通信原理总结
通信原理 知识点总结
通信原理知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是携带信息的载体,可以分为连续信号和离散信号、模拟信号和数字信号、周期信号和非周期信号等多种类型。
2. 信号的时域和频域表示信号可以在时域和频域上进行分析和表示,时域表示信号的波形随时间的变化,频域表示信号的频谱分布和频率成分。
二、调制和解调1. 调制的概念和分类调制是指将基带信号转换成载波信号的过程,可以分为模拟调制和数字调制两大类。
2. 调制的方式和特点调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制等,不同调制方式有不同的特点和适用范围。
3. 解调的原理和方法解调是指将调制后的信号还原成原始信号的过程,可以通过同步解调、非同步解调和数字信号处理等方法实现。
三、信道传输1. 信道的基本特性信道是信号传输的通道,包括有线信道和无线信道两种,具有传输损耗、噪声干扰、多径效应等特点。
2. 信道的调制和编解码为了提高信道传输的可靠性和效率,需要对信道进行调制和编解码处理,包括信道编码、信道调制和信道估计等技术。
3. 信道的误码性能和改进方法信道传输存在误差和丢失,需要通过纠错编码、自适应调制和多路径衰减补偿等技术来改进信道的误码性能。
四、多址接入技术1. 多址接入的原理和分类多址接入技术是指多个用户共享同一信道进行通信的技术,包括频分多址、时分多址、码分多址和空分多址等多种方式。
2. 多址接入的调度和管理多址接入需要进行合理的调度和管理,包括动态分配资源、碰撞检测和退避算法等技术。
3. 多址接入的性能和优化方法多址接入技术对系统性能有较大影响,需要通过功率控制、干扰对抗和协议优化等方式来改进系统的多址接入性能。
五、调制解调器和调制解调器的应用1. 调制解调器的功能和结构调制解调器是进行调制和解调的设备,主要由调制器和解调器两部分组成,具有信号处理和传输功能。
2. 调制解调器的性能和参数调制解调器的性能参数包括端到端时延、误码率、传输速率等,对通信系统的性能有重要影响。
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结通信原理是指人类通过不同媒介传递信息的基本原理。
从原始的声音和手势到现代的互联网通信,通信原理一直是人类社会发展的重要组成部分。
本文将围绕通信原理的基本概念、媒介传输、信号处理和调制解调等方面,详细介绍通信原理的知识点。
一、通信原理的基本概念通信原理的基本概念包括信息的源和目的地、传输媒介、传输的方式和信号的传播。
信息的源和目的地是通信的参与者,它们通过传输媒介进行信息的交换。
传输媒介可以是空气、光线、电磁波或者其它形式的物质。
传输的方式可以是有线传输、无线传输、光纤传输等。
信号的传播通过传输媒介进行,可以是模拟传输或者数字传输。
二、媒介传输媒介传输是指通过传输媒介将信号传递给目标接收器。
传输媒介可以分为有线传输和无线传输两种形式。
有线传输包括铜线、光纤等物理媒介,它们通过导线或光纤将信号传输到目标接收器。
无线传输通过电磁波将信号传输到目标接收器,常见的无线传输方式包括无线电、微波、红外线和激光等。
三、信号处理信号处理是指对信号进行处理和编码,以便在传输过程中保证信号的完整性和准确性。
信号处理包括信号编码、信号解码和信号增强等操作。
信号编码是将原始信号转换为特定的编码格式,以便在传输过程中提高信号的传输效率和可靠性。
信号解码是将接收到的信号转换为原始信号,以便被目标接收器正确解读。
信号增强是通过滤波、放大和降噪等操作,改善信号质量和传输效果。
四、调制解调调制解调是指将原始信号转换为适合传输的调制信号,并在接收端将调制信号恢复为原始信号的过程。
调制是将原始信号与载波进行合成,形成调制信号。
调制方式包括频率调制、幅度调制和相位调制等。
解调是在接收端将接收到的调制信号进行解调,恢复原始信号。
常见的解调方式包括相干解调、非相干解调和同步解调等。
五、信道与噪声信道是信号在传输过程中经过的路径。
信道可以是有线信道或无线信道。
有线信道包括电缆、光缆等物理路径,无线信道包括自由空间和电离层等。
自己总结的通信原理部分知识点
自己总结的通信原理部分知识点第1章1、通信,是从一地向另一地传递和交换信息。
通信系统,是实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒介的总和。
2、以手机为例说明通信系统模型中各组成部分的作用。
3、雷达常用波段划分•l波段雷达频率范围:1~2g hz•s波段雷达频率范围:2~4g hz•c波段雷达频率范围:4~8g hz•x波段雷达频率范围:8~12g hz以上均属于无线电波波段4、通信使用的频段•低频 (lf):30k~300k•中频 (mf):300k~3000k•高频 (hf):3m~30m5、信号是信息的载体,而信息是其内涵。
任何信任产生的输出都是随机的,也就是说信源输出是用统计方法来定性的。
对于接收者来说,只有消息中不确定的内容才构成信息,否则信源输出已确切知晓,就没有必要在传输它了。
因此信息量就是对消息中这种不确定性的度量。
6、消息x所含的信息量的公式•单位比特bit,简称b•p(x)表示消息发生的概率•i 表示消息中所含的信息量•p(x)越小,i越大7、熵的公式:•h(x)表示信息源的熵,简称熵,也表示平均信息量•当每个符号等概率独立出现时,此时信源的熵有最大值•熵的物理意义:每个符号所含信息量的统计平均值,即平均信息量8、模拟通信系统•有效性:有效传输频带(传输带宽)•可靠性:接收端解调器的输出信噪比数字通信系统•有效性:传输速率和频带利用率•可靠性:差错率(包括误码率和误信率)注:(1)有效性/频带利用率:传输一定信息量所占用的频带宽度(2)可靠性:传输信息的准确程度9、第2章信道1、确知信号:是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号,通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。
