通信原理概述

最近在看《深入浅出通信原理》,里面有很多推导公式看不懂,大概看懂一些基础概念,这里做一下概述

通信的过程就是信源和信宿通过信道收发信息的过程

目录

一、信源和信宿

二、信道

三、信号变换

四、复用和多址技

一、信源和信宿

信源:位于发送端,负责将原始信息转换为电信号

信宿:位于接收端,负责将电信号转换为原始信息

举例:无线话筒

麦克风作为信源,将声音转换为声音信号发送出去;扬声器作为信宿,将接收到的声音信号转换回声音

二、信道

信道就是指信息的传输通道。信道对传输的信号是有要求的,信息必须转换成满足信道要求的信号才能在信道中传输

信号通过信道传输时会出现衰减,而且信道上的干扰和噪声也会对信号产生影响,导致信号失真

信号失真严重时会导致误码。要想实现无误码的信息传输,通信系统设计时必须考虑检错和纠错处理

举例:发信机和收信机

发信机对信源发出的信息进行必要的检错和纠错编码等处理后,将其转换成适合在信道上传输的信号,发送到信道上

收信机负责从信道上接收信号,进行检错和纠错处理后,将信息恢复出来发给信宿

根据传输媒介不同,信道分为有线信道和无线信道

有线信道的传输媒介为电话线、网线和光线等导线

无线信道的传输媒介为自由空间的电磁波,通信中主要用到了无限电波和光波

三、信号变换

发信机和收信机对信号所做的处理如下

信源编码:对于模拟信源,一般先进行模/数转换,将模拟信号数字化,再进行压缩编码,尽量剔除冗余信息,减少对传输带宽的占用

信道编码:通过添加冗余信息,以便在接收端进行纠错处理,解决信道的噪声和干扰导致的误码问题

一般的信道译码只能纠正零星的误码,对于连续的误码无能为力

为了解决连续误码问题,需要将信道编码之后的数据顺序按照一定规律打乱,这就是交织。到了接收端,在信道译码之前先将数据顺序复原,这就是去交织,这样连续的误码到了接收单就变成了零星的误码,信道译码就可以正确纠错了

脉冲成形:数字信号想要在信道中传输,必须先转换成合适的脉冲波形,这就是脉冲成形

调制:将信息承载到满足信道要求的高频载波信号上得过程就是调制

天线技术:无限通信系统中,调制得到的已调信号要转换成电磁波才能再空间中进行传输

发射天线负责将调制器发来的电信号转换为电磁波发射出去

接收天线负责将接收到的电磁波转换回电信号发送给解调器

四、复用和多址技术

一条信道上只传输一路数据的情况下,信源发出的信号经过信源编码、信道编码和交织、脉冲成形、调制之后就可以发送到信道上进行传输了,如果需要再一条信道上同时传输多路数据,还要用到复用和多址技术

复用技术:指一条信道同时传输多路数据的技术,有TDM(时分复用)、FDM(频分复用)、CDM(码分复用)是最常见的3中复用技术

多址技术:指同一条信道同事传输多个用户数据的技术,有TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)、CDMA(码分多址)是最常见的3中多址技术

一个用户对应一路数据,多个用户就对应多路数据,因此多址技术是以多路复用技术为基础的

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