100次浏览 发布时间：2024-11-10 08:50:14
1、通信的基本概念——消息、信息和信号
消息是信息的物理形式载体，通信系统传输的对象，包括连续消息（状态连续变化或不可数）和离散消息（可数的有限个数）
信息是消息的有效内容，信息是消息的内涵
信号是信息的传输载体，将各种消息通过线路传输，将消息转变成电信号（把消息载荷在电信号的某个参量上，比如：正弦波的幅度、相位、频率等）包括模拟信号和数字信号
模拟信号指载荷消息的信号参量取值是连续的、不可数的、无穷多的
数字信号指载荷消息的信号参量只有有限个取值
2、通信系统的一般模型
信息源：把各种消息转化成原始电信号。包括模拟信息源（输出连续模拟信号）和数字信息源（输出离散数字信号）。
发送设备：产生适合于在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，并且有足够的功率以满足远距离传输的需要。
信道：一种物理媒质，将来自发送设备的信号传送到接收设备。
接收设备：将信号放大和反变换（比如译码、解调），从受损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
信宿：传送消息的目的地，把原始电信号还原成相应的信息。
3、模拟通信系统模型
模拟通信系统：利用模拟信号来传递信息的通信系统
两种变换
一是：模拟信源将连续消息变换成原始电信号（基带信号，基本频带信号）；信宿将原始电信号变换成连续消息。
二是：调制器将基带信号变换成适合在信道传输的信号（已调信号，一携带信息，二频谱具有带通形式，即带通信号）；解调器将信道传输的信号变换成基带信号。
4、数字通信系统模型
信源编码：两个基本功能，一是：通过某种压缩编码技术来减少码元数目以降低码元速率，提供信息传输的有效性；二是：完成模/数（A/D）转换,通过编码器将信源发送的模拟信号，转换成数字信号，实现模拟信号的数字传输
信源译码：信源编码的逆过程
信道编码：进行差错控制，对传输的信息码元按照一定的规则加入保护成分（监督码元），组成抗干扰码
信道译码：按照信道编码的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提供通信系统的可靠性
加密：保密通信场所，人为地将被传输的数字序列扰乱，加上密码
解密：接收端采用发送端处理过程相反的操作，对接收到的数字序列进行解密，恢复原来信息
数字调制：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。基本的数字调制方式有振幅键控（ASK）,频移键控（FSK）,绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。
数字解调：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，包括载波同步、位同步、群（帧）同步和网同步
5、数字通信的特点
优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累；（2）传输差错可控；（3）便于对数字信息进行处理、变换、存储，将来自不同信源的信号综合到一起传输；（4）易于集成，使通信设备微型化，重量减轻；（5）易于加密处理，且保密性好。
缺点：可能需要较大的传输带宽。
6、通信系统分类
按照调制方式分类为基带传输系统和带通传输系统。基带传输是将未调制的信号直接传送；带通传输是对各种信号调制后传输
按照信号特征分类为模拟通信系统和数字通信系统
按照传输媒质分类为有线通信系统和无限通信系统
按照信号复用方式分类为频分复用、时分复用、码分复用。频分复用是采用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用是采用正交的编码分别携带不同信号。
7、通信方式
单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式
全双工通信：通信双方可同时收发消息
8、离散信息量
P(x)—消息发生的概率；I—消息中的信息量
a=e时，单位为奈特（nit）
a=10时，单位为哈特莱（Hartly）
a=2时，单位为比特（bit）
9、离散信源的平均信息量（熵）
离散信源
每个符合所包含信息量的统计平均值，即平均信息量熵，单位b/符号
当P(xi)=1/M，即所有符号出现概率相等，此时的熵是最大的，熵表征了信源的不确定性
10、通信系统的性能指标——有效性
有效性——传输一定信息量所占用的频带宽度，即频带利用率
模拟通信系统，传输同样的信源信号，所需传输带宽越小，频带利用率越高，有效性越好
数字通信系统，频带利用率定义为单位带宽（每赫兹）内的传输速率
RB——码元传输速率，即传码率（波特率），单位时间（每秒）传输码元的数目，单位为Baud，波特
TB——每个码元的长度TB(s),可以理解为每个码元的持续时间
Rb——信息传输速率，即传信率（比特率），单位时间（每秒）传输的平均信息量，单位b/s，比特/秒
等概率，平均信息量（熵）H，M——M进制
Rb与RB的关系
Tb与TB的关系
11、通信系统的性能指标——可靠性
可靠性——传输信息的准确程度
模拟通信系统的可靠性，采用接收端输出信号与噪声功率比（S/N）来衡量，反映了信号经传输后的保真程度和抗噪声能力
数字通信系统的可靠性，采用差错概率来衡量，包括误码率和误信率
误码率Pe——码元在传输过程中被传错的概率，指错误接收的码元数在传输总码元中所占的比例
误信率Pb——误比特率，错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例