2、确知信号的类型(1)按照周期性区分:周期信号和非周期信号(2)按照能量区分:能量信号和功率信号(3)特点•能量信号:若信号的能量为一个有限正值,但它的平均功率为0,•功率信号:其平均功率等于一个有限正值,但其能量为无穷大3、•确知信号在频域中的性质有四种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
通信原理章节知识点总结
通信原理章节知识点总结一、信号与系统1. 信号的基本概念- 信号是指携带信息的电压、电流等物理量随时间变化的波形。
根据时间的连续性和离散性,信号可以分为连续信号和离散信号。
- 信号的分类:根据信号的频率特性,可以将信号分为基带信号和带通信号。
- 基带信号是指没有经过频率变换的信号,通常指模拟信号或数字信号的原始形式。
- 带通信号是指在频域上具有一定宽度的信号,通常指经过一定频率变换后的信号。
2. 系统的时域分析与频域分析- 时域分析是研究系统的输入与输出之间的关系随时间变化的规律,通常通过冲激响应、阶跃响应等方法进行分析。
- 频域分析是研究系统的输入与输出之间的关系随频率变化的规律,通常通过频谱图、功率谱密度等方法进行分析。
3. 系统的线性性与时不变性- 线性系统是指满足叠加原理的系统,即对于输入信号的线性组合,系统的输出等于各个输入分别经过系统后的输出的线性组合。
- 时不变系统是指系统的性质不随时间而变化,即系统对于任意时刻的输入信号,其输出都满足相同的规律。
4. 信号的傅里叶变换与傅里叶级数- 傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的方法,通过傅里叶变换可以得到信号在频域上的频谱信息,从而可以分析信号的频率成分。
- 傅里叶级数是一种将周期信号分解为一系列正弦和余弦函数的方法,通过傅里叶级数可以表示周期信号在频域上的频谱信息,从而可以进行频域分析。
二、数字传输1. 基带信号的传输特性- 基带信号的传输通常指在无线通信或有线通信中直接传输的过程,其中涉及到信号的功率、带宽、信噪比等重要参数的分析与设计。
- 基带信号的传输特性受到信道的限制,通常需要进行调制处理来适应信道的特性。
2. 无线传输的调制与多路复用技术- 调制是指将信号通过改变载波的某些参数来适应信道特性的过程,通常分为模拟调制和数字调制两种类型。
- 模拟调制是指将模拟信号通过改变载波的幅度、频率、相位等参数来实现调制,通常包括调幅调制、调频调制和调相调制。
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。
通信原理基本概念总结
通信原理基本概念总结1. 通信原理:通信原理是指在信息传输过程中,通过发射、传输和接收的方式实现信息的有效传递和交流的一种基本规律。
2. 信号:信号是指携带信息的电、声、光、磁等形式的波动或变化。
信号可以分为模拟信号和数字信号两种形式。
3. 传输媒介:传输媒介是指信息信号在传输过程中所需要经过的媒介,包括导线、电缆、光纤等。
传输媒介的选择与传输距离、传输速率和传输质量有关。
4. 调制与解调:调制是指将原始信号转换为适合传输的信号形式,解调则是将传输过程中获得的信号还原成原始信号。
调制解调主要有模拟调制解调和数字调制解调两种方式。
5. 信道:信道是指信号在传输媒介中的传播路径。
信道可以是有线或无线的。
有线信道包括电缆、光纤等,无线信道包括无线电波、微波等。
6. 编码与解码:编码是将信息转换成适合信道传输的信号形式,解码则是将接收到的信号转换成原始信息。
编码和解码是通信系统中的关键技术。
7. 噪声:噪声是指干扰信号的非期望的信号。
噪声来源包括天线、电路、器件等。
在通信中,需要通过一系列的技术手段对噪声进行抑制和消除。
8. 带宽与频谱:带宽是指信号在频率上所占据的范围,是衡量信号频率特性的一个重要参数。
频谱则是将信号的频率特性图形化显示。
9. 多路复用:多路复用是指将多个信号通过同一信道传输的技术,从而提高信道的利用率。
常见的多路复用技术有频分复用、时分复用和码分复用等。
10. 错误检测与纠正:错误检测与纠正是在通信过程中对传输过程中产生的错误进行检测和纠正的技术。
常用的错误检测与纠正方法有奇偶校验、循环冗余校验等。
以上是通信原理的基本概念总结,了解这些概念可以帮助我们更好地理解通信技术的工作原理和应用。
通信原理重点知识总结
1. 离散信道容量
编码信道是一种离散信道,可以用离散信道的信道 容量来表征。
香农公式
对于带宽有限、平均功率有限的高斯白噪声连续信道,
可证,其信道容量为
S Ct Blog2 1 N (b/s)
信息熵定义
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
x1,
x2, , xM
Px1,
Px2,
,
PxM
且有
M
则x1 ,
x2,
x3,…i 1,
P( xM
x所i ) 包 1含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) , l o g 2 P ( x 2 ) , , l o g 2 P ( x M )
• 能量信号和功率信号的定义 • 广义平稳与严平稳的关系 • 高斯随机过程 • 高斯白噪声
能量信号和功率信号的定义
信号分成两类:
能量信号:能量等于一个有限正值, 但平均功率为0.
