基本概念
- 信道一般是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
交互方式
单向通信 : 又称单工通信,即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。(例如:无线电广播
双向交替通信 :又称半双工通信,即通信的双反个都可以发送信息,但不能同时发送也不能同时接收。一般是一方发送一方接收,过段时间再反过来。
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双向同时通信 : 又称全双工通信,即双方都可以同时发送和接收信息。
单向通信只需一条信道,而双向通信则需要两条信道。
来自信源的信号常称为基带信号(例如计算机输出的代表各种文字或图像的数据信号都属于
基带信号)基带信号往往包含较多低频部分,甚至有直流成分,而许多信道不能传输低频分量或直流分量。 为了解决这一问题,就必须对基带信号进行调制。
调制
调制可分为两大类
- 基带调制 :仅对基带信号的波形进行变换,使它能够与信道特性相适应。变换后仍是基带信号,亦称编码。
- 带通调制 : 使用载波进行调制,把基带信号的频率搬移到更高的频段,并转换为模拟信号,经载波调制后的信号成为带通信号(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。
常用编码方式
- 不归零制 : 正电平代表1,负电平代表0。
- 归零制 : 正脉冲代表1,负脉冲代表0。
- 曼彻斯特编码 : 位周期中心的向上跳变代表0 ,位周期中心的向下跳变代表1 。但也可以反过来定义。
- 差分曼彻斯特编码 : 在每一位的中心处始终都有跳变,位开始便捷又跳变代表0 ,而位开始边界没有跳变代表1 。
基本的带通调制方法
调幅(AM) : 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如0或1分别对应于无载波或有载波输出。
调频(FM) : 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如0或1分别对应于频率f1或f2.
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调相(PM) : 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如0或1分别对应于相位0度或180度。
为了达到更高的信息传输速率,必须采用技术上更为复杂的多元制的振幅相位混合调制方法。 例如,正交振幅调制QAM。
信道能通过的频率范围
- 码间串扰:如果信号中的高频分量在传输时收到衰减,那么接收端收到的波形前沿和后沿就不那么陡峭,接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限。
在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,
就会出现严重的码间串扰问题,使接收端对码元的判决(识别)称为不可能。
信噪比
由于噪声在所有的电子设备和通信信道中随机产生,它的瞬时值有时很大。因此噪声会使接收端对码元的判决产生错误。
但噪声的影响是相对的,如果信号较强,则噪声影响较小,因此信噪比就很重要。
- 信噪比: 信号的平均功率和噪声的平均功率之比。用分贝作度量单位。
即信噪比(dB) = 10lg(S/N)
香农公式
信道的极限信息传输速率C = Wlog2 (1+S/N) (b/s)
式中W为信道的带宽;S为信道内所传信号的平均功率;N为信道内部的高斯噪声功率。