通信原理
通信原理fi
通信原理fi通信原理是指在信息传输过程中所涉及的原理和技术。
它是现代社会中不可或缺的一部分，它使得人们可以通过电子设备进行信息的传递和交流。
下面将从通信原理的基本概念、通信信号的传输和调制技术、以及通信系统的组成部分等方面进行介绍。
通信原理的基本概念是指在信息传输过程中所遵循的一些基本原则。
其中最重要的原则是信息的传输必须具备可靠性和高效性。
可靠性是指信息的传输必须能够保证信息的完整性和准确性，而高效性是指信息的传输必须能够在较短的时间内完成。
为了实现这些原则，通信系统通常采用编码、调制和复用等技术来提高信息传输的可靠性和效率。
通信信号的传输和调制技术是实现信息传输的关键。
通信信号是指用于表示信息的电磁波或电流。
在通信系统中，通信信号可以是模拟信号或数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
为了实现信息的传输，通信系统通常会对信号进行调制。
调制是将原始信号转换成适合传输的信号的过程。
常用的调制技术包括调幅、调频和调相等。
通信系统还包括一些重要的组成部分。
其中最重要的部分是发送端和接收端。
发送端负责将信息转换成适合传输的信号，并通过传输介质将信号发送给接收端。
接收端负责接收传输的信号，并将其转换成原始的信息。
为了实现信息的传输，通信系统还需要使用传输介质，例如电缆、光纤和无线电波等。
通信原理是现代社会中不可或缺的一部分。
它通过使用适当的技术和设备，实现了信息的传递和交流。
通信原理的基本概念、通信信号的传输和调制技术，以及通信系统的组成部分等都是实现信息传输的关键。
通过了解和掌握这些原理和技术，我们可以更好地理解和应用通信系统，促进信息社会的发展和进步。
在现代社会中，通信原理的应用已经渗透到各个领域。
无论是在个人生活中还是在商业、科学等领域，通信原理都发挥着重要的作用。
例如，我们可以通过手机、电视和互联网等设备进行远程通信和信息交流。
在商业领域，通信原理可以帮助企业进行远程办公和远程会议，提高工作效率和沟通效果。
通信原理传输信号的原理
通信原理传输信号的原理通信原理是指将信息从发送方传输到接收方的一种技术或过程。
在通信原理中，传输信号的原理是其中一个重要的环节。
传输信号的原理涉及到信号的产生、调制、传输和解调等步骤。
本文将从这四个方面详细介绍传输信号的原理。
1. 信号的产生信号的产生指的是将信息转化为电信号的过程。
信息可以是声音、图像、文本等各种形式，但在通信中都需要转化为电信号才能进行传输。
常见的信号产生方式有：电信号产生：通过麦克风将声音转化为电信号，通过摄像头将图像转化为电信号。
数字信号产生：将模拟信号经过A/D转换器转化为数字信号，例如将模拟音频信号转化为数字音频信号。
脉冲信号产生：通过时钟信号控制，在每个时钟脉冲上产生一个脉冲，用来表示数字信号中的0和1。
2. 信号的调制信号的调制是指将产生的信号转化为适合传输的信号形式。
不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输距离。
常见的调制方式有：模拟调制：将模拟信号按照一定规则调制到载波上，例如调幅、调频、调相等方式。
数字调制：将数字信号通过一定的调制方式转化为调制信号，例如ASK、FSK、PSK等方式。
多载波调制：将多个数字信号通过不同的载波频率调制到一起，例如OFDM调制。
3. 信号的传输信号的传输是指将调制好的信号通过传输介质传送到接收方的过程。
常见的传输介质有：导线传输：通过电缆、光纤等导线进行信号传输。
无线传输：通过电磁波进行信号传输，例如无线电、微波、红外线等。
卫星传输：通过卫星进行信号传输，用于远距离通信。
在信号传输过程中会遇到噪声、衰减、多径等干扰因素，需要采取一定的技术手段来保证传输质量，例如信道编码、信道等化、功率控制等。
4. 信号的解调信号的解调是指将传输过来的信号恢复为原始信号的过程。
解调的方式需要与调制方式相匹配，常见的解调方式有：模拟解调：将调制信号通过解调器解调为模拟信号，例如解调成音频信号或视频信号。
数字解调：将调制信号通过解调器解调为数字信号，例如解调成数字音频信号。
通信原理是什么
通信原理是什么
通信原理是指在信息传输过程中的基本原理和方法。
它涉及到信息的产生、编码、调制、传输、解调、译码和接收等一系列步骤。
通信原理的基本步骤包括：
1. 信息的产生：信息可以是声音、图像、数据等形式，由发送方产生。
2. 编码：将信息转换为数字信号或模拟信号，以便在传输过程中能够正确识别和传递。
3. 调制：将数字信号或模拟信号与载波信号相结合，形成调制信号。
调制的目的是将信息信号转换成适合传输的高频信号，以减小传输损耗。
4. 传输：将调制信号通过传输介质（如光纤、导线、无线电波等）传送到接收方。
5. 解调：对传输过程中受到的调制信号进行解调，还原出原始信息信号。
6. 译码：将解调后的信号转换为可理解的信息，如文本、图像、声音等形式。
7. 接收：接收方接收到解码后的信息，完成信息传输的过程。
在通信原理中，还涉及信道传输特性、误差控制、信号处理等问题，以确保信息能够准确、可靠地传输和接收。
通信原理是现代通信技术和电子信息技术的基础，广泛应用于电话、互联网、无线通信等领域。