功率信号:平均功率是一个有限值, 但能量为无限大。
广义平稳与严平稳的关系
把同时满足(1)和(2)的过程定义为 广义平稳随机过程。显然,严平稳随机过程 必定是广义平稳的,反之不一定成立。
• 1.2 通信系统的一般模型
Terminal
信 源
MODEM
发送设备
PSTN
信道
MODEM
接收设备
Host
信 宿
•把各种 •对原始发信端号
消息转换 完成某种变
通信原理公式总结
第一章 绪论模拟通信系统一般模型:数字通信系统模型:点对点的通信按时间和传递方向可以分为:单工,半双工,全双工通信。
有效性指标 可靠性指标 模拟 频宽利用率输出信噪比数字 传码率,传信率,带宽利用率 误码率,误信率参量: 公式 单位 信息量 )(log 2x P I -=bit 平均信息量/信源熵∑=-=Mi i i x P x P x H 12)(log )()(bit/符号传码率 T R B /1= B 传信率 )(x H R R B b =b/s 带宽利用率B R B =ηB/Hz 误码率P e =错误码元数/码元总数误信率P b =错误比特数/比特总数第二章 确知信号确知信号功率信号 频谱⎰--=2220000)(1T T tnf j n dt et s T C π功率谱密度2|)(|1lim )(f S Tf P T T ∞→=自相关函数dtt s t s T R T T T ⎰-∞→+=2/2)()(1lim )(ττ能量信号 频谱密度∑∞∞--=dt e t s f S ft j π2)()(能量谱密度2|)(|)(f S f G =;)()]([1τR f G F =-自相关函数⎰∞∞-+=)()()(ττt s t s R ;)()]([f G R F =τ第三章 随机过程公式备注 统计均值dxx f t t E )()()]([⎰∞∞-=ξξf (x )是x 的概率密度函数统计自相关函数)]()([)(212,1t t E t t R ξξ==参照统计均值计算方法广义平稳随机过程1. 均值为常数,与时间t 无关2.自相关函数只与时间间隔τ有关时间均值⎰-∞→-=2/2)(1limT T T dt t x T a 时间自相关函数⎰-∞→----+=2/2)()(1lim )(T T T dtt x t x T R ττ各态历经性1.-=a t E )]([ξ 2.-----=)(),(21τR t t R平稳随机过程自相关函数性质)0(R代表平均功率)(∞R代表直流功率(均值的平方))()(ττ-=R R偶函数 )0(|)(|R R ≤τ有上界2)()0(σ=∞-R R方差代表交流功率高斯随机过程:)2)(ex p(21)(22σσπa x x f -- 结论1:线性系统:输出过程的功率谱密度是输入过程的功率谱密度乘以系统频率响应模值的平方,即)(|)(|)(2f P f H f P i o =结论2:如果线性系统的输入是高斯型的,则输出也是高斯型的。
通信原理知识点笔记总结
通信原理知识点笔记总结一、信号与系统1.1 时域和频域时域表示信号随时间的变化,频域表示信号在频率上的特性。
通信系统中的信号通常是在时域和频域上进行分析和处理的。
1.2 信号的分类根据波形和性质,信号可以分为连续信号和离散信号。
连续信号是信号在时间上连续变化的,而离散信号是在某些时刻取特定数值的信号。
1.3 傅里叶变换傅里叶变换是将信号在时域上的波形转换到频域上的表示,可以分析信号的频谱特性。
傅里叶逆变换则是将信号从频域上的表示还原为时域上的波形。
1.4 采样和量化在数字通信中,信号需要经过采样和量化处理,将连续信号转换为离散信号,以便进行数字化处理和传输。
1.5 系统的传递函数系统的传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系,可以用来分析系统的性能和稳定性。
二、模拟调制与解调2.1 模拟调制模拟调制是将数字信号调制成模拟信号,以便在传输过程中减小信号的失真和干扰。
常见的模拟调制方式包括调幅调制(AM)、调频调制(FM)和调相调制(PM)。
2.2 AM调制原理AM调制是通过改变载波的幅度来传输信息,信号可以直接调制到载波上。
2.3 FM调制原理FM调制是通过改变载波的频率来传输信息,信号是通过改变载波的频率来实现。
2.4 PM调制原理PM调制是通过改变载波的相位来传输信息,信号是通过改变载波的相位来实现。
2.5 解调解调是将模拟信号还原成原始数字信号的过程,通常通过相应的解调器实现。
三、数字调制与解调3.1 数字调制数字调制是将数字信号调制成模拟信号的过程,常见的数字调制方式有ASK、FSK和PSK 等。
3.2 ASK调制原理ASK调制是通过改变载波的幅度来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
