通信原理第一章重点笔记

通信原理第七版  樊昌信 曹丽娜

手写笔记参考小红书：香草味冰淇淋~

第一章 绪论

1. 消息、信息与信号

消息：是信息的载体（可分为连续消息和离散消息）；

信息：是消息中所包含发的有效内容；

信号：是消息的传输载体； 

三者区别：消息是信息的物理形式，信息是消息的有效内容，信号是消息的传输载体 ；

模拟信号与数字信号

模拟信号：携带消息的信号参量取值是连续的（不可数、无穷多的），这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，而不一定在时间上也连续；

数字信号：携带消息的信号参量取值是离散的（有限个的），这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散；

区分原则：看携带消息的信号参量（幅值、频率、相位）取值；

码元：是数字信号的基本单元，对应一个符号或数字数据

2. 通信系统模型

通信：就是利用电信号传输消息中所包含的信息；

通信系统的作用是将信号从信源传送到一个或多个目的地（信宿）

信道：能传输信号的各种物理煤质；

发送设备：原始电信号指适合在信道中传输的信道，如编码、调制；

接收设备：与发送设备相反，功能是将信号进行放大和反变换，如译码、解调；

（1） 模拟通信系统

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统

两对重要交换：

模拟消息——原始电信号（基带）

基带信号——已调信号（带通）

（2）数字通信系统 

数字通信系统是利用数字信号传递信息的通信系统

（1） 信源编码与译码

信源编码功能：一是提高信息传输有效性，二是完成模/数(A/D)转换,信源译码是信源编码的逆过程；

（2）信道编码与译码

信道编码的作用是进行差错控制（增强抗干扰能力）

（3）加密与解密

人为的将被传输的数字序列加上密码称为加密，在接收端利用发送端处理过程相反的过程对收到的序列进行解密；

（4）数字调制与解调

数字调制与解调把数字基带信号的频谱搬移到高频除处，形成在适合信道中传输的带通信号；

（5）同步

同步时使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件；

3. 通信系统的分类

（1）按通信业务分：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统；

（2）按调制方式分：基带传输：将未经调制的信号直接传送；

                                  带通传输：是对各种信号调制后传输的总称；

（3）按信号特征分：模拟通信、数字通信；

（4）按传输媒质分：有线通信、无线通信；

（5）按工作波段分：长波、中波、短波、微波、红外以及激光通信等；

（6）按信号复用方式分：频分复用、时分复用、码分复用；

同一通信系统可以分属不同分类

4. 通信方式

（1）按传输方向和时间分：

• 单工通信：信息只能单方向传输的工作模式，如广播、遥控等；
• 半双工通信：通信双方都能收发信息，但不能同时进行发送和接收，如对讲机等；
• 全双工：通信双方可同时发送和接受信息的工作方式，如电话、视频等；

（2）按数字码元传输时序分：

• 并行传输：在并行信道上同时传输n个比特信息；
• 串行传输：数字码元序列按时间顺序一个接一个的在一条信道中传输；

5. 信息及其度量

（1）离散信息X的信息量

  若a=2，则信息量的单位为比特（比特，简称b）

• 传送等概率的二进制码元之一的信息量为1bit;
• M进制的每个码元所含信息量为;
• 进制码元的信息量就等于表示码元所需的二进制脉冲数目k；
• 等概时，熵最大：
• 借助熵的概念：I=mH

消息出现的概率越小，不确定度越大，消息中包含的信息量越大；

（2）离散消息的平均信息量

信源中每个符号所含信息量的统计平均值

      ( b / 符号)

6. 通信系统主要性能指标

（1）有效性：传输一定信息量所占用的频带带宽，即频带利用率；

• 码元传输速率：     （传码率、波特率）   单位：波特（Baud)
• 信息传输速率：       
• (传信率、比特率)       单位：比特/秒（bit/s）简记b/s 或bps
• M=2时，   
• 频带利用率：把B与传输速率联系起来，定义为单位带宽内的传输速率；
•      
• 两者之间的联系：

（2）可靠性：传输信息的准确程度；

• 误码率：指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例；
•    为错误码元数与传输总码元数的比值；
• 误信率：（误比特率）指错误接收的比特数在传输总比特数中所占比例；
•    为错误比特数与传输总比特数的比值；
• 二进制：         M进制：