1、通信的基礎(chǔ)概念——信息傳遞、知識和信號

信息傳遞是知識的物理形態(tài)載體，通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)哪繕?biāo)，涵蓋了連續(xù)的信息傳遞（狀態(tài)連續(xù)變化或不可數(shù)的）和離散的信息傳遞（可計數(shù)的有限個數(shù)）。

知識是信息傳遞的有效內(nèi)容，知識是信息傳遞的內(nèi)涵。

信號是知識的傳輸媒介，將各種信息通過線路傳播，將信息轉(zhuǎn)化為電信號（在電信號的某個參數(shù)上承載信息，例如：正弦波的幅度、相位、頻率等），包括模擬信號和數(shù)字信號。

模擬信號指的是承載信息的信號參數(shù)取值連續(xù)的、不可數(shù)的、無窮多的。

數(shù)字信號指的是承載信息的信號參數(shù)只有有限個取值的。

2、通信系統(tǒng)的一般架構(gòu)

信息源：將各種信息轉(zhuǎn)化為原始電信號。包括模擬信息源（輸出連續(xù)模擬信號）和數(shù)字信息源（輸出離散數(shù)字信號）。

發(fā)送設(shè)備：生成適合在信道中傳輸?shù)男盘枺拱l(fā)送信號的特性和信道特性相匹配，具有抗干擾的能力，并且有足夠的功率以滿足遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男枨蟆?/p>

信道：一種物理介質(zhì)，將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收設(shè)備。

接收設(shè)備：對信號進(jìn)行放大和反變換（如解碼、解調(diào)），從受損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。

信宿：信息傳遞的目的地，將原始電信號還原成相應(yīng)的知識。

3、模擬通信系統(tǒng)架構(gòu)

模擬通信系統(tǒng)：利用模擬信號來傳遞知識的通信系統(tǒng)。

兩種變換：

一是：模擬信源將連續(xù)的信息轉(zhuǎn)化為原始電信號（基帶信號，基本頻帶信號）；信宿將原始電信號轉(zhuǎn)化成連續(xù)的信息。

二是：調(diào)制器將基帶信號轉(zhuǎn)換成適合在信道傳輸?shù)男盘枺ㄒ颜{(diào)信號，攜帶信息，頻譜具有帶通形式，即帶通信號）；解調(diào)器將信道傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成基帶信號。

4、數(shù)字通信系統(tǒng)架構(gòu)

信源編碼：兩個基本功能，一是：通過某種壓縮編碼技術(shù)減少碼元數(shù)目以降低碼元速率，提高信息傳輸?shù)挠行裕欢牵和瓿赡?數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，通過編碼器將信源發(fā)送的模擬信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字傳輸。

信源解碼：信源編碼的逆過程。

信道編碼：進(jìn)行差錯控制，對傳輸?shù)男畔⒋a元按照一定的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督碼元），組成抗干擾碼。

信道解碼：按照信道編碼的逆規(guī)則進(jìn)行解碼，從中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，提高通信系統(tǒng)的可靠性。

加密：在保密通信場合，人為地將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，加上密碼。

解密：接收端采用發(fā)送端處理過程相反的操作，對接收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，恢復(fù)原來信息。

數(shù)字調(diào)制：將數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘枴；镜臄?shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控（ASK），頻移鍵控（FSK），絕對相移鍵控（PSK）、相對（差分）相移鍵控（DPSK）。

數(shù)字解調(diào)：接收端采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原數(shù)字基帶信號。

同步：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致，包括載波同步、位同步、群（幀）同步和網(wǎng)同步。

5、數(shù)字通信的特性和優(yōu)點

優(yōu)點：（1）抗干擾能力強，且噪聲不累積；（2）傳輸差錯可控；（3）便于對數(shù)字信息進(jìn)行處理、變換、存儲，將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸；（4）易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量減輕；（5）易于加密處理，且保密性好。

缺點：可能需要較大的傳輸帶寬。

6、通信系統(tǒng)的分類

按照調(diào)制方式分類為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。基帶傳輸是將未調(diào)制的信號直接傳送；帶通傳輸是對各種信號調(diào)制后傳輸。

按照信號特征分類為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。

按照傳輸介質(zhì)分類為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。

按照信號復(fù)用方式分類為頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用。頻分復(fù)用是采用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍；時分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；碼分復(fù)用是采用正交的編碼分別攜帶不同信號。

7、通信方式

單工通信：信息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞健?/p>

半雙工通信：通信雙方都能收發(fā)信息，但不能同時進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。

全雙工通信：通信雙方可同時收發(fā)信息。

8、離散信息量

P(x)—信息發(fā)生的概率；I—信息中的信息量。

a=e時，單位為奈特（nit）。

a=10時，單位為哈特萊（Hartley）。

a=2時，單位為比特（bit）。

9、離散信源的平均信息量（熵）

離散信源：每個符號所包含信息量的統(tǒng)計平均值，即平均信息量熵，單位b/符號。

當(dāng)P(xi)=1/M，即所有符號出現(xiàn)概率相等，此時的熵是最大的，熵表征了信源的不確定性。

10、通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)——有效性

有效性——傳輸一定信息量所占用的頻帶寬度，即頻帶利用率。

模擬通信系統(tǒng)，傳輸同樣的信源信號，所需傳輸帶寬越小，頻帶利用率越高，有效性越好。

數(shù)字通信系統(tǒng)，頻帶利用率定義為單位帶寬（每赫茲）內(nèi)的傳輸速率。

RB——碼元傳輸速率，即傳碼率（波特率），單位時間（每秒）傳輸碼元的數(shù)目，單位為Baud，波特。

TB——每個碼元的長度TB(s)，可以理解為每個碼元的持續(xù)時間。

Rb——信息傳輸速率，即傳信率（比特率），單位時間（每秒）傳輸?shù)钠骄畔⒘浚瑔挝籦/s，比特/秒。

等概率，平均信息量（熵）H，M——M進(jìn)制。

Rb與RB的關(guān)系。

Tb與TB的關(guān)系。

11、通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)——可靠性

可靠性——傳輸信息的準(zhǔn)確程度。

模擬通信系統(tǒng)的可靠性，采用接收端輸出信號與噪聲功率比（S/N）來衡量，反映了信號經(jīng)傳輸后的保真程度和抗噪聲能力。

數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性，采用差錯概率來衡量，包括誤碼率和誤信率。

誤碼率Pe——碼元在傳輸過程中被傳錯的概率，指錯誤接收的碼元數(shù)在傳輸總碼元中所占的比例。

誤信率Pb——誤比特率，錯誤接收的比特數(shù)在傳輸總比特數(shù)中所占的比例。

(責(zé)任編輯：佚名)