通信基础知识
通信基础知识
通信基础知识第一篇：通信基础知识（上）通信是信息传递的过程，是人类社会发展的重要组成部分。
通信的基础知识包括通信的类型、通信的技术、通信的标准等。
一、通信的类型1.语音通信：通过声音来传递信息，在电话、广播、电视等方面有广泛的应用。
2.数据通信：在计算机网络、互联网、移动通信等领域中应用广泛，主要用于实现数据的传输和交换。
3.图像通信：图像传输可以帮助人们在远距离地区交流，如视频会议、智能监控等领域。
4.多媒体通信：综合运用多种通信技术，同时传递文本、声音、图像等多种信息。
二、通信的技术1.信道：指传输信息的通道，可分为有线信道和无线信道。
有线信道包括电话线、光纤等。
无线信道包括无线电波、红外线、激光等。
2.调制：将数字信息转化为模拟信号的过程。
调幅、调频、调相是常用的调制技术，可将数字信号转换为适合传输的模拟信号。
3.多路复用技术：将多个信息流合并为一个信道，提高信息传输效率。
时分多路复用、频分多路复用和码分多路复用是常用的多路复用技术。
三、通信的标准1.ITU标准：国际电信联盟制定的标准，针对电信和无线电通讯进行规范。
2.IEEE标准：美国电气和电子工程师协会制定的标准，以保证电子技术在全球范围内的互操作性。
3.ISO标准：国际标准化组织制定的标准，主要针对计算机和信息技术领域的标准。
以上是通信基础知识的简单介绍，随着科技的进步，通信技术也在不断地发展和创新。
用户需要不断学习和了解最新的通信技术和标准，以更好地满足各种通信需求。
第二篇：通信基础知识（下）通信是信息传递的过程，是人类社会发展的重要组成部分。
除了通信的类型、通信的技术、通信的标准之外，通信的安全也是不可忽视的重要问题。
一、通信的安全在信息传递过程中，由于信息被传递中可能遭到窃听、篡改或伪造等恶意行为，所以通信的安全问题非常重要。
为了保护信息的安全，通信安全技术也在不断发展。
1.加密技术：将明文信息通过特定的算法进行转换，使得信息在未授权的情况下无法阅读。
通信基础知识
通信基础知识通信是现代社会不可或缺的一部分，它已经成为我们日常生活中的一部分。
通信技术的不断发展，使得人们之间的交流变得更加便捷，信息传递更加快速。
本文将介绍通信的基础知识，包括通信的种类、传输介质、电路原理等。
通信的种类通信是指信息在两个或多个地点之间的传递过程。
根据信息传递的距离和信息传递的实时性，通信可以分为很多种类型。
无线电通信：无线电通信是最常见的通信方式之一。
它利用无线电波在空中传输信息。
无线电通信具有传输距离远、传输速度慢、抗干扰性强等优点。
红外通信：红外通信是一种利用红外线传输信息的通信方式。
它具有传输距离短、传输速度快、抗干扰性弱的优点。
光纤通信：光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信方式。
它具有传输距离远、传输速度快、抗干扰性强的优点。
卫星通信：卫星通信是一种利用卫星传输信息的通信方式。
它具有传输距离远、传输速度慢、抗干扰性强的优点。
传输介质通信需要传输介质才能完成信息传递。
传输介质可以分为两大类：电缆和无线。
电缆：电缆是一种传统的传输介质，它包括有线电缆和光纤电缆。
电缆具有传输距离远、传输速度慢、抗干扰性弱的优点。
无线：无线是一种新兴的传输介质，它包括无线电波、红外线和超声波等。
无线具有传输距离短、传输速度快、抗干扰性强的优点。
电路原理电路原理是通信技术的核心部分，它包括信号的传输、放大和滤波等过程。
信号传输：信号传输是电路原理中的一个重要过程。
它包括信号在电缆或无线中的传输。
信号放大：信号放大是电路原理中的一个重要过程。
它包括信号在电缆或无线中的放大。
信号滤波：信号滤波是电路原理中的一个重要过程。
它包括信号在电缆或无线中的滤波。
总结通信技术的发展，使得人们之间的交流变得更加便捷，信息传递更加快速。
本文简要介绍了通信的基础知识，包括通信的种类、传输介质、电路原理等。
这些基础知识是通信技术发展的基础，也是我们在日常生活中，学习通信技术的重要参考。
通信基础知识
第一章概述通信的目的是为了信息的传递。
携带信息的信号可分为模拟信号（如话音）和数字信号（运算机输出的信号）。
信息的传递由通信系统来完成。
1.1通信系统的组成通信系统由硬件和软件组成。
硬件包括终端、传输和互换三大部份。
终端：包括一般、移动、运算机、数据终端、可视、会议电视终端等。
传输系统：信息传递的通道，一样叫信道。
互换系统：完成接入互换节点链路的聚集、转接和分派。
通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接互换所必需的一整套协议、标准，包括网络结构、网内信令、协议和借口和技术体制、接口标准等。
注释区分交换和传输的概念，有助于我们对一些概念的理解。
但随着通信的发展，它们之间的界限越来越不明显，很多新的标准已经把传输和交换融合到一起。
1.2通信系统的分类依照系统所传输的信号来分类，那么系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。
