河北工业大学_892通信原理_《现代通信原理》笔记_考研成功卡.docVIP

河北工业大学 《现代通信原理》 笔记 1 概述 通信的发展 远古的通信方式 烽火通信：最古老的光通信、二进制数字通信，速度 鼓通信：非洲鼓 驿站通信：古老的邮政通信、电视里的紧急军情：600里加急、800里加急、官方 运动通信（邮政：退化为传递物品）与电信 现代通信——电通信技术的发展 电报（安培、莫尔斯） 电话（贝尔、模拟通信的开始、实时、交互） 数字通信（20世纪60年代开始，随着半导体、计算机、激光技术的发展） 消息、信息和信号 重点：三者的概念以及区别；信息量的定义和计算。 难点：信息量的计算，1bit信息量的涵义。 信息、消息和信号的定义与区别 通信的目的——实现两地之间信息的交换。 消息是信息的物理表现，而信息是消息中包含的有意义的内容，在通信系统中，消息转换为信号才能在通信系统中传输。 消息中信息量的度量 信息量与消息发生的概率有关，且成反比； 消息发生的可能性越大，带给我们的信息就越小，反之。事件的不确定程度可以用其出现的概率来表述。信息量是消息出现概率的函数：消息出现的概率越大，信息量越大，确定的事实，信息量为0；事件不可能发生，发生概率为0，则含有无限的信息量。 信息量的单位； 比特（a = 2）；奈特（a = e）；哈特莱（a = 10） 二进制消息的信息量计算； 多进制消息的信息量计算。 数字通信 重点：模拟通信与数字通信的区分；数字通信的优点；数字通信系统模型，以及系统各组成部分的功能；数字通信系统的主要性能指标。 难点：掌握数字通信系统模型的主要构成部分，了解数字通信系统中衡量有效性与可靠性的主要性能指标。 基本概念 模拟与数字的区别：现实的世界是模拟的世界——说话、景象；拥抱数字的世界——相机、电视、电脑等等（让同学们自己想自己说）；模拟与数字信号各自的特点，传输质量的度量标准——信噪比（参量估计问题）与误码率（统计判决理论）。 优点 系统模型 组成部分，各部分的功能： 1．信源：信息的发出者，是主动方，比如我们上课，由老师把未知的知识以讲授的方式传授给大家，那么在这个系统中，老师就是信源。当然，这是个最简单的例子，信源还要完成讲信息转换为信号的功能。 2．信源编码：模拟信源——模/数转换；对必威体育官网网址性高的信息，加密 3．信道编码：增加多余的字符，以求自动发现或纠正传输中的错误。（两个相对立的过程）减少冗余（多余之物），提高有效性——增加冗余（符合特定规律的字符），提高可靠性； 4．调制：目的——调整信号，使信号特性与信道特性相适应，使信号能顺利通过信道传输。 基带——信源信号占用的频带，基本频带。包含较低频率成分，甚至直流分量。 有些信道不能传输基带信号，如无线信道——频带搬移至足够高的频段（调制载波） 带通信号——经过载波调制后的信号。 基带调制——不用载波调制，只对其波形作适当改变，就能适应信道的特性。 带通调制——使用载波调制。 5．信道：从两个方面对信号产生影响。噪声：系统内部各个元器件产生的噪声、外来干扰。线性叠加——加性噪声 6．同步：为同步、多个码元组成一个码组（字） 性能指标 1．有效性（信道传输信息的速度快慢）： 传输速率：码元速率、信息速率、消息速率 2．可靠性（信道传输信息的准且程度）： 错误率：误码率、误比特率 二者是矛盾的，通常可靠性的提高就意味着有效性的降低，而有效性的提高又意味着可靠性的降低，所以他们有时可以互相转换的。 信道 信道：连接发送端和接收端的通信设备。按传输媒体分类：无线信道和有线信道。 无线信道 原则上，任何频率的电磁波都可以产生，但是电磁波的发射和接收是用天线进行的，为了有效地接收电磁波，要求天线的尺寸不小于电磁波波长的1/10。λ=C/f。c=3*108 ，计算举例。 微波频段：1~300GHz 根据通信距离、频率和位置的不同，电磁波的传播可以分为视距传播、地波和天波。 地波 2MHz以下；绕射；传播路径曲线。 天波 2-30MHz；电离层反射；电离层产生的原因：太阳的紫外线和宇宙射线辐射使大气电离的结果。白天，日光强，多个电离层，晚上，日光弱，电离层减少。电离层会对电磁波产生吸收和衰减，且频率越高，衰减越小。较高频的电磁波能穿过D层，高频信号主要依靠F层反射，维持通信。 视距传播 30MHz以上；无线电中继（在传播距离达到极限时，设置一个中继）；利用地面中继。地面物体的高度总是有限的，人造卫星。 其它通信方式 卫星通信、平流层通信、散射通信 有线信道 1．明线：平行架设在电线杆上的架空线路，导电裸线或带绝缘层的导线。干扰大，不易多敷设 2．对称电缆：双绞线：两根包着绝缘材料的细铜线按一定的比率相互缠绕而成。双绞线的原理是：如果外界电磁信号在两条导线上产生的干扰大小相等而