信息傳遞技術

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什麼是信息傳遞技術[1]

  信息傳遞技術是通過傳輸媒介實現信息轉移的一種技術,其主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。在目前的技術條件下,信息傳輸主要是通過電信網、電腦網、廣播電視網等方式來實現的。從發展的角度看,電信網、電腦網、廣播電視網呈現出逐漸融合的趨勢

信息傳遞技術的構成[2]

  信息傳遞技術按網路構成分為:信息傳輸技術、信息交換技術、信息終端技術和信息傳遞網路技術等。

  信息傳輸是構成信息網路的“鏈路”,高速、大容量、可靠地傳輸信息,是信息活動所追求的目標,也是信息傳輸技術發展的根本動力。信息傳輸技術主要是解決在給定傳輸媒介的條件下,提高信息傳輸的有效性和可靠性問題。

  構成信息傳輸技術的基本技術主要有:調製技術、差錯控制技術、通道改善技術和擴展頻譜技術。

  調製技術就是進行信號頻譜的遷移,使信源產生信號的頻譜結構與傳輸媒質的通信頻帶相匹配的技術。通過調製可以實現多路信號的復用以及有效性和可靠性的互換。選擇不同的調製方式,町得到不同性能的通信系統,一種新的調製方式的出現,往往義使通信系統產生新的質的變化。調製方式按調製信號的不同可分為模擬調製與數字調製兩大類。在數字調製中,為滿足不同的有效性和可靠性要求和適應不同類型通道傳輸特點及兼顧簡單與經濟,又出現了多種調製方式,如:差分移相鍵控、振幅相位混合調製、非相干移頻鍵控、時間差分移相鍵控、正交調幅等。

  差錯控制技術是為在一定的信噪比的情況下達到指定的誤碼率指標,而採用的降低誤碼率的技術。由於通道上傳輸數字信號時,因為通道傳輸特性不理想以及雜訊的影響,所收到的數字信號不可避免地會發生錯誤,為此需要通過選擇調製/解調方式,以及採用均衡技術等,使誤碼率儘可能地降低,上述措施往往不能滿足需要,這就需要採用通道編碼,也就是差錯控制編碼。差錯控制編碼的基本方法是:在發送端被傳輸的信息序列上附加一些監督碼元,這些碼元與信息碼之間存在著一定規則的關聯(約束);接收端按照既定的規則檢驗信息碼元與監督碼元的關係,一旦在傳輸過程中發生差錯,則必然破壞信息碼元與監督碼元之間的關係,從而可以發現錯誤,乃至於糾正錯誤。常用的差錯控制方式有:檢錯重發、前向糾錯和混合糾錯。

  通道改善技術主要包括均衡技術、分集接收技術和信號設計技術。均衡技術就是在傳輸通道中插入某個補償網路的方法,使加人補償網路後的通道的傳輸特性更接近理想。均衡網路按設計原理和實現方法可分為頻域均衡和時域均衡,目前的主要發展趨勢是時域自適應均衡。分集接收技術就是將在接收端分散接收到的幾個衰落情況不同的信號,以一定的方式將它們合併集中,使總接收信號的信噪比得到改善,衰落的影響減小。按照分散接收信號的方式,可用的分集方式有:空間分集、頻率分集、角度分集、極化分集和時間分集等。信號設汁技術是針對通道的情況沒計和發射具有較強抗衰落能力的信號,接收端再將其還原,以減小衰落的影響。如採用多進位信號、時頻調製信號、時頻相調製信號和偽雜訊編碼等。

  擴展頻譜技術是指將傳輸的消息信號頻譜,用某個特定的擴頻函數擴展成為寬頻帶信號,經通道傳輸後,再以相應手段將其頻帶壓縮,從而獲得所傳信息的通信技術。擴展頻譜通信簡稱擴頻通信,其主要特點有:抗干擾性強;傳輸信號功率譜密度很低,有利於隱蔽;可實現碼分多址通信,有利於解決一般通信中存在的電波擁擠問題;保密性強。擴頻通信有直接序列擴展頻譜、跳頻、跳時和線性調頻等四種基本方式。

  然而,在實際運用中,更為關心的是綜合考慮傳輸技術和傳輸媒質兩方面因素的具體通信手段,以及研究在不同傳輸媒質上形成和發展各種通信系統的傳輸速率、質量和應用特點。此時,可將信息傳輸技術具體化為:衛星傳輸技術、光纖傳輸技術、短波傳輸技術、微波接力傳輸技術,以及其他較為特別的傳輸技術:地下通信技術、水下通信技術、對流層散射通信與流星餘跡通信技術等。