3.3 FSK调制原理FSK调制是通过改变载波的频率来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
3.4 PSK调制原理PSK调制是通过改变载波的相位来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
通信原理知识点归纳总结
通信原理知识点归纳总结一、基本概念1. 通信:信息的传递和交流。
通信系统是指将信息从一个地方传递到另一个地方的系统。
通信系统由信源、传输系统、接收系统组成。
2. 信号:携带信息的载体。
可以是声音、图像、文字等形式。
信号可以是模拟信号或数字信号。
3. 模拟信号:信号的取值连续变化,可以对应于连续的时间或空间。
例如声音信号、光信号等。
4. 数字信号:信号的取值离散变化,用一组离散的数值表示。
例如二进制信号、数字化声音信号等。
5. 噪声:通信过程中产生的干扰信号。
噪声会降低通信系统的性能。
二、信号基本处理1. 信号调制:将基带信号调制成为带通信号。
调制的目的是使得信号能够在传输过程中传输更远、更快、更准确。
2. 调制方法:AM调制、FM调制、PM调制、OFDM调制、QAM调制等。
3. 调制技术:基带调制、带通调制、数字调制等。
4. 信号解调:将带通信号解调成为基带信号。
解调的目的是使得接收端能够恢复原始的信息。
5. 解调方法:AM解调、FM解调、PM解调、OFDM解调、QAM解调等。
6. 解调技术:功率谱密度估计、相位估计、频率估计等。
三、调制解调原理1. AM调制原理:将音频信号和载波信号进行非线性调制。
2. AM解调原理:利用包络检波、同步检波、相干检波等方式进行解调。
3. FM调制原理:通过改变载波信号的频率来传输信息。
4. FM解调原理:通过频率变化的方式来提取信号信息。
5. PM调制原理:通过改变相位角来传输信息。
6. PM解调原理:通过相位检测和同步解调来提取信息。
四、传输介质1. 有线传输介质:包括电缆、光纤等。
2. 无线传输介质:包括电波、微波、红外线、激光等。
3. 传输介质的选择主要受到传输距离、传输速率、成本和环境条件等影响。
五、通信技术1. 电信技术:通过电信设备传输信息,包括电话、传真等。
2. 网络技术:通过计算机网络进行信息交流,包括互联网、局域网、广域网等。
3. 无线通信技术:包括蜂窝通信、卫星通信、移动通信等。
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结通信原理是研究人类信息传输的原理和方法的学科,它涉及到信号的产生、传输、接收和处理等方面。
通信原理的核心是建立可靠的通信链路,使发送方能够将信息准确地传递给接收方。
1. 信号:信号是信息的载体,可以是电信号、光信号或者无线信号等。
在通信系统中,信号经过编码、调制和解调等过程,将原始信息转化为可传输的形式。
2. 传输媒介:通信系统中的传输媒介主要有导线、光纤和无线电波等。
不同的传输媒介有不同的特点和适用场景,选择合适的传输媒介可以提高通信系统的性能和可靠性。
3. 编码与调制:编码是将信息转化为信号的过程,可以分为数字编码和模拟编码两种形式。
调制是将编码后的信号转化为适合传输的信号形式,常见的调制方式包括调幅、调频和调相等。
4. 信道:信道是信号传输的路径,信道可以是有线或无线的。
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,从而导致信号质量的下降。
5. 解调与解码:解调是将接收到的信号还原为原始信号的过程,解调过程中可以提取出信号的基本特征。
解码是将解调后的信号转化为原始信息的过程,解码方式需要与编码方式相匹配。
6. 信号处理:信号处理是对信号进行改善、重新构造或提取信息的一系列处理过程。
常见的信号处理技术包括滤波、降噪、调频和解调等。
7. 传输技术:传输技术是为了提高通信性能和信号质量而采用的方法和手段。
常见的传输技术包括多路复用、信道编码、纠错编码和调制解调等。
8. 数字通信与模拟通信:数字通信是以离散的数字信号为基础进行信息传输的方式,具有较高的抗干扰性和可靠性。
模拟通信是以连续的模拟信号为基础进行信息传输的方式,具有较高的传输带宽和传输速度。
9.调制解调技术:调制解调技术是将数字信息转化为模拟信号或将模拟信号转化为数字信息的过程,常见的调制解调技术有频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交振幅调制(QAM)等。
10. 多路复用技术:多路复用技术是指将多个信号合并到同一个信道中进行传输的方法。
