通信原理


preface
参考资料:《深入浅出通信原理》
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通信系统的演变

  • 有线模拟通信系统
    • 1875年,贝尔发现电流的强弱可以模拟声音大小的变化
    • 主要产品:碳粒式麦克风,动圈式扬声器
  • 无线模拟通信系统
    • 一般组成:调制器,发射天线,接受天线,解调器
    • 缺点:模拟信号抗干扰能力差,容易失真
  • 有线数字通信系统
    • 引入高低电平,信号抗干扰能力强
  • 无线数字通信系统

通信系统模型
信源和信宿通过信道收发信息。
发信机:对信源发出的信息进行必要的检错和纠错编码等处理后,将其转换成适合在信道上传输的信号,发送到信道上
收信机:负责从信道上接收信号,进行检错和纠错处理后,将信息恢复出来发给信宿


信道的特性决定了信息在信道上的传输形式,而信道的特性又取决于传输媒介。按照传输媒介的不同,通信信道分为有线信道和无线信道。

  • 有线信道的传输媒介为电话线、网线和光纤等导线。
  • 无线信道的传输媒介为自由空间的电磁波。电磁波按照波长的不同分为无线电波、光波、X射线、γ射线。
  • 无线电波通信
    • 调幅广播:使用长波、中波或短波进行通信
    • 调频广播:使用VHF频段87~108MHz的微波进行通信
    • Wi-Fi:主要使用UHF频段的2.4GHz微波进行通信
    • 蓝牙:使用2.4—2.485GHz的ISM波段进行通信
    • GSM:主要使用UHF频段的900MHz/1800MHz微波进行通信
    • LTE:主要使用UHF频段的2.5GHz微波进行通信
    • 微波和卫星通信:使用SHF和EHF频段的7~38GHz微波进行通信
  • 光波通信
    • 可见光通信
    • 红外通信:通常使用波长为940nm的红外线进行通信

信号变换:信源编码 -> 信道编码和交织 -> 脉冲成形 -> 调制 -> 发射天线 -> 。。。

天线技术,无线通信系统中,调制得到的已调信号要转换成电磁波才能在空间中进行传输

  • 电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,可以有效地传递能量

  • 复用技术是指一条信道同时传输多路数据的技术
    • TDM(时分复用)、FDM(频分复用)、CDM(码分复用)是最常见的3种复用技术。
  • 多址技术是指一条信道同时传输多个用户数据的技术
    • TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)、CDMA(码分多址)是最常见的3种多址技术。

正弦信号,复指数信号,欧拉公式,信号分解合成,傅里叶变换,香农公式

傅里叶级数展开:将一个周期信号分解为一个直流分量和一系列复指数信号分量之和的过程

构成周期信号的所有复指数信号成分可以用傅里叶系数来描述,但是傅里叶系数不够直观,有没有什么办法可以把傅里叶系数直观地呈现出来呢?这就引出了频谱


文章作者: ╯晓~
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