通信原理学习之路：第一章 绪论
🌈以下是本人对《通信原理》第一章 绪论的学习，是为了方便后续的学习，如有补充和错误，欢迎评论区留言！相关参考资料和视频已放在文末。
第一章 绪论
一.通信基本常识
信道带宽：信道的频带范围是100M~101M，则该信道带宽为1M。信号带宽
- 确定信号：f(t) --FT–> F(W)，其中F(W)图像所占用正半轴的宽度为信号带宽，记作B。
- 随机信号：f(t) ----> R(τ) ----> P(W)，其中P(W)图像所占用正半轴的宽度为信号带宽，记作B。
-
基带信号（低通信号、调制信号）：信号频率位于0频附近。 -
频带信号（带通信号、已调信号）：信号频率位于不位于0频附近。 -
窄带信号：属于频带信号的一种，它的特点是信号带宽远小于中心频率，即B<<W0
-
可靠性:指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 -
有效性:指传输一定的信息量所占用的信道资源（如信道带宽）。
二.模拟通信系统框图
注：模拟信源一般来说是低通信号，而信道允许通过的信号一般为频带信号，因此调制器的作用是将基带信号通过载波调制，搬移到信道允许通过的地方。传输后通过解调器恢复成原信号。
- 模拟通信可靠性衡量指标：输出信噪比（解调器端） = 信号功率/噪声功率 = S0/N0，输出信噪比越大，可靠性越好。
- 模拟通信有效性衡量指标：信号带宽，信号带宽越好，可靠性越好。
三.数字通信系统框图
注：模拟信号经过信源编码之后转化为数字信号，信道编码的作用是在数字信号的基础上加上一些监督码元，数字调制是将基带信号转化为频带信号在信道中进行传输。
- 数字通信可靠性衡量指标：误码率/误信率。
- 数字通信有效性衡量指标：频带利用率。
- 信源编码：把模拟信号转化为数字信号并进行压缩编码，目的是为了提高系统的有效性。
- 信道编码：加入了一些监督码元，提高了系统的可靠性，但同时降低了系统有效性。
- 数字通信优点：
- 抗干扰能力强，且噪声不积累
- 传输差错可控
- 便于处理、变换、存储
- 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
- 易于集成，使通信设备微型化，重量轻
- 易于加密处理，且保密性好
- 数字通信缺点：
- 需要较大的传输带宽
- 对同步要求高
四.通信方式
- 单工通信：消息只能单方向传输的工作方式。
- 半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式。
- 全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式。
五.信息量及其度量
- 信息量的计算：$$I=\log _a \frac{1}{p(x)}=-\log _a p(x)$$
- 熵的计算(平均信息量)：
当下面条件成立时，信息熵取最大值：
$$\begin{aligned}p(x_{1})=p(x_{2})=p(x_{3})=\ldots=p(x_{M})=\frac{1}{M}\end{aligned}$$
$$H_{\max}(x)=\log_{2}M$$
六.传码率和传信率
- 传信率（$R_{b}$）：每秒传递的比特数或者平均信息量。单位是b/t。
- 传码率（$R_{B}$）：每秒传递的码元数。单位是baud。$R_{B}=\frac{1}{T_{B}}$，其中$T_{B}$是码元的周期。
- 传信率与传码率之间的关系：$R_{b}= R_{B}·H(x)$，$H(x)$是熵或者平均信息量，特殊地，$R_{b}= R_{B}·log_{2}M$。
七.差错率指标
- 误码率（$P_{e}$）：$$P_{e}=\frac{错误码元数}{传输总码元数}$$
- 误信率（$P_{b}$）：$$P_{b}=\frac{错误比特数}{传输总比特数}$$
- 两者之间的关系：M进制情况下：$$P_{b}=\frac{M}{2(M-1)}P_{e}$$
特别地，若使用格雷码进行编码，则二者关系为 $$P_{b}≈\frac{P_{e}}{log_{2}M}$$
相关推荐
评论