北京交通大学通信系统原理年考研强化班辅导讲义（doc）.doc

通信系统概述 1.1信息与信息技术 1.1.1信息的定义 ·广义定义——信息是事物运动的状态和方式。据此定义，世界时时、处处充满着信息。事物是极大量的客观存在，事物运动是绝对的，运动则必体现一定状态和某种有规则或无规则的运动方式。 ·狭义定义——信息是新的知识，是不可预测的、偶然发生的，包括人们感兴趣的、对当事人是重要的含义。 1.1.2信息技术 通常所说的信息技术（Information Technologis—IT）是包含整个电子行业的通称。这里是从信息的获得和加工、利用所归纳的技术范畴。 信息感测技术 这部分信息过程主要是信息采集，包括信息的传感变换、检测、识别和提取等。 信息加工技术 主要指采集信息的存储、分析、处理、检索、变换、传递、显示、决类预测等信息过程涉及的技术。因此现代信息加工主要是计算机与通信（通信网）二者的有机结合（CC）是信息技术的主导技术。 信息施效技术 主要是信息技术的综合利用，包括调节、控制、组织、优化、整理、再生、自适应、学习，以及智能技术等。 1.1.3媒体与多媒体 人们所说的信息，总是以某种形式表现或表示出来，因此称为信息媒体。 感觉媒体 由人的五官功能直接感知信息的表现形式。 表示媒体 为了获取、加工处理和存取及应用的需要，将多种信息媒体利用信号方式，编码格式或数据结构进行表示。 多媒体 指以声音、图像为主的各种表示媒体的有机结合或融合。 1.2通信与通信系统 1.2.1通信的定义 通信的含义无论从中文“通信”（或通讯）或英文“Communication”讲，是信息从一个地方通过传输信道传送到另一个地方的对话过程。拟为现代通信给出一个完善而简捷的定义：通信是信息或其表示方式（表示媒体）的时/空转移。 这一定义远远超出了对话的业务范围，同时通信过程中，除了有很小的传输延时外，尚需要进行处理、转发，也会发生一定的时延，以及可能缓存、显示或存储再现，因此，这一定义不但包括了空间，也包括时间在内的信息转移。 1.2.2通信系统分类 通信系统按工作方式分，可分为单工（Simplex）、半双工（Half-duplex）和全双工（Duplex）。这三种方式的例子如单向广播、步话机和固定电话与移动电话等。 通信系统的构成根据通信业务特征、信道类型、传输方式等可有多种类型。模拟系统已为传统技术，数字通信系统在终端要涉及很多信号处理与变换设备，计算机数据通信又提供了一套特殊的标准接口，传输、控制……一系列协议，多媒体通信系统涉及多种媒体集成，同步与交互功能等，更为复杂。 数字通信：携带信息的信号是数字信号；2G,3G移动电话网，Internet网；抗干扰，抗噪声，差错可控，保密性好。 模拟通信:携带信息的信号是模拟信号;广播网，电视网，电话网。 1.2.3基本通信系统 一个基本通信系统包括的设备环节是发送设备、接收设备与传输信道和传输设备，可实现单向/双向或单/双工通信功能。 1.2.4数字通信系统 下图给出了一个包含所有功能的现代数字通信系统。兹简单介绍各部分基本功能。 1.2.4.1 信源编码(Source Encode) 为了提高信息的有效性，在源信息中可能存在某种程度的冗余“信息”以及根据需要的质量标准，可以去除其中次要信息，因此提高有效性的措施采用去相关及压缩编码，即用更少的编码位数来表示符合一定接收质量的更多源符号。其基本理论是仙农率失真理论，其基本技术如无失真预测编码和有损正交变换编码等。对于多媒体通信中的视频图像编码因具有更大冗余度和视觉特性的掩盖效用，可以提供名目繁多的压缩技术，有损压缩往往到几十倍上百倍以上压缩倍数。总之，信源编码是按一定精度为信息提供一种编码格式或数据结构，即构成有效的“表示媒体”形式。 1.2.4.2 加密（encrypt） 在一般公司或没有完全保护的通信环境传输重要信息，通过一定标准的加密算法，对明文（plaintext）进行加密变为密文（encryption）再发送出去。加密/解密处理尚需提供密钥（secretkey）,收发双方可使用相同密钥（共享密钥），也可用不同密钥，如公钥加密，私钥解密。传统的加密技术如替代法（如文本中所有“A”均以“W”代替）、量位法（打乱顺序）。现代密码（cipler）技术，可以达到某段密文，可能几十年必不能解密（参见第十章）。 1.2.4.3 信道编码 经过信源编码的码字序列，均应认为是重要信息，因此如果在传输与接收判决中发生错误或超出限定的符号误差概率，则会不满足接收者的质量要求。如果信源码字之间互为正交或不相关，则有一定的抗干扰能力，或者基带码流的码符号选用某些合适的码型，也有一定抗干扰性。最好的方法是根据信道环境的特性，将信源码字中按一定规则适当加入冗余码元（监督元），构成差错控制码，可以根据不同的结构和冗余位多少，提供1位或