英属哥伦比亚大学通信系统优等生预习笔记

通信系统是描述两个站点(发送方和接收方)之间通信交换的系统模型。信号或信息通过信道从信源到达目的地。它代表信号从信源到达目的地的路径。要在通信系统中传输信号，首先必须对信号进行处理，包括信号表示、信号整形、编码和调制。一旦传输信号准备就绪，就会传递到信道的传输线上。在穿越这一介质时，信号会受到噪音、衰减和失真等多种干扰。在两点之间传递信息的过程称为通信。通信所需的主要元素包括发送信息的发射器、传输信息的介质以及在另一端接收信息的接收器。

一、通信系统的类型

1.根据物理基础设施可分为两类通信系统：

a.线路通信系统：它们利用现有的电力线基础设施将数据从一个点传输到另一个点。

b.无线电通信系统：利用无线电波基础设施将信息从一点传输到另一点。

在有线通信系统中，发射器和接收器之间有一个物理连接，称为固定线路信道。

2.基于信号规格:

用于确定通信系统类型的信号规格包括基带信号或信息信号的类型：基带信号是一种可以接入频率很低的信号的技术，也可以接入频率接近零的信号，根据所传输信号的类型，基带信号既可以不经调制传输，也可以不经调制传输，或者通过经调制的载波信号传输。

3.此外，通信系统还分为

a.模拟通信系统： 模拟系统使用模拟信号在两点之间传输音频、视频和图像信息。正弦波信号就是模拟通信系统的一个例子。

b.数字通信系统： 在互联网时代，数字通信变得非常重要。它是两点之间以离散方式进行的物理信息交换。信息交换通过数字信号进行。

c.基带通信系统： 基带通信是指传输未放大到更高频率的信号。它们有助于传输频率接近于零的信号。

d.载波通信系统： 载波通信系统通过放大远高于实际频率的频率来传输信息，尤其是语音信息和通话。

要定义一个通信系统，至少需要四种类型中的两种。因此，两个组分别由两种类型组成，这样每组至少需要一种类型来指定一个通信系统。这些组可组成如下：模拟/数字通信系统、基带/载波通信系统。要完整定义一个通信系统，需要八种类型中的四种。如果缺少一种类型，对通信系统的描述将是不完整的。

二、无线和有线通信系统

无线通信系统使用无线电波、电磁波和红外波从一个点到另一个点进行通信，而有线通信系统则使用导线或基于内部全反射现象的光纤从一个点到另一个点进行通信。

无线通信又分为卫星通信、地面波通信、天空波通信和空间波通信。卫星通信从地面接收信号，并通过转发器将信号发回地面的另一点。有线通信又分为平行电缆通信、双绞线通信、光纤通信和同轴电缆通信。

三、通信系统中的术语

1.信号：信号是转换成数字格式的信息。模拟信号(如人的语音)或数字信号(二进制数据)被输入系统，经电子电路处理、传输，然后在接收端解码。据称，该系统可靠高效，过程中的误差极小。

2.通信信道：通信信道是信号传输的媒介。

3.传感器;用于将一种形式的能量转换成另一种形式的能量的装置就是换能器。

4.接收器:接收器是一种接收发射器发出的信号并将其解码为人类可理解的形式的装置。

5.衰减：衰减是指模拟或数字信号在通信介质上传输时强度的降低。

6.振幅：信号振幅指信号的强度。

7.放大：利用电子电路增强信号振幅的过程。

8.调制：由于原始信息信号的频率和振幅较低，无法进行长距离传输，因此将其与频率和振幅较高的波重叠，称为载波。信息信号和载波的这种重叠称为调制，由此产生的传输波就是调制波。

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