模拟信号和数字信号的差别

简介

今天看吴军博士的《浪潮之巅》,期间看到从木工厂到手机之王这一章节中,提及摩托罗拉在模拟信号向数字信号转型的时候,有如下描述:

在模拟时代,话音质量是手机好坏几乎唯一的标准,而摩托罗拉无疑在此方面占有优势。那时候,手机功能的多少并不重要,甚至使用的方便性也不如语音质量重要,因为话音质量不够好时,功能再多手机也无法使用。而到了数字手机时代,不同手机的话音质量相差不像以前那么大,这时手机的功能就变得非常重要了,再到后来手机的外观都变得重要起来。摩托罗拉由于思维的定式,在早期开发数字手机时,仍然以话音质量为核心,功能和外观的设计在同行中常常慢一个节拍。而诺基亚在很早就强调手机的功能、使用方便和外观。诺基亚的手机在功能上从不落后于任何竞争对手。更可贵的是,它的手机还以操作方便而著称,当用户买了一个新的诺基亚手机,不需要读说明书就可以使用。诺基亚最早将手机“碍事”的天线装到手机机壳里面,这样虽然牺牲了一些话音质量,但是使得手机便于携带。这样的设计,以前是不可能在技术决定论占主导的摩托罗拉通过的。但是,事实证明,这种设计更受消费者欢迎。现在,连摩托罗拉也采用这种设计了。

模拟信号

摩托罗拉的成功基于完全垄断了第一代移动通信市场。
第一代移动通信是基于模拟信号的,天线技术和模拟信号处理技术的水平决定了产品的好坏。而产品的外观式样根本不用考虑。在技术方面,没有公司能挑战摩托罗拉。因此,摩托罗拉的手机虽然卖的贵(那时在中国一个好的手机要两万元),仍然占领了世界百分之七十的市场。其它公司要想和摩托罗拉竞争,只能寄希望于下一代了。
此时采用模拟信号的缺点:

  • 模拟通信,尤其是微波通信和有线明线通信,很容易被窃听。只要收到模拟信号,就容易得到通信内容。
  • 电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。线路越长,噪声的积累也就越多。

数字信号

第二代移动通信是基于数字信号的。
手机数字化比摩托罗拉高管们想象的时间表来得早得多,使得摩托罗拉几十年来积累的模拟技术变得无关紧要,市场的优势顿失。最后摩托罗拉走向灭亡的悲剧。
数字信号传输的好处:

  • 加强了通信的保密性。语音信号经A/D变换后,可以先进行加密处理,再进行传输,在接收端解密后再经D/A变换还原成模拟信号。
  • 提高了抗干扰能力。数字信号在传输过程中会混入杂音,可以利用电子电路构成的门限电压(称为阈值)去衡量输入的信号电压,只有达到某一电压幅度,电路才会有输出值,并自动生成一整齐的脉冲(称为整形或再生)。
  • 较小杂音电压 到达时,由于它低于阈值而被过滤掉,不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同,除非干扰信号大于原信号才会产生误码。
  • 为了防止误码,在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法,即在出现误码时,可以利用后向信号使对方重发。因而数字传输适用于较远距离的传输,也能适用于性能较差的线路。可构建综合数字通信网。采用时分交换后,传输和交换统一起来,可以形成一个综合数字通信网。

参考

浪潮之巅

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