通信的目的就是傳遞信息,。通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫作信源，接收信息的一端叫做信宿,，信源和信宿之間的通信線路稱為信道,。信息在進(jìn)入信道時(shí)要變換為適合信道傳輸?shù)男问?，在進(jìn)入信宿時(shí)又要變換為適合信宿接收的形式。另外,，信息在傳輸過(guò)程中可能會(huì)受到外界的干擾,，把這種干擾稱為噪聲。這樣得到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本模型如下圖所示:

信源產(chǎn)生的信息有可能是模擬數(shù)據(jù),，也有可能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)取連續(xù)值,，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)取離散值,。在數(shù)據(jù)進(jìn)入信道之前要變成適合傳輸?shù)碾姶判盘?hào)，這些信號(hào)也可以是模擬的或數(shù)字的,。

模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào),，這種信號(hào)的某種參量（如幅度、相位和頻率等）可以表示要傳送的信息,。例如電話機(jī)送話器輸出的話音信號(hào),、電視攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信號(hào)等都是模擬信號(hào)。

數(shù)字信號(hào)只取有限個(gè)離散值,，大多數(shù)數(shù)字信號(hào)在兩個(gè)固定值之間振蕩，而且數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換幾乎是瞬時(shí)的,，數(shù)字信號(hào)以某一瞬間的狀態(tài)表示它們傳送的信息,。比如在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示,，例如字長(zhǎng)為2位的二進(jìn)制數(shù)可表示4種大小的數(shù)字信號(hào),，它們是00、01,、10和11,。

如果信源產(chǎn)生的是模擬數(shù)據(jù)并以模擬信道傳輸,，則叫做模擬通信,；如果信源發(fā)出的是模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)的形式傳輸，那么這種通信方式叫數(shù)字通信,。如果信源發(fā)出的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),，當(dāng)然也有兩種傳輸方式，這時(shí)無(wú)論是用模擬信號(hào)傳輸或是用數(shù)字信號(hào)傳輸都叫作數(shù)據(jù)通信,。

模擬數(shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸

模擬數(shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸需要進(jìn)行調(diào)制,，此場(chǎng)景比較典型的是廣播系統(tǒng)，它們使用的語(yǔ)音信號(hào)的頻率（300Hz~3400Hz）都是一樣的。如果每個(gè)廣播的數(shù)據(jù)都不做任何處理,，直接傳送,，各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)就會(huì)發(fā)生重疊和互相干擾，導(dǎo)致大家什么也聽(tīng)不清,。所以需要先把語(yǔ)音模擬信號(hào)調(diào)制到分配給他的那個(gè)電臺(tái)的頻率,，比如音樂(lè)臺(tái)98.8Hz，聽(tīng)交通臺(tái)91.2Hz等,，這樣把不同電臺(tái)的語(yǔ)音信號(hào)調(diào)到不同的頻段,。這時(shí)在接收方（聽(tīng)眾）會(huì)有一個(gè)解調(diào)過(guò)程，收音機(jī)調(diào)到某一電臺(tái)的頻率來(lái)接收指定的信號(hào),。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸

在模擬信道中進(jìn)行數(shù)字傳輸，必須先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),，這個(gè)過(guò)程叫做數(shù)字調(diào)制,。可以調(diào)制模擬載波信號(hào)的三個(gè)參數(shù)——幅度,、頻移和相移來(lái)表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),。3種基本模擬調(diào)制方法如圖所示：

• 調(diào)幅（AM）：即載波的幅度隨數(shù)字信號(hào)的值改變,，也稱為幅移鍵控法ASK（Amplitude Shift Keying）,。
• 調(diào)頻（FM）：即載波的頻率隨數(shù)字信號(hào)的值改變, 也稱為頻移鍵控法FSK（Frequency Shift Keying）。
• 調(diào)相（PM）：即載波的相位隨數(shù)字信號(hào)的值改變,，也稱為相移鍵控法PSK（Phase Shift Keying）,。

