通信原理是對計算機網路物理層的深度展開
一、基本概念
連續時間信號：一個信號，它是在時間t的連續值上給出的，就是一個；
離散時間信號：而一個信號僅在t的離散值上給出則是一個離散時間信號，
模擬信號：幅值連續，時間連續或離散，故時域離散信號（或抽樣信號）也是一種特殊的模擬信號，注：抽樣信號要么是具體的函式指sa函式，否則指時域離散信號
數字信號：幅值離散跳躍，時間離散或連續，幅度值能取M個值的數字信號是一個M元信號，故脈沖信號也是一種特殊的數字信號，
術語連續時間和離散時間是根據信號沿時間（水平）軸的特征來認定的；而術語模擬和數字則是依據信號的幅度（垂直軸）屬性判定的，模擬的不一定是連續時間的，而數字的也不必一定是離散時間的，
調制解調器：
特指計算機通信領域，數字信號調制成模擬信號進行傳輸，模擬信號解調為數字信號
基帶信號：低通信號
來自信源的未調制的低頻信號，分為數字基帶信號和模擬基帶信號（相應地，信源也分為數字信源和模擬信源），聲波就是基帶信號
信號帶寬：
指信號的最高與最低之間的頻率范圍
信道帶寬：
信道允許通過的最高頻率減去信道允許通過的最低頻率，例如：有線信道電話線，允許通過的信號頻率最高3300Hz或最低300Hz，所以信道帶寬3000Hz，
無線信號的信道帶寬由國家分配
波特率（碼元傳輸速率）：1s傳輸多少碼元(符號) Baud/s
傳信率（資訊傳輸速率）：1s傳輸的二進制碼元個數 bit/s
資訊量、碼元、調制信道、編碼信道、離散信道、連續信道
計算機網路中的一些概念：
網路帶寬：
理想當中最高資訊傳輸速率 bit/s，是位元率bps，100兆的寬帶，就可以提供100Mbps的網路，每秒理論上有12.5MB網速
奈氏準則：
信道帶寬受限W，理想低通情況下，為了避免碼間串擾，碼元的傳輸速率的上限值2W，
每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元，極限資料傳輸率:2Wlog2V bit/s
香農公式：
信道帶寬受限并且有噪聲情況下，資訊傳輸速率上限制bit/s，也叫信道容量Wlog2(1+S/N)
寬帶信號:
也叫帶通信號基帶信號經過調制之后產生的頻分復用的高頻模擬信號
二、傳輸資料
如何傳送模擬資料？
1.模擬資料變成模擬基帶信號——例如傳統的有線電話網或者
a.直接傳模擬基帶信號,也叫模擬基帶傳輸系統
b.對模擬基帶信號進行模擬調制得到高頻模擬信號再傳輸，也叫模擬帶通傳輸系統
2.將模擬資料編碼得到數字基帶信號（PCM脈沖編碼調制程序）——例如現代電話
a.直接傳數字基帶信號，也叫數字基帶傳輸系統
b.對數字基帶信號經過調制（數字調制）變成高頻模擬信號之后再傳，也叫數字帶通傳輸系統
如何傳送數字資料？
a.數字資料編碼得到數字基帶信號，直接傳數字基帶信號，叫數字基帶傳輸系統
兩個問題：數字信號編碼選擇問題、收發兩端同步問題
b.對數字基帶信號經過數字調制變成高頻模擬信號之后再傳輸，叫數字帶通傳輸系統
綜上：調制得到高頻模擬信號，編碼得到數字基帶信號
有4類資料傳輸方式：
（1）模擬資料用模擬信號傳輸：傳統電話（直接傳、調制）
（2）模擬資料用數字信號傳輸:數字化電話（PCM抽樣）
（3）數字資料用模擬信號傳輸：計算機遠程通信(調制)
（4）數字資料用數字信號傳輸：計算機局域網、USB（直接傳）
模擬基帶信號與模擬基帶傳輸
一個信號可以看做是一系列正弦信號的疊加，這些正弦波的頻率范圍就是信號的帶寬，一般我們生活中的信號也就是我們需要傳遞的信號的波動不可能太快，所以頻率不會很高，頻率靠近原點，叫做模擬基帶信號，傳送這種信號叫做模擬基帶傳輸系統
傳輸系統可以分為有線和無線
有線方式：設計電路可以利用電信號（電壓或電流的波形圖）產生與基帶信號時域完全一致的波形，eg:我認為喇叭、揚聲器電路直接傳輸信號的系統
