通信及其信息处理技术的发展与认识

1、通信及其信息处理技术的发展与认识摘要：人类的远程通信从1837年电报技术诞生开始，发展到1876年人类又 发明了电话，远程通信进入了重要的发展阶段，电话不再需要代码翻译，使用者 只要具有正常的沟通能力与正常的听力就可以进行互相交流，对于社会的方便提 供了重要的工具。回首通信技术的发展过程，可以总结出技术的发展主要是从模 拟通信技术的的质量研究方面展开，只是近些年才有模拟通信技术像数字技术慢 慢发展演变。关键词：模拟数字翻译远程通信1在模拟通信技术中核心是传输原始信息，这也导致了信息的失真和系统的不 稳定。模拟通信系统在设计和产品生产过程中，体现出技术的严格、精准、复杂 性。在模拟通信过程中，恢

2、复信号差的方面有很多措施，但缺少控制信噪比的有 效措施。在滤波器、均衡器等方面，要严格的控制其内在波动值和滤波器的阻带 衰耗的特性。在模拟通信过程中，信息传递、变换、应用过程中不可避免的出现 失真现象，加上各种因素的干扰，造成了信息的质量降低，有可能意味着通信的 失败。一、通信技术的发展大量的实践让人们意识到逼真传输的困难性，也认识到了噪声是造成通信失 败的重要因素，因此解决噪声的影响是通信技术的关键。对噪声影响的认识和噪 声对通信技术的影响开展了研究，也导致了数字通信和信息论的出现，也从俩方 面探索信息传输的新途径：一方面，不一味的追求逼真传输原始信息，而是追求 精准传输原始信息。另一方面，

3、对串杂音和干扰给予最大的关注，通过实践形成 了数字通信方式的综合解决方案，合理的量化达到精准度的反映原始信号。采用 二进制码的转换表示信号的量化值，可以达到很高的抗噪性能。数字系统可以按 照预定的量化设计，而预定的量化精度值由设计者控制。数字通信再生判别技术 的应用，形成了限制噪声的有效手段，同时也避免了通信过程中杂音的积累，也 说明了数字通信系统可以正确的传输原始信息。这两个措施都适用于数字通信的 初级阶段，同模拟通信信息技术的系统设计技术相比，数字通信技术系统的设计 相对比较准确、简单、宽松，任何从事通信系统的专业人士都可以明显的感觉到 俩者的巨大差别。“复制信号的错误概率”和“接收端的信

4、噪比”两项指标可以衡量数字通信 系统质量标准。因此，衡量标准也相应的有着很大的变化，首先，将恢复信号的 “均方差”指标改为“错误概率”指标。其次，模拟通信与数字通信都是以“接 收端信噪比”作为衡量质量的指标，俩者在本质上有着很大的差别。前者可以评 估略微模糊的量，而后则相对直观清晰，特别是现代通信，都是将原始信息作为 数字信号的传输处理。在模拟通信过程中，“接收端信噪比”是无法控制的逐渐 积累的结果。在数字通信中，线路误差率要保持在正常水平，“接收端信噪比” 主要与信号的量化的误差相关。在现代的通信过程中，数字信号的传输的处理量 超出了模拟信号的处理量和传输，数字信号的传输主要注重“复制信号的

5、错误概 率”要求，基本对“接收端信噪比”没有要求。由于模拟信号的编码冗余度较高， 一般模拟信号的传输质量是由量化误差和传输误码共同决定的。1远程通信，Telecommunication这一单词源于希腊语“远程”(Greek tele)(遥远的)和通信(communicare)(共享)。 在现代术语中，远程通信是指，在连接的系统间，通过使用模拟或数字信号调制技术进行的声音、数据、 传真、图象、音频、视频和其它信息的电子传输。二、信息处理技术的发展与认识随着数据通信的发展和应用，也极大促进了数字通信发展业务；因为数字 化信号有很多优势，比如便于进行保密处理、抗干扰处理等。前面已经提到，对 数字系统