通信原理 知识点 总结
通信原理知识点总结一、信号传输信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
信号传输可以通过导线、光纤、无线电波等介质进行。
在信号传输中，需要考虑信道的带宽、信号的功率与频率等因素，以确保信息的传输质量。
1.1 信道带宽信道带宽是指信道所能通过的频率范围。
对于有限带宽的信道，信号的频率必须控制在信道可通过的频率范围内，以避免频率分量丢失。
通常情况下，信道带宽越宽，传输的信息量就越大。
1.2 信号功率信号功率是指信号的能量大小。
在传输过程中，信号的功率要足够大才能克服传输介质的阻力，保证信息传输的可靠性。
而过大的功率会引起干扰，影响其他信道的正常传输。
1.3 信号频率信号频率是指信号的周期性变化，它是信号传输中非常重要的一个参数。
信号的频率决定了信号的波形和频谱特性，对信号的编码、调制和解调等过程都有影响。
二、编码调制编码调制是指将数字信号或模拟信号转换成适合传输的信号的过程。
在通信中，对于数字信号，需要通过编码将其转换成模拟信号，再通过调制的方式转换成适合传输的信号；而对于模拟信号，则可以直接进行调制。
编码调制的过程主要包括数字信号的编码、调制器的调制和解调器的解调等步骤。
2.1 数字信号的编码数字信号的编码是将数字信号转换成模拟信号的过程。
在编码过程中，需要考虑信号的时域特性、频域特性和效率等因素，以确保信号在编码后能够准确地表示原始信息。
2.2 调制器的调制调制器是将编码后的信号，通过改变其幅度、频率或相位等特性，转换成适合传输的信号的装置。
调制的方式有很多种，如调幅调制、调频调制和调相调制等，不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输要求。
2.3 解调器的解调解调器是接收端用来将调制信号还原成原始信号的装置。
解调器必须能够准确地将信号的幅度、频率或相位等特性恢复，以保证信息的传输质量。
三、传输介质传输介质是指信息在传输过程中所经过的物理媒介，包括导线、光纤和空气等。
不同的传输介质有着不同的特性，对信号的传输速率、传输距离和传输质量都有影响。
通信原理
名词解释:码元速率：每秒传输信号码元的数目。
单位为波特（Baud）简写为“B”。
用符号R B表示。
信息速率：每秒传输的信息量。
单位为比特/秒（bit/s）。
用符号R b表示。
信息速率与码元速率的关系：R b=R B log2N(bit/s)，二者都是衡量系统传输能力的主要指标。
低通型信号的抽样定理：一个频带限制在(0,f H)内的时间连续信号m(t)，若以1/2 f H的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
奈奎斯特第一准则：如果传输系统等效网络具有理想低通特性，且截至频率为f N,则该系统中允许的最高码元（符号）速率为2f N,这是系统输出波形在峰值点上不产生前后符号的干扰。
时分多路复用：时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用。
TDM就是通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号的。
电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。
码间串扰：由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。
1、画出信息码100111000011000011 相应的差分码、AMI码、HDB3码信息码: 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1差分码: 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0（差分码中第一个元素和信息码一样，差分码中“1”信息码变，差分码“0”信息码不变）HDB3码: +1 0 0 -1 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 –B 0 0 –V +1 -1（4连“0”组，前取代节后偶数“1”，用B00V代替，符号与前信码相反；反之“000V”，符号相同）AMI码: +1 0 0 -1 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1（消息代码中的0 传输码中的0 ；消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替）2、现有一个由4个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.5ms。
通信原理基础知识
通信原理基础知识
通信原理是指信息在传输过程中所遵循的一组基本规律和原则。
下面介绍几个通信原理的基础知识：
1. 信号传输：通信中的信息通过信号的传输来实现。
信号可以是一种物理量（如电流、电压），也可以是一种电磁波（如无线电波）。