数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。
由于光纤通信的普及和集成工艺的进展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号可再生，可综合各类业务，便于和运算机系统连接，易于集成等优势，因此慢慢取代了模拟通信系统。
1.3标准化组织标准能够被看做是将不同厂商制造的硬件和软件连接起来以便和谐工作的“粘接剂”。
在美国和其他许多国家，全国的标准化组织概念了多种物理特性和操作特性的标准，以便厂商生产与通信公司的线路设施及其他制造商的产品兼容的设备。
在全世界范围内，标准化组织公布了一系列与通信有关的建议。
这些建议虽不是强制性的，但在全世界的通信设备和设施的开发进程中具有很强的阻碍力，并已被数百个大型企业和通信公司采纳。
下面介绍几个重要的组织。
1．I TUITU——International Telecommunications Union国际电信联盟。
ITU的前身是CCITT（国际电报咨询委员会），1994年更名，它由联合国的一个机构主办，属政府间组织。
总部设在日内瓦，直接负责制定数据通信标准，由15个工作组组成。
通信基础知识
通信基础知识：
1、通信是通过传输媒质（或称信道）将信息从一地传送到另一地的方式。
为实现长距离、大容量、迅速、准确而可靠的通信，现代通信则是利用光、电子技术和设备进行的。
把各种信息变换为电信号的通信称为“电通信”，把各种信息变换为光信号而实现的通信称为“光通信”。
电信号是一种电磁波，光信号是指光波，其实质是频率极高、波长极短的电磁波。
根据传递信息的信号种类不同，通信分为模拟通信和数字通信。
2、根据信号的波形，可以分为数字信号和模拟信号两大类。
幅值为离散的信号被称为数字信号。
“离散”的概念是指幅值被限定在有限个数值之内，它不是连接连续的。
幅值是连续的而不是离散的，则称为模拟信号。
信号的幅值模拟随着信号的变化而变化。
判断数字信号与模拟信号，是根据信号幅度取值是否离散而定。
一个信息可是模拟，也可以是数字表示，之间也可以相互转换。
3、数字通信特点：
抗干扰能力强，无噪声积累
灵活性强，能适应各种业务要求
便于加密处理
设备便于集成化、小型化
占用频带宽。
通信基础知识
通信基础知识通信基础知识通信是人类社会发展的重要基础和组成部分。
它通过各种方式实现信息的传递和共享，促进了人与人之间的交流和合作。
在这篇文章中，我们将探讨通信的基础知识，包括通信的定义、通信的分类、通信的基本原理和通信的发展趋势等。
一、通信的定义通信是指通过某种媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信的目的是使发送者的信息能够被接收者所理解和回应。
通信可以是双向的，也可以是单向的。
它可以通过语言、文字、图像、声音、信号等形式进行。
二、通信的分类通信可以按照不同的标准进行分类。
按照信息传输的距离可以分为远程通信和近程通信；按照信息传输的方式可以分为有线通信和无线通信；按照信息传输的速度可以分为宽带通信和窄带通信等。
远程通信是指信息传输距离较远的通信方式。
它可以通过电话、卫星、光纤等方式实现。
近程通信是指信息传输距离较近的通信方式，例如局域网、蓝牙、红外线通信等。
有线通信是指通过电缆、光纤等有线媒介进行信息传输的通信方式。
无线通信是指通过无线电波进行信息传输的通信方式，例如无线电、手机、Wi-Fi等。
宽带通信是指信息传输速度较快的通信方式。
窄带通信是指信息传输速度较慢的通信方式。
三、通信的基本原理通信的基本原理包括编码、传输和解码三个过程。
编码是指将发送者的信息转化为特定的信号形式以便传输的过程。
编码可以根据不同的需求采用不同的方法，例如将信息转化为电流、电压等信号进行传输。
传输是指信号从发送者到接收者的传递过程。
传输可以通过有线或无线的方式进行。
有线的传输方式包括电缆、光纤等，无线的传输方式包括无线电波、红外线等。
解码是指将接收到的信号还原为原始信息的过程。
解码根据编码的方式来进行，不同的编码方式有不同的解码方法。
四、通信的发展趋势随着科技的不断发展，通信技术也在不断进步。
一方面，通信技术的传输速度和传输距离不断增加。
例如光纤通信技术使得信息传输速度可以达到光速的30%以上，无线通信技术使得信息传输距离可以覆盖整个地球。
通信技术基础知识
动设备之间的通信。
移动通信网络特点
02
移动通信网络具有高度的便携性和移动性，用户可以在任何时
间、任何地点进行通信。
移动通信网络应用
03
移动通信网络广泛应用于手机、平板电脑等移动设备上，支持
语音通话、短信、数据传输等多种业务。
04
通信技术发展趋势
5G通信技术
5G通信技术是第五代移动通信技术的简称，相比于4G， 5G在传输速率、延迟、连接密度等方面有显著提升，能够 满足未来海量数据和智能终端的通信需求。
围在几百米到几公里之间。
局域网特点
