通信有效性與可靠性通信質量概述影響通信質量的因素可分為兩個方面。一是前面已經介紹過的廣義信道的特征及種種限制因素，二是表示信息本身的信號或編碼方式和傳輸（調制解調）方式。有效性與可靠性是相輔相承的兩個質量指標體系，模擬與數字通信又有所不同。1.5.2

通信系統有效性技術模擬通信系統中，每一路模擬信號需占用一定信道帶寬，如何在信道具有一定帶寬時充分利用它的傳輸能力，可有幾個方面的措施，一是多路信號通過頻率分割復用，即頻分復用（FDM），以復用路數多少來體現其有效性，如同軸電纜可容納10800路4kHz模擬話音信號。目前使用的無線頻段從105~1012Hz范圍的自由空間，更是利用多種頻分復用方式實現各種無線通信。另一方面提高模擬通信有效性是根據業務性質減少信號帶寬，如話音信號的調幅單邊帶（SSB）為4kHz，就比調頻信號帶寬小數倍，但可靠性較差。數字通信的有效性主要體現在一個信道通過的信息速率。對于基帶數字信號可以采用時分復用（TDM）以充分利用信道帶寬。其它復用方式還有前面提到的空分復用（SDM）、碼分復用（CDM）、極化復用（PDM）和波分復用（WDM）以及相應的“多址”方式。數字信號頻帶傳輸，可以采用多元調制提高有效性。如進制信號是二進制信號信息量的（）倍，它們的信息量單位分別為波特（Baud－Bd）和比特（bit），因此另外，為了利用有限的信道帶寬支持信源信息量大的通信業務傳輸，根據信息理論可以采用信源壓縮編碼，即消除源信息中冗余部分，如電視信號中只含有大約4%的有效信息，采用無失真壓縮編碼，可能達到30多倍的壓縮率。更進一步，根據不同應用要求的，由仙農率失真理論，還可以去掉一些次要信息，這種有損壓縮編碼，往往可以壓縮上百倍以上，如多媒體會議電視及可視電話可以分別利用2Mb/s速率及PCM系統和3kHz帶寬的PSTN（公用交換電話網）進行傳輸，便滿足一般需要。1.5.3通信系統可靠性技術對于模擬通信系統，可靠性通常以整個系統的輸出信噪比來衡量。一般通信系統特別是衛星通信，發送信號功率總是有一定限量，而信道噪聲（主要是熱噪聲）則隨傳輸距離而增長，其功率不斷累積，并以相加的形式來干擾信號，這種干擾稱為加性干擾。信號加噪聲的混合波形與原信號相比則具有一定程度失真。模擬通信的輸出信噪比越高，通信質量就越好。諸如，公共電話（商用）以40dB為優良質量，電視節目信噪比至少應為50dB，優質電視接收應在60dB以上，公務通信可以降低質量要求，也需20dB以上。當然，信噪比并非的衡量質量的指標。在實際中，常用折衷辦法來改善可靠性，即以帶寬（有效性）為代價換取可靠性，可提高輸出信噪比涉及信號的調制方式。例如，寬帶調頻（FM）比調幅多占幾倍或更大帶寬，解調輸出信噪比改善量與帶寬增加倍數的平方成正比。如民用調幅廣播，每臺節目10kHz帶寬，而調頻臺節目帶寬為180kHz，但信噪比增大十幾倍，因此音質極好。首先，數字通信可靠性因素就主要地、本質地說，主要還是信噪比問題，另一因素是設計的信號本身抗擾能力。但數字信號傳輸終反映在判決輸出的碼元符號是否正確，因此其可靠性指標均為碼元或碼字的差錯概率，即一定時間內的平均差錯率。一般通信系統，差錯率主要決定于信噪比輸出大小。提高數字系統的可靠性，減少誤差率的措施，首先從仙農信道容量公式來奠定一個基本思路，該的公式為上列公式的概念表明，當通過信道傳輸的信息總量不超過信道容量時，信號本身的帶寬，傳輸時間和信號動態范圍三者的量值可以互換，則信號可以無失真通過該信道以付出帶寬換取可靠性如無線擴頻調制CDMA，以擴展帶寬成百上千倍，甚至當信噪比小于1，即0dB以下時，仍可有較強抗干擾性，正確接收信號。降低傳輸速率，即在同樣信息量，延長傳輸時間可以提高可靠性。如一幅信息量很大的精細畫面，利用了3kHz帶寬電話信道，幾分鐘可以無失真傳輸完畢。采用適當的信號波形及均衡措施，可消除信號碼元波形間干擾，提高正確判決概率。第五章基帶數字信號傳輸理論的奈奎斯特三個準則，有效地解決了消除“符號間干擾”(ISI)問題。選用調制與解調方式提高可靠性。如采用數字調頻較調幅有較好的接收質量。接收的解調方式優于包絡解調效果。優良的信號設計可提高抗干擾能力。第6章將重點介紹，發送信號序列中表示不同信號的碼字或波形函數之間相關性的情況。提高抗干擾能力，減少差錯有效、也常用的方