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结通信原理是指在信息传输过程中所涉及的基本概念、原理和技术。
它是现代信息技术的核心内容,广泛应用于电信、互联网、无线通信等领域。
本文将以通信原理为主题,对其中的关键知识点进行总结。
一、信息传输基本概念1. 信息:指代传递的内容,可以是文字、图像、声音等形式。
2. 信号:信息在传输中的载体,可以是电信号、光信号等不同形式。
3. 编码:将信息转化为适合传输的信号形式的过程。
4. 解码:将接收到的信号转化为原始信息的过程。
二、信源与信道1. 信源:产生信息的源头,如人类语音、计算机数据等。
2. 信道:信息传输的媒介,可以是导线、光纤、无线电波等不同的物理通道。
三、调制与解调1. 调制:将要传输的信息信号与载波信号相结合的过程,用于增加信号传输的距离和可靠性。
2. 解调:将接收到的调制信号分离出原始信息信号的过程。
四、模拟通信与数字通信1. 模拟通信:以连续变化的信号形式传输信息,如模拟电话通信。
2. 数字通信:将信息转化为离散的二进制数据进行传输,如数字电视、互联网传输。
五、基带与带通信号1. 基带信号:原始的信息信号,通常在低频段内。
2. 带通信号:经过调制后的信号,位于高频段,便于在传输过程中更远距离传输。
六、调幅、调频与调相1. 调幅:改变载波信号的幅度,用来携带信息信号。
2. 调频:改变载波信号的频率,用于传输信息。
3. 调相:改变载波信号的相位,用于传输信息。
七、信道编码与解码1. 信道编码:在信道传输过程中对信号进行处理,增强抗干扰、纠错能力。
2. 信道解码:接收端对接收到的信号进行处理,还原原始信息。
八、多路复用与分集技术1. 多路复用:将多个信号通过同一信道同时传输,提高信道利用率。
2. 分集技术:将同一信号通过多个独立信道传输,提高通信的可靠性。
九、噪声与衰落1. 噪声:信号传输过程中产生的不希望的干扰信号。
2. 衰落:信号在传输过程中遇到障碍物或介质变化导致信号强度减弱。
通信原理通俗讲解
通信原理通俗讲解通信原理是指信息从发送方传输到接收方的一系列过程和原理。
在日常生活中,我们使用的手机通话、短信、上网等都离不开通信原理的支持。
下面将通信原理进行通俗讲解。
首先,通信的基本原理是信息的传输。
我们常用的电话通话就是通过通信信号将人的声音转换成电信号,再通过电话线路传输到对方的电话中,最终转换为人耳可听到的声音。
这个过程分为两个部分:发送端和接收端。
发送端的工作是将人声转化为电信号。
当我们说话时,声音是由声音波动引起的。
发送端的话筒会将声音波动转化为模拟电信号,即电压随时间变化的信号。
模拟信号有不同的频率和振幅,分别对应不同的声音和音量。
然后,通过模拟信号调制的过程,将模拟信号转换为数字信号。
数字信号由0和1组成,代表不同的信息。
接收端的工作是将电信号转化为人能理解的声音。
接收端的处理过程与发送端相反。
首先,接收端通过解调过程将数字信号转换为模拟信号。
然后,模拟信号经过放大处理,以恢复原始的声音波动。
最后,将放大的模拟信号通过扬声器或听筒转换为声音波动,使人能够听到。
在这个过程中,通信信号需要通过传输媒介进行传输。
传输媒介有多种形式,包括光纤、电缆、无线电波等。
光纤是一种特殊的传输媒介,它可以将光信号传输到很远的距离,具有高速率和大带宽的特点。
电缆是通信传输中常用的传输媒介,它可以将电信号传输到较远的距离,但速率相对较低。
无线电波是一种通过空气传输的电磁波,可以在空中传输信号,无需接触传输媒介。
在信号传输过程中,会面临一些干扰和损耗。
干扰是指在传输过程中,外界的电磁干扰或其他信号干扰导致接收端接收到错误的信号。
为了减少干扰,通信系统会采取一些技术手段,比如加密、编码等。
损耗是指信号在传输过程中逐渐减弱的现象,这主要是由于传输媒介的衰减和噪声引起的。
为了减少损耗,通信系统会采取一些增强信号的技术手段,比如信号放大、增加传输功率等。
总结来说,通信原理是将人声转化为电信号,通过传输媒介传输到接收端,再将电信号转化为可听声音的一系列过程。
大学通信原理知识点总结