信号的传输可以通过导线、光纤等媒介进行，也可以通过无线电等无线方式进行。
2. 信号调制：为了适应传输媒介和提高传输效率，信息信号通常需要进行调制。
调制是指将信息信号转换成适合传输的调制信号。
常见的调制方式有模拟调制（如调幅、调频）和数字调制（如调制解调器中的ASK、FSK、PSK等）。
3. 信道传输：信道是指信号传输的通道或媒介，包括有线信道和无线信道。
在信道传输过程中，信号可能会受到噪声、干扰和衰减等影响，从而导致传输质量下降。
为此，通信系统需要采取一些手段来提高传输的可靠性和性能。
4. 信号解调：在接收端，接收到的调制信号需要进行解调，将其转换回原始的信息信号。
解调过程通常与调制过程相反，可以恢复出原始信号。
5. 编码与解码：在数字通信中，对于数字信号的传输，常常需要进行编码与解码处理。
编码是指将数字信号转换成一种特定的编码格式，以便在传输中进行处理和恢复。
解码则是将接收到的编码信号转换回原始的数字信号。
以上是通信原理的一些基础知识，了解这些原理对理解通信系统的工作原理和性能优化有很大帮助。
通信原理通俗讲解
通信原理通俗讲解通信的原理简单来说就是信息的传递过程，它是人类社会发展的重要基石。
我们生活中的各种通信方式，比如手机、电视、电脑等都是基于通信原理构建的。
在这篇文章中，我将以通俗易懂的语言为大家解释通信的基本原理。
通信的基本原理可以分为三个步骤：发送、传输和接收。
为了能够顺利进行通信，我们需要准备两个设备：发送端和接收端。
首先，我们来看发送端。
发送端负责将我们要传递的信息转换成信号，然后通过某种介质将信号发送出去。
这个过程可以类比为我们平时说话时的声波传递。
当我们说话时，声音会通过空气传递给对方的耳朵。
同样地，发送端会将我们的信息转换成电信号，通过电线、光纤等介质传递给接收端。
接着，我们来看传输过程。
传输过程中最重要的是载体或介质，它是信号传递的媒介。
常见的载体有空气、电线、光纤等。
不同的通信方式会选择不同的载体。
比如，无线通信使用的载体是空气，而有线通信使用的载体是电线或光纤。
通过这些载体，信号能够从发送端传输到接收端。
最后，我们来看接收端。
接收端的主要任务是将传输过来的信号转换回可理解的信息。
与发送端相反，接收端会将接收到的电信号转换成我们能够识别的文字、声音或图像等形式。
这个过程与发送端相互呼应，使得信息能够被准确地传递和理解。
综上所述，通信的基本原理就是通过发送端将信息转换成信号，通过适当的介质进行传输，然后由接收端将信号转换回信息。
这个过程就像我们日常生活中说话传递信息的过程一样。
通信技术的发展使得信息传递更加迅速、便捷和可靠。
随着科技的不断进步，我们相信通信技术会越来越发达，给我们的生活带来更多便利。
希望通过这篇文章，你对通信的基本原理有了更深入的了解。
通信原理
( b)
– 若M是2的整幂次，即 M = 2k，则有 当M = 4时，即4进制波形，I = 2比特， 当M = 8时，即8进制波形，I = 3比特。
I log2 2k k (b)
– 对于非等概率情况 设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即
电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、 因特网和计算机通信等。
电信发明史
1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 ……………
后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”，包括光通信，因
量化──信号在幅值上的离散化
取样化所得到的取样信号虽在时间上是离散的，但它在幅度取值上仍是连 续的，即它可以是输入模拟信号幅值中的任意幅值，或者说可有无限多种取 值，它不能用有限个数字来表示，它仍属模拟信号。要想使它成为数字信号 ，还需把它的取样值进行离散化处理，将幅值为无限多的连续信号，变换成
话音信号（模拟信号）数字化的过程是：抽样──量化── 编码。
抽样──信号在时间上的离散化
将话音信号取样后，所得取样信号在信道上占用的时间被压缩了，因而它 为时分复用奠定了基础，同时也为数字化提供了条件。但取样信号中必须含 有原始话音信号的信息，并要求在接收端能将取样信号恢复成原始话音信号 。为了达到上述要求，取样的时间间隔T(取样周期)不能太长，或者说取样频
8比特依次发送
发 送 方
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
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S AM (t ) [ A Am cos m (t )] cos c (t ) Am A Am A A cos c (t ) cos( c m ) cos( c m ) 2 2 m A Am / A (2 4) 称为调幅指数或调幅度
可见, f(t)每多一种频率成分, SAM(t)的
A Am
ωm
幅度
调制前
ωc ω
调制后
B
A Am/2 ωc ωc-ωm
幅度
频谱就在载频的两侧对称地增添了 与该频率成分线性相关的一对谱线.
