概述
0、无线通信:依靠电磁波在空间传播以传输信息。
1、通信的目的:传输信息。
2、通信系统:将信息从信源发送到一个或多个目的地。
3、本书中通信一般指电信:利用电信号传输信息(光通信属于电信,因为光也是一种电磁波)。
4、消息:通信系统传输的对象,如语音、音乐、图片、文字、符号、数据等。
5、信息:消息的有效内容。
6、信号:消息的传输载体,为了将消息通过线路传输,需将消息转变为电信号(如电压、电流、电磁波),即把消息载荷到电信号的某个参量上(如正弦波的幅度、频率或相位;脉冲波的幅度、宽度或位置)。
7、信号可以分为模拟信号和数字信号
8、消息到电信号的转换由各类传感器实现,如话筒(声音传感器)把声波转变成音频电信号;摄像机将图像转变成视频电信号;热敏电阻(温度传感器)将温度转变成电信号等
9、通信系统的一般模型
信源:将各种消息转换成原始电信号。
发送设备:产生适合于在信道中传输的信号;使发送信号的特性与信道特性相匹配,具有抗信道干扰的能力;且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。包含:变换、放大、滤波、编码、调制等过程。对于多路传输系统,还包括多路复用器。
信道:是一种物理媒介,将发送端的信号传送到接收端。无线信道是自由空间,有线信道可以是明线、电缆、光纤。
接收设备:将信号放大和反变换(如译码、解调),从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。对于多路复用信号,还需包含接触多路复用,实现正确分路的功能。
信宿:把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。
10、模拟通信系统:利用模拟信号来传递信息,包含两种重要变换。
第一种变换:在发送端将连续消息变换成原始电信号;在接收端进行相反的变换。由信源和信宿来完成。
原始电信号:称为基带信号,基带的含义是基本频带,即从信源发出或送达信宿的信号的频带,频谱通常从零频附近开始,如语音信号的频率范围300Hz~3400Hz,图像信号的频率0~6MHz。有些信道可以直接传输这些信号,而以自由空间作为信道的无线电传输无法直接传输这些信号,因此需要第二张变换。
ps:为何自由空间无法传输基带信号?来自知乎,侵删
第二种变换:把基带信号变成适合在信道中传输的信号,并在接收端进行反变换。由调制器和解调器完成。经调制后的信号称为已调信号,有两个基本特征:携带信息;频谱具有带通形式,也称带通信号。
实际系统中还有滤波器、放大器、天线等部件。
11、数字通信系统:利用数字信号来传输信息
信源编码:一是通过某种压缩编码技术减少码元数目以降低码元速率,提高信息传输的有效性;二是完成A/D转换,实现模拟信号的数字化。信源译码是信源编码的逆过程。(是一种压缩编码)
信道编码:发送端信道编码器对传输的码元按照一定的规则加入保护成分(监督码元),接收端信道译码器按照相应的逆规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,以提高通信系统的可靠性。(冗余编码)。
加密解密:保密通信,保证所传信息的安全。
数字调制与解调:数字调制将基带信号频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号。在接收端采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。
同步:使收发两端的信号在时间上保持步调一致,是保证数字通信系统有序、准确。可靠工作的前提条件。
模拟信号经过数字编码后可以在数字通信系统中传输,如数字电话系统以数字方式传输模拟语音。
11.1 通信系统分类
- 按调制方式
基带传输:将未调制的信号直接传送,如市内电话、有线广播
带通传输:信号调制后传播
- 按信号特征
信道中传输的是模拟信号还是数字信号,分为模拟通信系统和数字通信系统
- 按传输媒介
有线通信:架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等,如有线电视,海底电缆通信
无线通信:电磁波在空间转播,如短波电离层传播,微波视距通信、卫星中继等
- 按工作波段
工作频率和波长不同划分
12、通信方式
单工:单方向传输,如广播
半双工:通信双方都能收发,但不能同时,如对讲机
全双工:可同时收发
串行:8bit字符依次在一条信道上传输
并行:8bit字符用8条信道并行传输
13、信息及其度量
信息:消息中不确定的内容构成信息
信源熵:信源的平均不确定度
14、通信系统性能指标
1)有效性:传输一定信息量所占用的频带宽度,即频带利用率
模拟系统
数字系统:频带利用率=单位带宽(Hz)内的传输速率
2)可靠性:传输信息的准确度
模拟系统:接收端输出信噪比度量
数字系统:差错概率
误码率:Pe=错误码元书/传输总码元数
误信率:Pb=错误比特数/传输总比特数
最后
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