大学通信原理知识点总结1. 信号与系统1.1 基本信号:包括冲激信号、阶跃信号、正弦信号、方波信号等 1.2 信号运算:信号的加法、乘法、卷积等1.3 信号特性:能量、功率、频谱等1.4 离散信号与连续信号:时域和频域中的表示与处理1.5 系统特性:线性、时不变、因果、稳定2. 调制解调2.1 调制方式:AM调制、FM调制、PM调制2.2 调制原理:将低频信号调制到高频载波上2.3 调制技术:调幅、调频、调相2.4 解调技术:包络检波、鉴频检波、鉴相检波3. 数字通信系统3.1 数字信号处理:数字化、采样、量化、编码3.2 数字调制:ASK、FSK、PSK等3.3 数字调制原理:将数字信号调制到高频载波上3.4 数字解调技术:相干解调、非相干解调4. 信道传输4.1 信道类型:基带信道、带通信道、AWGN信道、多径衰落信道 4.2 信道容量:香农定理、信道编码、信道复用4.3 信道传输特性:信噪比、误码率、误比特率4.4 信号传输特性:多路复用、调制解调技术、通道编码5. 信号处理5.1 信号滤波:低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波5.2 信号调理:放大、衰减、频率转换、混频5.3 信号恢复:时钟恢复、时域均衡、频域均衡6. 频谱分析6.1 信号频谱:信号能量分布、频谱密度、功率谱密度6.2 频谱分析方法:傅里叶变换、快速傅里叶变换、功率谱密度估计理解了以上这些基本的通信原理知识点,就能够对通信系统的运作原理有一个比较清晰的认识。
当然,通信原理是一个比较庞大的知识体系,其中还涉及到很多其他的知识点,比如信号处理、信息论、调制解调技术、通信系统设计等。
通信原理知识点的深入理解需要通过理论与实践相结合,需要多多实践与实验才能更好地掌握。
在实际的通信工程中,通信原理知识被广泛应用于无线通信、卫星通信、光纤通信、移动通信等各个领域。
只有深入理解通信原理,才能够更好地解决通信系统中的各种问题,提高通信系统的性能和可靠性。
通信原理公式总结
通信原理公式总结通信原理是研究如何在发送端和接收端之间传递信息的一门学科。
它涉及到各种不同的技术和原理,目的是在保证信息传输的可靠性和有效性的同时,降低能量耗费和传输成本。
在通信原理中,有许多重要的公式被广泛应用于不同的通信系统和技术中。
下面是一些通信原理中常用的重要公式的总结。
1.基本的通信模型在通信原理中,有一个基本的通信模型,即发送端、信道和接收端之间的流程。
通信模型的基本公式如下:信道容量公式:C = B * log2(1 + S/N)其中,C表示信道的容量,B表示信道的带宽,S表示信号的信噪比,N表示信号的噪声功率。
香农公式:C = B * log2(1 + S/N)其中,C表示信道的容量,B表示信道的带宽,S表示信号的信噪比,N表示信号的噪声功率。
噪声功率公式:N=kTB其中,N表示噪声功率,k表示玻尔兹曼常数,T表示信号的温度,B表示信号的带宽。
2.调制与解调调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在调制与解调中,有一些重要的公式被广泛应用,如下:频谱带宽公式:B=2*f*D其中,B表示频谱的带宽,f表示信号的最高频率,D表示调制的索引。
调制指数公式:m = (A - Amin) / Amin其中,m表示调制的指数,A表示载波的幅度,Amin表示调制信号的最小幅度。
调制带宽公式:B=2*(1+m)*f其中,B表示调制信号的带宽,m表示调制的指数,f表示调制信号的最高频率。
解调性能公式:BER = Q(sqrt(2 * SNR))其中,BER表示误比特率,Q表示高斯函数,SNR表示信号的信噪比。
3.编码与解码编码是将原始数据转换为通信系统可识别的信号的过程,解码是将接收到的信号转换为原始数据的过程。
在编码与解码中,有一些常用的公式如下:信息传输速率公式:R = C / log2(M)其中,R表示信息传输的速率,C表示信道的容量,M表示传输的调制阶数。
最新通信原理公式总结
最新通信原理公式总结通信原理是研究和实现信息的传输的一门学科,涉及到模拟和数字信号的传输、调制和解调技术、编解码技术、信道编码和解码技术等方面。
在通信原理中,有一些重要的公式被广泛应用于信号的传输和处理过程中,下面是一些最新通信原理公式的总结。
1.傅里叶变换公式:傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学工具。
对于一个连续时间域信号f(t),它的傅里叶变换F(ω)可以通过公式表达为:F(ω) = ∫[f(t) * e^(-jωt)]dt其中,ω表示频率,e表示自然对数的底数。
2.快速傅里叶变换公式:快速傅里叶变换(FFT)是一种高效的傅里叶变换算法,在数字信号处理中经常应用。
对于一个N点离散时间域信号x(n),它的快速傅里叶变换X(k)可以通过公式表达为:X(k) = Σ[x(n) * e^(-j(2π/N)kn)]其中,k表示频域中的离散点。
3.采样公式:采样是将连续时间域信号转换为离散时间域信号的过程。
根据奈奎斯特采样定理,为了防止采样后引入混叠现象,采样频率必须大于信号的最高频率。
采样定理可以用公式表示为:fs >= 2B其中,fs 表示采样频率,B 表示信号的最高频率。
4.带通滤波器传递函数公式:带通滤波器是一种能够通过特定的频率范围的信号,而抑制其他频率的信号的滤波器。