6、质量的标准集中在“复制信号的错误概率气总而言之，数字通信包括 数字信号传输、数字终端通信、数字信号交换三个方面。因此涉及这三个方面的 内容都存在着“复制信号的错误概率”的问题；由于环境的不同，在分析方法和 提高“恢复信号的精度”的技术也有很多不同之处。一般情况下，信息处理技 术谈及是最佳调制和解技术，此技术可以分为编码与不编码的两个类型。在编 码类型中，信源原始的数据不直接、而是经过编码才输出到线路上。在不编码类 型中，信源原始数据只适用线路适配性的符号形式变化，不编码方式经常用于 低中速数据通信。（1）在数字终端通信中，普遍采用ASK、FSK、PSK的调制技术，信源的二 进制数字信息经流调制

7、器转换后直接发到线路，调制器的作用可看做线路适配 器，故此属于未编码的传输方式。在传输过程中由于受到高斯信道的强性干扰， 在信宿端可能产生误码。在同样的高斯信道上，不同的调制方式产生误码的概 率也不同；三种调制方式正确接收的能力依次提高3dB，当中PSK的性能最优。（2）数据通信是数据通信设备之间的通信，数据通信对于传输的可靠性要求 很高，普通线路的传输质量已经不能满足数据通信的精准要求，必须增加控制错 误影响的措施。近些年，各种数据通信大多数采用分组码、垂直水平奇偶校验码、 恒比码、循环码等去实现检错与纠错。分组码主要以解决随机性误码为主，在 检验突发性误码方面稍显不足，数字信号传输可以分为

8、有线传输信道与无线传 输信道两种，以往的电缆数字传输系统容量不大，水平仅可以大部分地区电话业 务，现在能够为各种信息传输提供高速和高质量服务，如图像终端、高速数据终 端以及大型数据网络的互连，也为实现个人通讯提供了坚实的基础。（3）个人通信的目标是无论什么人、什么时问、什么地点、都可以实现任何 信息交换的服务。显然，如果要实现个人通讯的目标，那么必须依靠无线通信和 移动通信技术，主要是因为无线通信技术能为用户提供空间和时间上的灵活性。 由于无线信道不仅是带限信道，又是多径衰落信道，因此现代的无线传输性能就 显得尤为突出。除了地表无线传输2以外，随着人类不断的探索，对于卫星通信 和宇宙的深空通信

9、需求更加迫切，发展最新型的无线传输技术。随着航天技术， 通信技术，信息处理技术，计算机技术的不断进步，使得现代空间遥感技术得 到了空前的发展。地观测技术在国际上也称为太空竞争的重要热点之一，卫星 遥感已经成为地观测技术中经济建设与国防建设的共同需求。最具特殊性的是宇 宙的深空通信；由于深空探测费用较高、完成任务时间长、通信时延较大、链路 带宽限度小、信号弱、采集的数据较珍贵等原因，不仅对星上设备是一种挑战， 对地面设备也是一种挑战。总而言之，因为深空通信是在负信噪比条件下，其通信技术的难度相当的 高，涉及的关键技术主要有巨型天线、低噪放、发射机、编解码等。其中，编 解码就是通信的信息处理技术。

10、对应的信息处理技术主要有伪噪声扩频与前向纠 错；扩频技术则是依照仙农公式，利用更宽的频带换取低信噪比的工作；由于 噪声对信号的干扰作用，造成的信息损失是不可避免的。为了增强信号的抗干扰2随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为一个特殊使 用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无 线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。能力，需要对信号加以改造，使信号内部具有更强的规律性以及信息相互关联 性。在噪声破坏了信号的内部结构时，可根据内部结构规律性以及相互关联性发 现错误，更正错误并恢复原有信息。总结：随

11、着技术的发展和客观需求的不断提高，错误概率也由以前的被动评价结果 发展为主动改善的指标。前面已经提到，对噪声影响的认识重要，对于客服噪声 影响所开展的研究曾导致数字通信3和信息论的发展，数字通信在应用技术方面 的发展，而信息论则是在理论方面上的飞跃。通信及其信息处理技术的发展正经 历着一个戏剧性的变化，通信设备与计算设备的融合，互联网的广泛使用都给用 户提供了无限的潜力，与此同时，近些年迅速发展的无线访问是世界电信业发展 最强劲的推动力，同时这也意味着要面临更加艰难的技术挑战，通信技术的发展 趋势中一个最重要的特性是通信需求的多样性，因此，通信技术的多样性将是以 后面临的更大的挑战。3数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。 它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。参