此場(chǎng)景比如電信ADSL寬帶接入，首先需要把計(jì)算機(jī)中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器(MODEM)轉(zhuǎn)變成為模擬信號(hào),，然后才能在模擬信道上（比如電話網(wǎng)）進(jìn)行傳輸,，接收方在需要通過(guò)MODEM進(jìn)行解調(diào)，將模擬信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)的數(shù)字信號(hào)接收,。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)傳輸

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能夠通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳輸，這是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最廣泛的運(yùn)用,。但是計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)也并不適合直接在數(shù)字信道上進(jìn)行傳輸,，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛯?shí)現(xiàn)通訊雙方的信號(hào)同步。在基帶傳輸中,，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼主要有如下幾種：

（1）單極性碼：只用正的或負(fù)的電壓表示數(shù)據(jù),。例如：用+3V表示二進(jìn)制數(shù)字“0”，用0V表示二進(jìn)制數(shù)字“1”,。

（2）極性碼：分別用正電壓和負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”,。例如：+3V表示二進(jìn)制數(shù)字“0”，用-3V表示二進(jìn)制數(shù)字“1”,。

（3）雙極性碼：信號(hào)在3個(gè)電平（正,、負(fù),、零）之間變化。典型的雙極性碼是信號(hào)交替反轉(zhuǎn)編碼AMI（Alternate Mark Inversion）,，它用零電平表示“0”,，“1”則表示電平在正、負(fù)極間交替翻轉(zhuǎn),。

（4）歸零碼：碼元中間的信號(hào)回歸到零電平,，“0”表示由正極到零電平，“1”表示由負(fù)極到零電平,。

（5）雙相碼：雙相碼要求每一位都有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換,，一高一低，必須翻轉(zhuǎn),。低到高代表“0”,，高到低代表“1”。

（6）不歸零碼：碼元信號(hào)不回歸零電平,，出現(xiàn)“1”時(shí)電平翻轉(zhuǎn),，“0”時(shí)不翻轉(zhuǎn)。也叫差分碼,。

（7）曼徹斯特編碼：是一種雙相碼。在每個(gè)比特中間均有一個(gè)跳變,，第一個(gè)編碼自定義,，比如用高電平到低電平的跳變代表“0”，由低電平向高電平的跳變代表“1”,。曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中,。

（8）差分曼徹斯特編碼：也是一種雙相碼,。數(shù)據(jù)的表示在于每一位開(kāi)始處是否有電平轉(zhuǎn)換,，有電平轉(zhuǎn)換表示“0”，無(wú)電平轉(zhuǎn)換表示“1”,。差分曼徹斯特編碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中,。

模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)傳輸

把模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),，需使用叫做編碼解碼器（Codec）的設(shè)備,。這種設(shè)備的作用和調(diào)制解調(diào)器的作用相反。用編碼解碼器把模擬數(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程叫模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字化,，常用的數(shù)字化技術(shù)為脈沖編碼調(diào)制PCM（Pulse Code Modulation）,。例如：電話網(wǎng)絡(luò)，它的遠(yuǎn)程的程控交換機(jī)之間使用光纖連接，使用數(shù)字的通信技術(shù),，由于用戶的話機(jī)到本地回路這一段傳送的是模擬信號(hào),，這時(shí)就需要進(jìn)行語(yǔ)音的數(shù)字化處理，使模擬信號(hào)能夠在數(shù)字信道上傳輸,。就是需要經(jīng)過(guò)編碼解碼器完成從模擬數(shù)據(jù)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)的編碼,，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣、量化,、編碼等一系列的動(dòng)作最終轉(zhuǎn)化成一串0和1組成的數(shù)字信號(hào),。而在接收方有一個(gè)解碼器再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行接收。

以上就是數(shù)據(jù)通信基本原理的一些簡(jiǎn)單介紹了~