局域网具有高速数据传输速率， 通常在10Mbps到1Gbps之间， 同时具有较低的延迟和较高的可
靠性。
局域网应用
局域网广泛应用于企业、学校、 政府机构等组织内部，用于连接 计算机、打印机、服务器等设备，
实现资源共享和信息交换。
广域网
广域网定义
广域网应用
广域网是一种跨越较大地理范围的计 算机网络，通常覆盖范围在几十公里 到几千公里之间。
传输介质
有线介质
如双绞线、同轴电缆和光 纤等，具有较高的传输速 率和较低的误码率。
无线介质
如无线电波、微波和红外 线等，具有传输灵活、无 需布线等优点，但易受干 扰和窃听。
介质的选择
根据通信系统的需求和实 际情况选择合适的传输介 质，以达到最佳的传输效 果。
通信协议
通信协议
为确保不同设备之间能够正常 通信而制定的一系列规则和标
防护措施
采取多层次的安全防护措施，包 括防火墙、入侵检测系统、数据 加密等，以保障通信网络的安全 。
加密技术
1 2
加密技术概述
加密技术是保障数据传输和存储安全的重要手段， 通过将明文数据转换为密文数据，以防止未经授 权的访问和窃取。
通信基础知识
• 模拟通信系统模型
信息源 调制器 信道 解调器 受信者
噪声源
• 信息源：是状态连续的模拟信源。 • 调制器：进行频谱搬移，将来自信息源的基带信号 变成适合在信道传输的已调信号。 • 解调器：将已调信号还原成基带信号，完成与调制 相反的过程处理。
• 数字通信系统模型
信 息 源
信 源 编 码 信 道 编 码
通信基础知识
• 主要内容
01
通信的基本概念 信息、调制、传 输和噪声
通信的模型
02
通信系统的主要性 能指标
通信系统的分类及 通信方式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
04
03
一、通信的含义
• 通信是指信息的传输与交换。就是把消息从一地传送到 另一地。 语言
图像
A
A A
B B
文字
数据
B
通信系统中传输的具体对象是消息，但通信的最终目的 是传递信息。
2. 模拟通信与数字通信系统模型
符号、话音、 文字、图像
离散消息 连续消息
转换
数字信号 模拟信号
数字通信系统 模拟通信系统
• 模拟通信系统传输的是模拟信号 • 需要两种变换： 发送端：连续消息要变换成原始电信号； 接收端：收到的信号要反变换成连续消息。 调制与解调：将原始电信号变换成其频带适 合信道传输的信号（调制），并在接收端进 行反变换 （解调） 已调信号/频带信号： 携带有消息 适应在信道中传输 基带信号
以上的数字信号码元序列同时在信道中传输。
…… 01100110
并序传输
四、通信系统的质量指标
• 有效性 – 主要指消息传递的“速度”，即传输一定的信 息量所消耗的信道资源数（带宽或时间）。 • 可靠性 – 主要是指消息传输的“质量”，即接收信息的 准确程度。
大学通信专业知识点总结
大学通信专业知识点总结一、通信基础知识1. 通信概述通信是指信息的传递过程，通过通信技术可以实现人与人，人与物件之间的信息交流，是现代社会不可或缺的重要基础设施。
通信技术包括有线通信技术和无线通信技术两大类。
2. 通信系统通信系统是指由发送方、接收方、信道、编解码器、信号处理等多个部分组成的一个整体系统，用来实现信息的传输。
通信系统包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等多个层次。
3. 信号与系统信号是信息的载体，通信系统中的信号可以是模拟信号也可以是数字信号。
系统是指通信系统中各个组成部分的结合体，包括信号处理系统、调制解调系统、传输系统等。
4. 数字通信数字通信是使用数字信号进行信息传输的通信技术，它具有抗干扰能力强、信息压缩率高、灵活性强等优点。
5. 基带信号与带通信号基带信号是未经调制的原始信号，带通信号是经过调制处理的信号，它在频率上被限制在某个带宽内。
6. 调制技术调制是指将基带信号与载波信号进行混合，形成带通信号的过程。
调制技术有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。
7. 解调技术解调是指将经过调制处理的信号还原成原始信号的过程，解调技术有幅度解调（AM）、频率解调（FM）、相位解调（PM）等。
二、无线通信技术1. 无线信道特性无线信道是指在空气中传播的电磁波信号，它受到多径效应、衰落、多径干扰等各种影响，因此信道特性不稳定。
多址接入技术是指在同一信道上实现多个用户同时进行通信的技术，常见的多址接入技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
3. 无线信号调制技术无线通信中常用的调制技术有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等，其中频率调制技术应用最为广泛。
4. 无线信号解调技术解调技术是将接收到的无线信号还原成原始信号的过程，无线信号的解调技术包括幅度解调（AM）、频率解调（FM）、相位解调（PM）等。