对于一个带通滤波器的传递函数H(ω),可以通过公式表示为:H(ω) = √(Hlp(ω) * Hhp(ω))其中,Hlp(ω) 和Hhp(ω) 分别表示低通滤波器和高通滤波器的传递函数。
5.香农通信容量公式:香农信道容量是一种衡量在给定信噪比下,理论上最大的传输速率。
对于一个带宽为W的信道,信噪比为SNR的香农容量C可以通过公式表示为:C = W * log2(1 + SNR)其中,log2 表示以 2 为底的对数运算。
6.调制解调过程公式:调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
通信原理知识
通信原理知识
通信原理是指在传输信息时,通过信号的生成、编码、调制、调整及解码等过程,从发送端将信息通过信道传输到接收端,并从接收端恢复原始信息的技术原理和方法。
其核心目标是实现信息的可靠传输和高效传送。
在通信原理中,常见的技术原理包括:
1. 模拟通信原理:模拟通信是指将原始信息转换成连续变化的模拟信号,通过调制、放大、传输等步骤进行传输的通信方式。
常见的模拟调制技术有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
2. 数字通信原理:数字通信是指将原始信息转换为离散的数字符号,通过编码、传输和解码等步骤进行传输的通信方式。
常见的数字调制技术有振幅调制(ASK)、频移键控(FSK)、
相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。
3. 噪声及信道模型:通信过程会受到噪声和信道影响,因此了解噪声与信道的特性对通信原理至关重要。
噪声主要包括加性白噪声和信道噪声,信道模型则用于描述信号在信道中的传输特性。
4. 调制解调技术:调制解调技术是实现信号调制和解调的关键环节。
调制将原始信号转换为适合传输的信号,解调则将接收到的信号恢复为原始信号。
常见的调制解调技术有振幅调制解调、频移键控解调、相移键控解调和正交幅度调制解调等。
5. 误码控制:为了保证信息的可靠传输,通信系统常常采用纠错编码、交织技术和反馈控制等方法来进行误码控制。
这些技术可以提高通信系统的容错性,减小信道传输中出现的错误率。
综上所述,通信原理涉及信号的调制与解调、噪声与信道模型、误码控制等多个方面的知识。
深入理解通信原理对于设计和改进通信系统具有重要的意义。
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通信原理总结
学了通信原理这门课,一开始觉得很难,而且听学长们也总是告诫我们,通信原理是很难的课程,平时一定要好好学,不然自己复习的日子根本就抓不到要点了。
事实上好像也是如此,在周围,这门主课的挂课率总是算前排的。
当然对于我这样的人,总是上课时算是比较认真的,但是半期的时候还是没有搞懂它是干什么的,甚至到期末了,也只有零星的一点编码呀,带宽呀,调制啦,这样一些概念,但这些技术在一个通信系统中又是出于什么样的位置,该怎样应用这些技术组成一个通信系统,对此我还是一概不知。
然而经过期末前的复习,我感觉自己对通信系统总算有个印象了,所以想把那些零碎的名词做一些解释,并且用我自己的学习过程以及对通信系统的了解来说明这些技术的应用。
上面是我画的认为比较完整的通信系统的简单流程图,对此我做一翻解释。
首先日常生活中的信号总是模拟的,我们把这些信号通过滤波等处理,得到带限
的信号,这里以基带信号singnal为例子,signal 经过采样保持电路,我们就得到PAM信号,如图
,这样的信号就是离散信号了。
离散信号经过量化归属到个档次的幅度中比如我们有2V,4V,6,V,8V四个档次的
归类,并且规定1V~3V之间的PAM离散信号就归类到2V的档次中去,一次类推,通过比较给每个PAM信号进行归类,这就是量化。
之后将量化了的信号进行编码,编码是一种认为规定的过程比如我们规定2V用00表示,4V用01表示,6V用10表示,而8V用11来表示,这样就把阶梯信号和二进制信号有了一种对应关系,顺着这种对应关系,我们可以得到刚才量化了的信号的二进制代码,这就是PCM编码得到了可以在存储器中存储的数字信号。
以上从模拟到数字信号的一种转变就是我们常说的A/D转换。
至于我们平时要求的转换比特率的求法可以从它的转换过程得出计算方法。
一个PAM信号对应一个档次,而一个档次对应几个比特的数字是在编码中体现的,例子中就是一个档次对应两个比特,假设这种对应关系是1对N个比特,对模拟信号的采样率是F,也就是1秒钟有F个PAM信号,这F个PAM信号就要被转换成F*N个比特,所以比特率就是F*N了。
对于完成转换的数字信号,我们如何处理呢?有的是被放进存储器中存储了,有的是到CPU中进行计算,加密等处理了。
