物联网通信技术--chapter1：通信技术概论

目录

一、掌握

1.数据通信系统、数字通信系统模型

2、信源编码

（1）等长编码

（2）哈夫曼编码

 3、调制的作用

4、基本的调制方法

二、理解

1、无线通信系统的最基本单元：信道和信源

2、无线通信的性能指标：数量和技术数量：有效性，与信源有关（信息产生得多不多）质量：可靠性，与信道有关（信息传输得好不好）

3、信源编码的种类和原理：

三、了解

1、信道编码的种类和原理

2、多路复用TDM、FDM

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一、掌握

1.数据通信系统、数字通信系统模型

数据通信系统的基本组成一般包括发送端、接收端以及收发两端之间的信道。

 信息源：信息的产生源，可以是机器（Machine）或人（Man）
发送设备：把信息变换成便于传输的形式
信道：有线和无线
接收设备：接收信息，转换成信息宿的接收形式
信息宿：信息的接收者，可以是机器或人

按照信道中所传输信号的形式不同，通信系统可以进一步分为模拟通信系统和数字通信系统。

数字通信系统的模型

2、信源编码

信源编码的任务是在分析信源统计特性的基础上，设法通过信源的压缩编码去掉这些统计多余成分。

（1）等长编码

所谓定长编码，就是对信源的发出的每个符号进行等长度的编码，即每个码字的长度nk是定值

 信息熵：信源输出的平均信息量H(X)。

（2）哈夫曼编码

 

 3、调制的作用

（1）目的

①将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；
②实现信道的多路复用，提高信道利用率；
③通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。

（2）数字调制比模拟调制的优点：

①数字传输抗干扰能力强，尤其在中继（信号的放大再生）时，数字信号可以再生而消除噪声积累；
②差错传输可以控制，从而可以改善传输质量；
③便于使用现代化的数字信息处理技术来对数字信息进行处理；
④数字信号易于做高级保密性的加密处理；
⑤数字通信可以综合传输各种消息，使通信系统功能增强。

4、基本的调制方法

（1）振幅键控ASK

定义：用不同的电平值来表示不同的比特符号，可以看成是将数字基带脉冲信号和一个正弦波相乘得到一个高频点的带通信号。

特点：

①ASK调制射频系统的优点是发射和接收设备的结构简单，并且功耗比较低。
②振幅键控需要很高的信噪比才能解调信号，因为根据其本身特性，大部分信号都是以很低的功率进行发射的。

（2）移频键控FSK

定义：移频键控(FSK)用不同的载波频率来表示不同的比特符号，例如2FSK调制下，符号“0”用载波频率f1来表示，符号“1”用载波频率f2来表示。

特点：实现起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

（3）移相键控PSK

定义：移相键控(PSK)利用不同的载波相位来表示不同的比特符号。

（4）正交幅度调制QAM

定义：正交幅度调制(QAM)是在两路正交的载波上分别采用独立的MASK调制然后叠加生成的，调制信号中通过电平幅度和载波相位承载比特信息，从而支持更高的调制阶数。

（5）OFDM调制

定义：OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术，频域内的正交）属于多载波技术的一种，通过把高速数据流分散到多个正交的子载波上进行复用，从而使每个子载波上的数据速率大大降低。

二、理解

1、无线通信系统的最基本单元：信道和信源

2、无线通信的性能指标：数量和技术
数量：有效性，与信源有关（信息产生得多不多）
质量：可靠性，与信道有关（信息传输得好不好）

3、信源编码的种类和原理：

①所谓定长编码，就是对信源的发出的每个符号进行等长度的编码，即每个码字的长度nk是定值。

②对信源输出的消息（一个符号或者一串符号）采用不同长度的码字表示，则这种编码方法叫做变长编码。一般应使出现概率大的消息用较短的码字表示，出现概率小的消息用较长的码字表示，这样将会提高编码效率。

③霍夫曼编码

三、了解

1、信道编码的种类和原理

①分组码：将信源的信息序列按照独立的分组进行处理和编码，称为分组码。编码时将每k个信息位分为一组进行独立处理，变换成长度为n（n>k）的二进制码组。
②卷积码：有记忆的非分组码，一般可记为（n，k，m）码。其中，k表示编码器输入端信息数据位，n表示编码器输出端码元数，而m表示编码器中寄存器的节数。
③网格编码：将编码和调制结合在一起，利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间距离。这种方法既不降低频带利用率，也不降低功率利用率，而是以设备的复杂化为代价换取编码增益。
④Turbo码：将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码。

2、多路复用TDM、FDM

（1）频分多路复用(FDM)

指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术

（2）时分多路复用(TDM)

时间域被分成周期循环的一些小段，每段时间长度是固定的，每个时段用来传输一个子信道。