● 通信是发送者(人或机器)和接收者之间通过某种媒体进行的信息传递；如今在 自然科学领域涉及“通信”这一术语， 一般是指“电通信”,广义来讲，光通信也属 于电通信，因为光也是一种电磁波。
● 1837年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传递信息(即电信)的新时代。
| 基本概念 | 分类或特征 | |
| 消息 | 通信系统传输的对象，它是消息的载体 | 消息可以分为连续消息和离散消息 |
| 信息 | 消息中所包含的有效内容 | 消息是信息的物理表现形式，而信息是消息的内涵 |
| 信号 | 消息的传输载体 | 信号可以分为模拟信号和数字信号 |
?????????结论：电信就是利用电信号传输消息中所包含的信息。
● 通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
| 通信系统的 组成 | 功能 |
| 信源 | 把待传输的消息转换成原始电信号 |
| 发送设备 | 是将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合于在信道中传输的信号，即将发送信号的特性和信道特性相匹配，使其具有抗信道干扰的能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。 |
| 信道 | 信道是一种物理介质，是信号传输的通道。信道固有特性及引入的干 扰与噪声直接关系到通信的质量 |
| 接收设备 | 将信号放大和反变换(如译码、解调等),其目的是从受到减损的接 收信号中正确恢复出原始电信号 |
| 信宿 | 把原始电信号还原成相应的消息 |
?● 按照信道中传输的信号是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通 信系统和数字通信系统。与模拟通信系统相比，数字通信系统具有抗干扰能力强、差 错可控、易加密等优点。
| 分类原则 | 分类结果 |
| 按传输介质分类 | 有线通信系统和无线通信系统 |
| 按信号特征分类 | 模拟通信系统和数字通信系统 |
| 按工作波段分类 | 长波通信系统、中波通信系统、短波通信系统、远红外线通 信系统 |
| 按传送方式分类 | 基带传输系统和带通传输系统 |
| 按信号复用方式分类 | 频分复用、时分复用和码分复用 |
①单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。
????????②半双工通信，是指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。
????????③全双工通信，是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。 一般情况全双工 通信的信道必须是双向信道。
| 数字信 号传送 方式 | 基本概念 | 优缺点 | 应用场景 |
| 并行传输 | 将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。 | 优点：节省传输时间、速度快； 缺点：需要n条通信线路，成本高 | 用于设备之间的近距离通信，如计 算机和打印 机之间数据的传输 |
| 串行传输 | 将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输 | 优点：只需一条通信信道，所需的线路铺设费用只是并行传输的1/n; 缺点：速度慢，需要外加同步措施以解决收发双发码组或字符的同步问题 | 远距离数字传输 |
● 从研究信息传输的角度来说，通信的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。
● 有效性是指信息传输的“速度”问题；而可靠性则是指接收信息的准确程度，也就 是传输的“质量”问题。
| 通信系统 | 有效性 | 可靠性 |
| 模拟通信系统 | 有效传输频带 | 接收端解调器输出信噪比 |
| 数字通信系统 | 传输速率、频带利用率 | 差错率(误码率和误信率) |
?????????在数字通信系统中，传输速率分为：码元传输速率(单位：波特)和信息传输速 率(单位： bit/s)。
● 信源编码是一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换，或者说为了 减少或消除信源冗余度而进行的信源符号变换。
● 信源编码有两个基本功能： 一是提高信道传输的有效性，即通过某种数据压缩技 术设法减少码元数目和降低码元速率；二是完成模/数 (A/D) 转换，即当信源给出的 是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。
● 最原始的信源编码是莫尔斯电码。
● 抽样定理为模拟信号的数字化奠定了理论基础；
● 最小抽样频率fs=2f? 称为奈奎斯特频率，最大抽样间隔T?=1/(2fn) 称为奈奎 斯特间隔。
● 由于实际滤波器的不理想特性，实用的抽样频率f;必须比2fg大一些。
● PCM 即脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
● PCM 主要包括抽样、量化和编码3个过程。
(1)抽样是信号在时间上的离散化。
? ? ? ? ?(2)量化是信号在幅值上的离散化。量化电平数越多，量化噪声越小，量化信噪 比越高。
(3)编码是把量化后的信号电平值转换成二进制码组的过程。
● 信道编码是将信息从信源可靠的传输到信宿的主要技术方法。目的是增强数字信 号的抗干扰能力，提供系统的可靠性。
● 常用的差错控制方式主要有3种：检错重发、前向纠错和混合纠错。
| 差错控制方式 | 纠错控制机理 | 优点 | 缺点 | 典型应用 |
| 检错重发 | 在发送码元序列中加入差错控制码元，接收端利用这些码元检测到有错码时，利用反向信道通知发送端，要求发送端重发，直到正确接收为止。 | 只需要少量的冗余码，就可以得到极低的输出误码率 | 采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道传送重发指令 ；不适合严格实时传输系统 | Internet传输中的TCP |
| 前向纠错 | 接收端利用发送端在发送码元序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能将错码恢复其正确取值。 | 采用FEC时，不需要反向信道传送重发指令，特别适合于只能提供单向信道的场合，同时也适合一点发送，多点接收的同播方式。实时性好。 | 设备要比检测重发设 备复杂。 | |
| 混合纠错 | 是前向纠错和检错重发方式的组合，当接收端出现错码并有能力纠正时，采用前向纠错技术；当接收端出现较多错码没有能力纠正时，采用检错重发技术。 | |||
● 一般说来，付出的代价越大，检错、纠错的能力越强。通常用多余度来衡量。
● 信道编码的基本思想是在被传送的信息中附加一些监督码元，在两者之间建立某 种校验关系，当这种校验关系因传输错误而受到破坏时，可以被发现并予以纠正。这 种检错和纠错能力是用信息量的冗余度来换取的。从理论上来讲，差错控制是以降低 信息传输速率为代价换取提高传输可靠性。
● 在信道编码中，定义码组中非零码元的数目为码组的重量，简称码重。把两个码 组中对应码位上具有不同二进制码元的位数定义为两码组的距离，称为汉明距离，简 称码距。
● 一种编码的最小码距直接关系到这种码的检错和纠错能力，因此最小码距是信道 编码的一个重要参数。
● 一般情况下，线性调制特指模拟调制系统中的幅度调制，非线性调制特指模拟调 制系统中的角度调制。无论是线性调制还是非线性调制，都是以正弦波作为载波。
● 在二进制数字调制中，表征数字调制方式性能的重要指标是信号带宽B、 频带利用率η和误码率P。
● 在二进制数字调制中，可以从调制方式的有效性和可靠性两方面进行比较。
| 衡量指标 | 性能比较 | |
| 有效性 | 频带利用 率 | 2ASK和2PSK调制的有效性相同，2FSK调制的有效性最差 |
| 可靠性 | 误码率 | 在采用同样的解调方式时，2PSK调制可靠性最好，2ASK调 制可靠性最差 |
在三种数字调制2ASK、2FSK和2PSK中，2PSK调制的可靠性和有效性最好。
● QAM 是载波的相位和幅度都随着数字基带信号变化的调制方式。LTE 系 统 主 要 应用的就是 QAM 调制。
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