5. 无线传输技术无线传输技术是指在无线通信中使用的信号传输技术，包括频率选择、信道编码、信道解码等。
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编码目的：
在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信 号误差，同时提高数据传输速率。
无纠错编码：
BER<10-1 ~ 10-2
不能满足通信需要 满足语音通信需要
卷积编码：
BER<10-3
Turbo 码：
BER<10-6
满足数据通信需要
信道编码的原理
信道编码
信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错 能力
WCDMA的信道编码
——卷积码
在WCDMA系统中主要用于话音信道和控制信道， 编码速率为1/2和1/3。
Input
D
D
D
D
D
D
D
D
Output 0 G0 = 557 (octal) Output 1 G1 = 663 (octal)
Output 2 G2 = 711 (octal)
Rate 1/3 convolutional coder
Slow Information Recovered
TX
RX
Fast Spreading Sequence
Fast Spreading Sequence
扩频通信示意图
S（f） 信号 信号
f0 S（f）
f
f0
f
扩频前的信号频谱
扩频后的信号频谱
S（f）
S（f）
干扰噪声 信号
f0
信号 干扰噪声 f
f0
f
直接扩频与解扩示意图
Symbol
Data = 010010
Chip
1 -1
Spreading code = 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 ( SF = 8 )
Spread signal = Data × code
Spreading
1 -1 1 -1
Despreading
Spreading code
前眠发Байду номын сангаас前眠发豆
明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国 突发错误
床？？前明明月月光光 解码
床春白红？？？？ 去交织
春？？眠不不觉觉晓晓
白？？发三三千千丈丈 红？？豆生生南南国国
？？？？前眠发豆
明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国
WCDMA的交织技术
WCDMA使用到的交织类型
帧内交织
一个帧内部的数据比特位置的变换操作
帧间交织
不同帧之间数据的位置变换
Turbo编码的内部交织
Turbo编码的内部交织比较复杂，它不属于上面两种
简 单的交织模式，它的算法可以看作是帧内交织和帧间交
织的复杂嵌套。
分集技术的概念
两重含义：分散传输；集中处理 是通过利用和查找自然界无线传播环境中的独立（或至少高度不
分组交织器在第一次交织（帧间交织）和第二次交织（帧内
交织）中用到，特点是方式简单、对短序列交织效果较好， 但交织后码元的去相关不彻底。
均匀交织器在Turbo编码中用到，其特点是交织算法复杂，
但去相关较彻底。
交织技术原理
床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 编码 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 ？？？？？？？？？？ 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国
信号被离基站近 的UE的信号“淹 没”，无法通信
Power f
几个概念
多址 扩频 编码 交织 分集
多址接入
FDMA
频分多址技术 业务信道在不同频段分配给不同 的用户。如TACS、AMPS。
Power
时分多址技术 业务信道在不同的时间分配给不 同的用户。如GSM、DAMPS。
TDMA
交织技术
交织：打乱原来的数据排列规则，按照一定顺序重新排列。
作用：减小信道快衰落带来的影响。
举例：
x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … … … x22 x23 x24 x25
输入数据 A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25)
x3 x8 x4 x9
输出数据 A’= (x1 x6 x11 x16… x25)
一些概念
资源集合（类） 资源要素
小区（Cell）
频点 主扰码 P-SCH/S-SCH P-CPICH / S-CPICH P-CCPCH 其它
PRACH SCCPCH PCPCH
公共传输信道（CTrCH）
无线链路（Radio Link）
专用（传输 / 物理）信道 下行共享（传输 / 物理）信道