通常为了达到通信目的,我们就要将数字信号传递并且转换成模拟信号,毕竟在生活中模拟信号才是我们可以识别的。
所以我们从存储器中读取数字信号,这些信号是基带信号,不容易传输,经过数字调制系统就可以转换成高频信号而被发送设备以各种形式比如微波,光信号传播出去。
发送这些高频信号的速度关系到发送的比特率注意与前面的转换的比特率有不同。
假如整个发送端可以发送四中波形A,B,C,D,它们可以分别表示发送了00,01,10,11信号,那么我们就说发送一个符号(即波形)就是发送了两个比特了。
由此得到符号率与比特率的关系B=N*D.D是符号率baud/s, B是比特率bit/s, N表示一个符号与N个比特对应。
接收设备将这些信号转换成电信号,通过解调器,就可以还原基带信号,同样可以将它们放进存储器存储,这可以理解成网络视频在我们的电脑上的缓存。
缓存中的信号通过解码器,也就是与编码器功能相反的器件将数字序列转换成各种量化的台阶(档次)信号。
最后将台阶信号进行填充恢复,我们就又可以原来的输入的模拟波形了,由此我们完成一次通信。
如果模拟信号不需要数字化,那么我们可以进行模拟调制,同样可以发送出去,这个过程要简单很多。
当然,这里所讲的只是我们学习中所涉及的一些概念,完整的通信系统还有更多要考虑的,这只是我觉得通信过程的关键的骨架问题。
还有几个概念是对它们的理解和总结,希望可以和大家分享。
1.二进制比特率与信息量中的比特率。
因为我们假定二进制信号是等概率发生的,也就是P=0.5,而信息量的定义是这样的I=-log2(p)bit,通过此式,我们可以计算发送的一个二进制符号的信息量I=-log2(0.5)bit=1 bit,所以我们通常说一个0或者1就是一个比特了。
2.方波的带宽问题。
由上图我们可以注意到,一个持续时间为T的方波,它的频谱是一个SINC函数,零点带宽是1/T,即时间的倒数。
当然,方波的带宽是无限大的,因此这样的波形在现实中是很难实现的,我们只能给方波提供一定的带宽,就是说得到的肯定只能是经过了过滤的波形。
在这里我们可以联系到吉布斯现象。
我们可以这样理解:频率越大,就说明变化越快,而方波的转折点处就是一个极快的变化也就是有频带的高频部分构成,而经过带限的滤波之后,高频被滤去,得到的波形在转折点处就变化慢下来,于是在需要变化快的地方(如方波的转折点)变化慢,由此产生吉布斯现象。
3.升余弦滚降滤波器。
我们知道升余弦滚降滤波器是防止码间串扰而设计的。
码间串扰是指各个时间点上发送的符号并非准确的方波,而是在规定的时间内仍有余波,于是对下一个时刻发送的符号产生影响,最后可能因为影响的叠加效果而使后果严重,得到相反的采样结果。
注意我们这里讲的码间串扰都是发生在基带频率上的。
因此升余弦滚降滤波器也是在基带上的应用。
下图是升余弦滚降滤波器的原理图,上半部分是滤波器的频谱相应图,下半部分是滤波结果在时间域上的波形图。
我们可以这样思考,发送的基带波形是在一定的带限内的,假如说要求发送的符号率是D,那么图下半部分中可知1/2f0=1/D,所以f0=1/(2*D), 或者说D=2* f0,由下半图我们可以看出我们发送的符号的频率是2* f0,这串符号在频谱上的表示(上半图)是个带宽为f0的信号,这个就是采样定理中说的当波形用SINC 函数来表示时,符号率是该波形的带宽的两倍,也就是升余弦滚降滤波器在r=0的时候的特性。
当然,我们这里表示的只是发送一个符号的波形的带宽,但是我们可以这样想象,一个系统在任何时候发送符号是使用的带宽f0都是固定的,在1时间段内发送的波形的带宽在f0以内,那么我们完全有理由相信在2时间段内发送的波形的带宽必然在f0以内,所以这样可以理解多个符号组成的波形的带宽是在f0以内的。
从下半图我们可以看到,随着r的增加,符号波形在一个周期段以外的衰减就会加快,这里我们就可以看到它对码间串扰的影响会减小,这个就是升余弦滚降滤波器的作用,但是我们必须清楚的看到,符号率是不变的2* f0,而系统的绝对带宽在增加。
根据升余弦滚降滤波器的定义我们得到这样一个关系D=2* f0/(1+r)。
从以上的分析过程我们可以认为1/2*f0就是发送的数字信号的周期,也就是对于同样周期的信号我们需要不同的带宽,这个带宽就是发送的数字信号的带宽,而与原始的模拟波的带宽无关。
4.调制的一些想法。
在学习调制的过程中,我一直搞不清什么是调制信号,什么是载波。
最后总算明白,原来(一般来讲)调制就是将低频信号(调制信号)携带的信息在另外一个高频的信号(载波)上表现出来,表现的方法可以是改变载波的幅度或者相位或者频率等。
当我们看到调制完成的波形是,发现它与载波有不同的幅度或者相位或者频率,从这里的变化我们极可以判断处调制信号有那些信息。
载波就是用来携带低频信号要表达的意思的高频信号。
之所以用高频是因为在一般情况下高频信号便于传输。