幅度
ω
ωc+ωm
A
f(t)的频谱
调制前
ωc ω
A
已调信号 的频谱
调制后
ωc ω
fc + f max
B=fmax
B=2fmax
fc - f max
3.SAM(t)的功率和效率 已调信号的功率PAM定义(见P21)
PAM
1 2 1 2 A f (t ) 2 2
(2-10)
信号功率
调制效率η的定义见第7行.
AM
f 2 (t ) 2 A f 2 (t )
(2-11)
当调制信号为单频余弦信号时
f (t ) Am cos m t
f (t ) A0 An cos n 0 t , n 1,2,3
n 1
60多年前这还只是一个猜想,1953年由物理学家和数学家希 尔伯特(Hilbert)和狄里赫利(Dirihler)予以了严格的数学证明.
数学命题: 任意一个函数在任何区间内都可以用一组正交归一的 完全函数集来表述. 后来,又证明:可以用来表述任意函数的函数集有多种形式.有关 理论称为付里叶分析,正交归一的完全函数集称为付里叶级数.在 电子信息技术中运用最普遍的付里叶级数有3种形式:
01101110
3. 同步与异步传输(按是否要求收发同步区分)
异步传输:发端预先将数据分组,并在每组数据的前后安置起始位和停 止位.允许各组数据以不同的速率传送.收端根据起始位和停止位识别数 据组.这种传输方式的优点是简便而灵活.缺点是传输效率低.
异步传输 不要求位同 步和字同步.
起始位
5 – 7 数据位
信号:是信息经物理变换后的电磁表示形式.
2. 模拟信号与数字信号
信息 变换器 电信号 f(t) •f(t)一般是以时间 t 为自变量, 以信号的电平(电压或电流的大小)为 因变量的函数. •因变量连续取值的电信号称为模拟信号. •因变量只能取若干离散值的电信号称为数字信号. u(t) u(t) u(t) u(t) (又称为基带信号)
控制 字段
4. 两点间直通、分支和交换传输 按信息在通信网中的传递方式，可将信息传输方式分为两 点间直通、分支和交换传输 （P4，倒10行） 1.1.3 通信发展史(自行阅读) 1.2 通信系统的基本概念
1.2.1信号及分类
1.消息, 信息与信号 消息:指用户要求传送的语音, 文字, 数据和图象以及它们 的各种组合. 信息:是消息的抽象.
双向通道
2. 串行与并行传输(按编码的传送方式区分)
发 送 端
DTE
01101110
接 收 端
DTE
发 送 端
DTE
. . .
接 收 端
DTE
0
1
1
码元
0
1
TS
1
1 0
码组(或码字, 或字符)
码字由码元组成
串行传输中，收发双方必须要保持位同步和字同步，才能在接收端正确恢复 原始信息。。
并行传输中，构成一个编码的所有码元都是同时传送的，码组中的每一位都 单独使用一条通道,因此不存在字同步问题.
第二章
模拟调制系统
在信道中传输.
P16
基带传输 :以信息变换成的原始电信号(称为基带信号) 模拟信号 频带传输 :以基带信号调制载波得到的已调信号(称为频
带信号)在信道中传输.
传输
数字传输 :以基带信号经A/D变换后得到的数字信号在
信道中传输.
2.1调制的功能及分类 2.1.1调制的概念 •模拟信号的基带传输方式的缺点是传输距离非常有限.这是因 为基带信号的频率很低,在信道中的吸收损耗很大.通常只用于 设备内部.
通信技术基础
教材:
<< 现代通信原理 >>
陶亚雄 主编 樊昌信 等编著 王秉均 等编著 樊昌信等编著
参考书: 1.<< 通信原理教程 >> 2.<< 通信原理 >> 3.<<通信原理及系统实验>>
计划学时: 讲授 52 , 实验 8 ,综合实训 20.