無線方式：利用電磁波傳遞信號
模擬帶通信號（或頻帶信號）與模擬帶通傳輸
利用高頻電子線路的知識可以產生和基帶信號一樣的電磁波，再傳輸這個電磁波即可，但電磁波有個特性，電磁波的頻率小，則電磁波的波長越長，則根據高頻電子線路的知識需要的天線就越長，所以我們無法直接傳送和模擬基帶信號時域一致、頻率很低的電磁波，
高頻電磁波（時域波動快，頻譜很高）傳輸能力更強，對想要傳輸的信號f(t)的頻譜搬移到高頻區域，某個時域信號g(t)的頻譜恰好就是搬移后的頻譜，g(t)就叫做已調信號的時域表達形式，
對幅度的調制
普通調幅AM、DSB、SSB、VSB
對于角度調制的調頻與調相
對于相位的理解，相位控制波形的變化，原來只有載波自己的角頻率影響相位（高頻載波的相位變化夠快），現在我們讓調制信號去控制相位，這樣可以通過已調信號還原出調制信號
從模擬到數字：PCM脈沖編碼調制技術
抽樣、量化（A/D轉換技術）、編碼
模擬信號-抽樣得到時域離散信號-幅值編碼量化得到數字信號，抽樣頻率根據采樣定理要求奈奎斯特抽樣頻率
eg：現代電話利用數字基帶傳輸系統傳輸資料
對時域中的語音信號（300~3400Hz），每秒需要抽樣8000次，每個幅值用一個8位二進制數表示，則每秒傳送的0和1是64K，采用一種信道編碼（曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、反轉不歸零碼）
數字基帶信號與數字基帶傳輸系統
表示數字基帶信號的波形多種多樣，在電路中，只需要傳輸特定高低電平就可以傳送傳輸數字基帶信號，數字信號的編碼問題研究什么樣的信號我們認為它是1，什么樣的信號認為它是0
信道編碼：非歸零編碼(NRZ）、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、歸零編碼（RZ）、反轉不歸零碼(NRZI)、4B/5B編碼…
** 數字帶通信號與數字帶通（頻帶）傳輸系統**
因為數字基帶信號往往具有豐富的低頻分量
1.利用模擬調制的方法去實作數字式調制，即把數字調制看成是模擬調制的一個特例，把數字基帶信號當做模擬信號的特殊情況處理；
2.利用數字信號的離散取值特點通過開關鍵控載波，從而實作數字調制，這種方法通常稱為鍵控法，比如對載波的振幅、頻率和相位進行鍵控，便可獲得振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）三種基本的數字調制方式，
eg:遠距離通信信道多為模擬信道，無線信道、傳統的電話信道、計算機網路中的遠距離通信傳的都是帶通信號（有可能數模擬基帶信號或數字基帶信號調制而來）
三、調制
調制的目的：
1.高頻信號易于輻射，也易于天線接收
2.可以同時傳輸多路不同的基帶信號
例如電臺廣播，多個頻道主持人聲音信號所占頻帶是相同的，假設不進行調制，就沒辦法同時發射廣播，互相干擾；但若對基帶信號進行調制，可調制到不同頻帶，互補干擾，
調制分類
一、 模擬調制：用連續變化的模擬信號去調制一個高頻正弦波
1.幅度調制（普通調幅AM，雙邊帶調制DSB，單邊帶調幅SSB，殘留邊帶調制VSB）；
2.角度調制（調頻FM，調相PM）兩種，因為相位的變化率就是頻率，所以調相波和調頻波是密切相關的；
二、 數字調制：用數字信號對正弦或余弦高頻振蕩進行調制
1.振幅鍵控ASK；
2.頻率鍵控FSK；
3.相位鍵控PSK；
QAM：調幅+調相
三、脈沖調制：用脈沖序列作為載波
脈沖模擬調制和脈沖數字調制
1）脈沖幅度調制PAM
2）脈沖寬度調制PWM
3）脈沖持續時間調制PDM/
4）脈位調制PPM
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/276954.html
標籤：其他