和自適應濾波器及其套用。
圖書目錄
BACKGROUND AND PREVIEW
CHAPTER 1 Random Processes
CHAPTER 2 Continuous-Wave Modulation
CHAPTER 3 Pulse Modulation
CHAPTER 4 Baseband Pulse Transmission
CHAPTER 5 Signal-Space Analysis
CHAPTER 6 Passband Digital Transmission
CHAPTER 7 Spread-Spectrum Modulation
CHAPTER 8 Multiuser Radio Communications
CHAPTER 9 Fundamental Limits in Information Theory
CHAPTER 10 Error-Control Coding
APPENDIX 1 Probability Theory
APPENDIX 2 Representation of Signals and Systems
APPENDIX 3 Bessel Functions
APPENDIX 4 Confluent Hypergeometric Functions
APPENDIX 5 Cryptography
APPENDIX 6 Tables
GLOSSARY
BIBLIOGRAPHY
INDEX
通信系統相關專業術語:
1. | extended total access communications systems (E-TACS) 擴展型可全接入通信系統 |
2. | local multipoint communications system (LMCS) 本地多點通信系統 |
3. | personal access communications system (PACS) 個人接入通信系統 |
4. | wireless access communications system (WACS) 無線接入通信系統（Bellcore開發） |
5. | Wireless Access Communications System 無線接入通信系統（Bellcore開發） |
6. | Personal Access Communications System 個人接入通信系統 |
7. | Multimedia Mobile Access Communication System 多媒體移動接入通信系統 |
8. | Local Multipoint Communications System 本地多點通信系統 |