任课教师:
马声全
第一章
1.1.1通信的定义 通信指:信息的传递过程.
的强弱分布.
•AM, FM 和 PM
使载波信号的振幅,或频率,或相位随调制信号f(t)变化就分 别称之为调幅(AM), 调频(FM)和调相(PM).
•调制理论讨论的主要问题
1. 已调信号的表示式. 即 SM(t)=?
用于讨论实现调制和解调的方案
2. 已调信号的频谱宽度. B=Δf =Δω/2π.
用于讨论无畸变传输,信道必需提供的带宽.
2 2 1 f 2 (t ) Am cos2 m t Am [1 cos 2( m t )] 2 2 2 2 Am Am Am / 2 1 1 2 f (t ) [1 0] AM 2 2 2 2 2 A Am / 2 2( A / Am ) 2 1 1 2 / m A
信号的频域表示
频谱函数
f (t ) e jt dt
F ( )e jt d
•信号存在二重属性:时域特性f(t)和频域特性F(ω ). •同一信号的f(t)和F(ω )有确定的变换关系式.
•f(t)描述信F(ω )描述信号的电平随频率的变化,即信号包含的各种频率成分
调幅指数(或称调幅度)的范围: 0 ＜ mA≤1 ∴ηmax=1/3=33% 4.AM的调制与解调(的实现方法)
SAM(t)
检波 低通滤波
(见P19, 第9行)
例如用二极管单向导电
f(t)
奇偶校验或不用
停止位(1,1.5, 2数据宽度) 校验位
同步传输:发端用定时信号控制数据匀速发送,数据长度以帧为单位, 只在每帧的前后加SYN(同步)标记.收端从接收信号中提取定时,达到 收发同步. 同步传输比异步传输的传输效率高得多,更适合高速数据传输.
SYN
(接下一帧) 数据字段
帧定位 控制 字段 字段
•只在频带传输方式中存在载波调制. •什么是调制? 调制: 将基带信号刻画在载波信号上的过程.
载波信号:实用的载波信号是高频简谐震荡.其表示式为 u c (t ) Ac cos( c t )
振幅Ac , (圆)频率 c ,相位 (c t )是它的3个特征参量. 调制信号: f(t). 来源于信息.信息是多种多样的,因此 f(t)的数学 表示不是象载波信号那样取固定的形式. 定理:任意复杂的波形都可以表式成一组简谐波的线性叠加.
0 0
f(t)
基带信号
t
f(t)+A
调制信号=
基带信号+直流分量
A
A+Am 0 uc(t) t
载波信号
t
SAM(t)
已调载波(频带信号)
0
t
包络
幅度
2.SAM(t)的频谱
如果f(t)含有ωm和ωn两种频率成分
S AM (t ) [ A Am cos m (t ) An cos n (t )] cos c (t ) Am Am A cos c (t ) cos( c m ) cos( c m ) 2 2 A A n cos( c n ) n cos( c n ) 2 2
可靠性是关于信息传输质量的指标.
•模拟通信系统的可靠性用系统的输出信噪比 (S/N)out衡量. (S/N)out越高,通信质量越好 •数字通信系统的可靠性用差错率衡量.差错率又分误码率Pe 和误比特率Pb.定义: Pe = (传错的码元个数) / (传输的码元总数) Pb = (传错的比特数) / (传输的比特总数)
序 论
本书给出了三种定义叙述 (见P1, 11行,19行和21行).
1.1.2通信的方式 1. 按信息在信道中的传输方向通信可分为: 单工通信, 半双工通信和全双工通信.(P2,2行)
发送 发送 接收 发送 接收 单向通道 接收 接收 发送 接收 发送
双向通道
半双工
同频 (或同波长 )的 信号不能同时双向 传输.
现代实际数字通信系统绝大多数采用二进制数字信号, 即N=2,因此 RBN= Rb. Pe= Pb .
1.3 通信的频段划分
见表1.1
1.4 现代通信的发展方向
光纤通信, 移动通信和卫星通信构成了现代通信的主体,在 功能上各有自己的优势. 习题一: 一.5. 二. 8, 10, 11. 四. 21, 22, 23, 24, 27.
信息速率(Rb)又称比特率,指每秒传送的信息量,单位为b/s.
Rb 与RB的换算关系为:
Rb RBN log 2 N RBN Rb / log 2 N
(N为数字信号的进制)
•有效性更全面的衡量指标是频道利用率η,其定义为:单位时间 单位频道上传输的信息量. η指标的单位为bit/s.Hz .