[科普中國(guó)]-通信可靠性

通信的基本目的是及時(shí)準(zhǔn)確地完成傳遞、交換信息的任務(wù)。衡量通信系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)是可靠性。它是指在給定信道內(nèi)接收到的信息的可靠程度。對(duì)于模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，該指標(biāo)的衡量方法是不同的。1

簡(jiǎn)介信道容量表示通過(guò)信道可以傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?。但是僅用互信息尚不能對(duì)信息傳輸?shù)那闆r給出全面的描述實(shí)際。在通信中人們不但要求傳輸?shù)男畔⒘看?，而且還要求得到的信息是可靠的，即可以可靠地知道信道的輸入是什么?；バ畔⒌闹悼梢哉f(shuō)明所得信息的大小，卻不能說(shuō)明所得的信息能否可靠地確定信道的輸入。這一點(diǎn)從互信息的定義中可以清楚地看出來(lái)。互信息的值僅與信道輸入的不確定度在得知信道輸入前和得知信道輸入后所取值之差有關(guān)。即使互信息的值很大，信宿仍有可能無(wú)法可靠地確定信道的輸入。這一問(wèn)題在通信工程中稱為通信可靠性。2

模擬系統(tǒng)定義在模擬通信系統(tǒng)中，可靠性是用系統(tǒng)的輸出信噪比來(lái)表示的，它是指通信系統(tǒng)輸出端信號(hào)平均功率與噪聲平均功率之比。對(duì)于電話信號(hào)，一般要求信噪比為20dB~ 50dB;對(duì)于電視信號(hào),信噪比通常大于60dB 時(shí)才能使畫(huà)面細(xì)節(jié)清晰,這說(shuō)明視覺(jué)效果比聽(tīng)覺(jué)效果更敏銳。

誤碼率衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)叫做誤碼率2，它表示所接收到的數(shù)字信號(hào)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的程度。

誤碼率是最常用的數(shù)據(jù)通信傳輸質(zhì)量指標(biāo)。它表示數(shù)字系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的式是“在多少位數(shù)據(jù)中出現(xiàn)一位差錯(cuò)”。誤碼的產(chǎn)生是由于在信號(hào)傳輸中，衰變改變了信號(hào)的電壓,致使信號(hào)在傳輸中遭到破壞，產(chǎn)生誤碼。噪音、交流電或閃電造成的脈沖、傳輸設(shè)備故障及其他因素都會(huì)導(dǎo)致誤碼。

由于種種原因,數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)。例如在傳輸過(guò)程中受到外界的干擾,或在通信系統(tǒng)內(nèi)部由于各個(gè)組成部分的質(zhì)量不夠理想而使傳送的信號(hào)發(fā)生畸變等。當(dāng)受到的干擾或信號(hào)畸變達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)。

誤碼率是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標(biāo)。誤碼率=傳輸中的誤碼/所傳輸?shù)目偞a數(shù)*100%。如果有誤碼就有誤碼率。

目的有效性與可靠性是一對(duì)相互矛盾的指標(biāo)，在實(shí)際系統(tǒng)中，提高可靠性往往是以犧牲有效性作為代價(jià)的,反之亦然。因此,總是考慮在滿足一定可靠性指標(biāo)的前提下,盡可能提高信息的傳輸速度或在維持一定的有效性指標(biāo)下，使消息傳輸?shù)馁|(zhì)量盡可能提高。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄢志丹 - 副教授 - 中國(guó)石油大學(xué)（華東）