通信原理复习（一）——绪论

通信的目的是传递消息中包含的信息。

消息中包含的有效内容即信息。

信号是消息的载体。

多进制是提高效率的有效手段，M增到无限大波形趋于模拟信号，抗干扰能力减弱。

区分模拟信号和数字信号的准绳，是看其取值是连续的还是离散的，而不是看时间。

数字通信的优点：
①取值数目有限，所以在失真没有超过给定值的条件下，不影响接收端的正确判决。
②采用纠错编码等差错控制技术，大大提高系统的抗干扰性。
③采用保密性极高的数字加密技术，从而大大提高系统的保密度。
④可以综合传输各种模拟和数字输入消息。
⑤设计和制造更容易体积更小，重量更轻。
⑥通过信源编码进行压缩，以减小多余度，提高信道利用率。
⑦模拟调制系統中，SNR随带宽呈指数增长。

通信方式：
单工 e.g广播
半双工 e.g对讲机
双全工 e.g手机

信源编码：压缩编码，用以减小数字信号的冗余度，提高数字信号的有效性。若为模拟信源，则还包括A/D转换功能。

信道编码：提高信号传输的可靠性。通过增加一些多余的字符，以求自动发现或纠正传输中发生的错误。

调制：使经过编码的信号特性与信道的特性相适应使信号经过调制后能顺利通过信道传输。

**基带调制：**功能是改变信号的波形，使之适于在基带信道中传输。

带通调制：使信号特性与信道特性相适应也为了把来自多个独立信号源的信号合并在一起经过同一信道传输，也采用调制的方法区分各个信号。

同步：发送端和接收端之间需要共同的时间标准，以便接收端准确知道接收的数字信号中每个符号（码元）的起止时刻，从而同步地进行接收。

数字通信系统的主要指标：
1⃣️有效性：指信道传输信息的速度快慢。占用带宽越小，占用的资源就越少。
数字通信：传输速率。 模拟通信：带宽。
2⃣️可靠性：指信道传输信息的准确程度。
错误率。

传输速率：
1⃣️码元速率RB：单位时间内传输的码元数目，单位是：波特Baud。
2⃣️信息速率Rb：单位时间内传输的信息量，单位是：比特/秒 bps。
二进制系统中信源各可能消息的出现概率相等时，码元速率和信息速率在数值上相等。
Rb=RBlog2M
3⃣️消息速率RM：单位时间内传输的消息数目。

错误率：
1⃣️误码率Pe=错误接收码元数目/传输码元总数目。
2⃣️误比特率Pb=错误接收比特数目/传输总比特数目。
3⃣️误字率Pw=错误接收字数目/传输总字数目。
二进制时，误码率=误比特率。

频带利用率=码元速率/带宽，单位：Baud/Hz
能量利用率Eb/n0，Eb：单位比特的能量，n0:噪声功率谱密度函数。

信道中不需要的电信号统称为噪声。信道中的噪声对于信号传输的影响，是一种有源干扰。而信道传输特性不良可以看作一种无源干扰。

噪声：
1⃣️脉冲噪声：突发性的，幅度很大，持续时间很短，间隔时间很长的干扰。e.g闪电。
2⃣️窄带噪声：振幅恒定的单一频率正弦波。
3⃣️起伏噪声；电子热运动、热噪声（白噪声）。
高斯白噪声：概率密度服从正态分布，所有频率的噪声概率相等。

无线信道中信号的传输是利用电磁波在空间的传播来实现的。为了有效地发射或接收电磁波，要求天线的尺寸不小于电磁波波长的1/10，因此频率过低，波长过长，则天线难以实现。

电磁波传播分为视线传播，天波和地波三种。

传输电信号的有线信道主要有3类，即明线、对称电缆和同轴电缆。
传输光信号的有线信道说光导纤维，简称光纤通信。光线按不同的分类方式，可分为阶跃型和梯度型，多模光纤（LED为光源）和单模光纤（激光器为光源）。

无论有无信号，信道中的噪声始终存在，称为加性干扰/噪声。

信道特性随机变化的信道称为随参信道，反之为恒参信道。

无失真传输要求振幅-频率曲线是一条水平直线，相位特性是过原点的直线。

多径效应使数字信号的码间串扰增大，可减小码元传输速率来降低多径效应。