  信息交換技術是通信網的“信息轉換中心”。在任何結構形式的通信網中,兩條以上的支路相連接的節點,都需要由交換設備來完成對傳輸鏈路和通信業務量的彙集和分配。早期的交換機用於電話交換業務,其交換方式為電路交換,經歷了從人工交換到機電交換到電子交換的發展過程;而自動交換機的控制方式則從佈線邏輯控制發展到存儲程度控制。為了適應信息發展的需要,靈活有效地支持多種不同速率業務高質量的傳遞,出現了傳輸、復用與交換方式,即非同步傳遞方式,這是實現“信息高速公路”的關鍵技術。

  信息傳遞終端技術是信息傳遞技術的重要組成部分之一,是直接為用戶提供服務的技術,主要有:信源編碼技術、復用技術以及軟體無線電技術。

  對於數字通信而言,需要首先將需要傳遞的模擬信號變換為數字信號(信源編碼),然後進行傳遞,而到了接收端則需要將數字信號還原成模擬信號(信源解碼)。通常將編碼與解碼的全過程稱之為編碼。信源編碼按消息類型分,主要有語音編碼和圖像編碼兩大類。語音編碼是將語音信號變換為數字信號,其主要的編碼方式有脈衝編碼調製、增量調製、自適應差值脈碼調製和聲碼器等。圖像信息具有直觀、豐富的特點,但圖像信息自身的信息量特別巨大,在傳輸、處理和存放時占有媒質的容量也十分巨大。通常採用寬頻傳輸通道,以及大容量存儲設備;而在終端設備中對圖像信息進行壓縮編碼處理,在保證一定的圖像質量的前提下,除去多餘信息量,以壓縮圖像的數據量。壓縮圖像的常用及最新方法有:自適應預測編碼、離散餘弦變換編碼、最佳量化和矢量量化編碼、變長字編碼、幀間預測運動補償編碼、子帶編碼以及模型基編碼與分形基編碼等。

  為了提高通道利用率,使多路信號共用一個通道而互不影響,必須運用多路復用技術,簡稱復用技術。常用的復用技術有:頻分復用適用於模擬通信系統,時分復用和碼分復用,適用於數字通信系統。時分復用是通過相應的時序邏輯電路讓各路數字信號輪流占用通道,從而使各路信號在同通道上占有不同時間間隙進行通信。碼分復用的原理是:在發送端讓各路信號分別與一組互相正交的碼序列相乘,然後合路送出;接收端收到合路的總信碼後只需讓它分別與相應的碼序列相乘,就可得到指定的那路信號,從而實現多路復用。

  軟體無線電臺是指用軟體實現各種功能的多功能、寬頻段的無線電終端設備。在移動通信中它指智能化的個人終端和基站。軟體無線電技術是指實現軟體無線電臺的各種技術的集合。軟體無線電最突出的特點是:開放式結構,軟體、硬體便於升級及合理配置?用軟體定義功能,具有很強的適應性,便於更新功能,是通信技術的重要發展方向之一。

  隨著信息技術的整體發展,信息傳遞技術不斷更新、不斷發展,特別是電腦技術和通信技術的有機結合,使現代信息傳遞技術正經歷著一場革命。其中不論是信息傳遞手段、信息交換方式、信息傳遞終端都發生著深刻的變化:其總體發展趨勢是:模擬通信被數字通信替代,信息傳輸向高速、大容量發展,從人對人的通信向人對機、機對機通信擴展,從單一業務與功能向綜合業務與功能轉變,並且將會逐步開闢新的通信資源。

信息傳遞技術的競爭[3]

  這方面競爭的重點集中於:竟相使用高速、精確、有效、大容量的信息傳遞媒體,如近年的傳真通訊、激光通訊、衛星通訊、光纖通訊大量應用;於商業,加速信息傳遞的通訊網路建設。

信息傳遞技術的功能[4]

  其主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。各種通信技術都屬於這個範疇。廣播技術也是一種傳遞信息的技術。由於存儲、記錄可以看成是從“現在”向“未來”或從“過去”向“現在”傳遞信息的一種活動,因而也可將它看作是信息傳遞技術的一種。

參考文獻

  1. 馬貴安主編.水利水電工程移民信息管理.中國水利水電出版社,2007
  2. 劉粵軍主編.信息化軍事知識讀本.長征出版社,2003
  3. 向亞雲主編.全球經濟時代總裁全書 1.西北大學出版社,2002
  4. 徐安東,王群慧,葉強編.大學電腦文化.上海交通大學出版社,2006
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