2.1.デジタル通信

デジタル通信とは、送信機が有限の集合から信号を送信することを指します。たとえば、1000ビットを送信する場合、通信のために1000個の可能なバイナリシーケンスから1つを選択します。この選択を伝えるために、現在のチャネルに適した信号を選択します。選択された信号に関係なく、通信方法はデジタルです。これを実現する簡単な方法は、各ビットが特定の時間間隔内で搬送波の振幅を決定するようにすることです。たとえば、最初のビットが時間0からTまでの振幅を決定し、2番目のビットがTから2Tまでの振幅を決定するなどです。これはパルス振幅変調（PAM）の基本的な形式です。特定のチャネルに適した波形にビットをマッピングするための多くの合理的な方法が存在します。選択されたマッピング方法に関係なく、それはデジタル通信のカテゴリに分類されます。

2.2.アナログ通信

送信機が連続的に可能な信号のシリーズの1つを送信する場合、それをアナログ通信と呼びます。たとえば、送信される信号はマイクの出力である可能性があり、信号のわずかな変化でも有効な信号を表すことができます。アナログ通信では、ソース信号を使用して搬送信号のパラメータを変更します。一般的な方法には、振幅変調（AM）と周波数変調（FM）があります。AMでは、搬送波の振幅はソース信号とともに変化します。FMでは、搬送波の周波数はソース信号とともに変化します。

2.3.アナログ通信システムモデル

20世紀の大部分において、アナログ通信システムは、その連続的に変化する振幅、周波数、または位相信号で支配的でした。これらのシステムは、振幅と周波数が連続的に変化する音波のような自然の連続性を反映していました。AMおよびFMラジオ放送と従来の有線電話システムは、読者が日常的に遭遇するアナログ通信システムの典型的な応用例です。

アナログシステムでは、メッセージの伝送は入力センサー（トランスデューサー）から始まり、生の信号（音など）を電気信号に変換します。これはしばしばメッセージ信号またはベースバンド信号と呼ばれます。音声信号は300Hzから3000Hzの範囲ですが、テレビ信号は0Hzから6000kHzの範囲です。

この信号は変調され、搬送信号と組み合わされます。送信機は、特定のチャネルを介した伝送に適した形式に電気信号を変調します。このプロセスには、メッセージ信号を高周波搬送信号にロードすることが含まれます。異なるチャネルでは、その特性に適応するために異なる種類の送信機が必要になる場合があります。信号が効果的な通信範囲内に留まるようにするために、チャネル条件が変化した場合に送信機は柔軟に調整できる必要があります。一般的な変調方法には、振幅変調（AM）、周波数変調（FM）、位相変調（PM）があります。

変調された信号は増幅され、空気やケーブルなどのチャネルを介して送信されます。受信端では、信号が検出、増幅、復調されて元のメッセージが再構築されます。最後に、出力センサーが電気信号を元の形式（スピーカーから放出される音など）に変換します。

アナログ通信システムは構造が単純で連続信号を自然に処理できますが、特に長距離または多段伝送では、ノイズ干渉や信号減衰の影響を受けやすいです。

2.4.デジタル通信システムモデル

デジタル通信システムモデル自然は通常、美しい山の景色や鳥の心地よいさえずりのように、情報を連続的に提示します。しかし、現代の通信システムは、振幅と時間が離散値であるデジタル信号を使用する傾向があります。デジタル信号は、アナログ信号よりも信頼性の高い伝送が容易であるため、一部で好まれています。伝送システムへの損傷が信号品質に影響を与え始めると、検出、整形、増幅を経て最終目的地に到達する前に、標準的な形式に復元できます。以下の図は、伝送線に沿って伝播する理想的なバイナリデジタルパルスを示しています。パルス形状は、線長が増加するにつれて劣化します。信号がまだ信頼性をもって識別できる伝播距離内で、デジタルアンプがパルスを増幅し、元の理想的な形状を復元して信号を再生します。アナログ信号は、その形状の無限の多様性のため、このような整形を受けることができません。したがって、信号が遠くまで移動し、より多くの処理を受けるほど、わずかなエラーでもより深刻な劣化を被ります。

古典的なデジタル通信システム

左に示す古典的なデジタル通信システムでは、プロセスはソースコーディングから始まり、アナログ入力をデジタル形式に変換し、しばしばデータ圧縮を含みます。次に、デジタルデータはチャネルコーディングを受け、エラー検出と訂正のために冗長性を追加します。デジタル変調技術は、位相シフトキーイング（PSK）や周波数シフトキーイング（FSK）などのシンボルにデータをマッピングして送信します。受信プロセスはこれらのステップを逆順に実行し、エラー訂正と信号処理を追加します。エラーを検出および訂正できる能力は、デジタルシステムの大きな利点であり、ノイズの多いチャネルでのより信頼性の高い通信を可能にします。