• 本地小区 • 本地小区是一个物理资源的概念。NodeB在配置一个本地小区时在物理 资源上必须具备建立一个小区的所有硬件资源，这些资源主要包括频点、 基带、射频单元。本地小区的配置由OAM配置。RNC通过审计响应消息 知道NodeB侧目前的本地小区情况。 • 本地小区组 • 包含几个本地小区。同一本地小区组内的基带资源可以共享 。BMC分 配专用信道资源时首先确定将建立的专用信道所在的本地小区组，再从 本地小区组的共享资源中分配所需资源。 • 无线链路： • UE在采用专用信道通信过程中，与UTRAN某一个小区（UTRAN接入 点）之间的一个逻辑关联。UE与一个小区之间仅有一个RL；UE可以同 时存在多个RL（在多个小区之间软切换或更软切换）
1 -1 1 -1
Data = Spread signal × code
扩频与解扩
扩频定义与处理增益 PG=Wc/R
Wc是码片速率 R是信息速率
用dB表示为PG=10log10(Wc/R)
接收端进行相关解扩即可恢复原始信号
扩展倍数越多，处理增益越高，抗干扰能力越强
信道编码的目的
解扩频前的信号频谱
解扩频后的信号频谱
信号
脉冲干扰
白噪声
扩频的方式
直接扩频（DS－SS）
通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据，
其伪噪声序列由伪噪声生成器产生
误码率受限于多址干扰和远近效应的影响 用功率控制来克服远近效应，受限于功率检测的精度 WCDMA采用的是直接扩频方式
目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3）
使用编码增加了无效负荷和传输时间
适合纠正非连续的少量错误
床床前前明明月月光光
春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国
床前明月光
春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国
床？前前明明月月光光
春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国
纠错编码技术—— Turbo码
在WCDMA系统中主要用于数据业务信道，编码速率
为1/3，分组长度最大到5114比特，可以实现大分组， 时延长的业务传送。
xk
1st constituent encoder
zk
xk
Input D D D
Input
Output 2nd constituent encoder
无线通信基础知识点
无线传播特性
电磁传播－直射、反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分
路径损耗：幅度衰减较大 大尺度变化：伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分 （慢衰落） 小尺度衰落：衰减幅度较小的快变化成分（快衰落）
快衰落包络分布的描述方法
瑞利分布：非视距传播
Power
码分多址技术 所有用户在同一时间、同一频段 上、根据不同的编码获得业务信道。
CDMA
Power
扩频技术
扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。 其理论解释为Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N)
Wideband Signal
Slow Information Sent
WCDMA系统的扩频
数据 比特 扩频后 码片
OVSF码
扰码
符号速率 × SF = 3.84Mcps
WCDMA中，上行信道码的SF为：4~256 下行信道码的SF为：4~512
OVSF:正交可变扩频因子
WCDMA的解扩
解扩的方法
输入信号
Ts (*)dt
0
解扩输出
在T=Ts时刻判决 积分 本地PN码
Turbo code internal interleaver
Output
z’k
x’k
D
D
D
x’k
WCDMA的信道编码
——Turbo码
输入 交织器
卷积编码器1 卷积编码器2
复 输出 用
Turbo编码结构基于两个或多个弱差错控制码组合，信息比特在 两个编码交织器之间交织，产生两个相同的信息流，然后这些 信息流复用并有可能打孔。 解码时需要进行循环叠代计算。
莱斯分布：视距传播
无线传播特性
干扰
0 2 3
抖动
+
发送信号
接收信号
发送信号
接收信号
时延
0dB 0 +
衰落
-25dB
发送信号
接收信号
发送信号
接收信号
此外还有因传播频率的扩散而引起的多普勒效应等
多径效应
发射信号
强 度
接收信号
0
时间
远近效应
一个UE就 能阻塞整 个小区
举例：
x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … … … … x22 x23 x24 x25
输入数据
A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25)
x3 x8 x4 x9 x5 x10