之前一直有個想法，把自己所學教給更多的人，但一直沒有時間去做，前段時間才開始這個計劃，後續我會寫一系列文章給大家分享IT方面的知識。關于《通信原理》這個篇幅，我将給大家介紹通信原理相關的知識，内容大概和大學通信專業所學的《通信原理》課程相當，本篇幅文章全部免費，預計在5月底之前完結，歡迎大家閱讀

課程開始之前，我們需要了解兩個最基本的概念：通信與通信系統

通信：溝通信息，實現信息的傳輸與交換

通信系統：實現通信的系統，傳輸信息的設備總和

通信系統的基本模型由信息源、發送設備、信道、接收設備、噪聲、受信者六個部分組成：

信息源：消息的發源地,其作用是把各種消息轉換成原始電信号(稱為消息信号或基帶信号)，根據消息種類的不同，信源可分為模拟信源（傳輸模拟信号）和數字信源（傳輸離散數字信号）

發送設備：将信源和信道匹配，對原始信号完成某種變換（如放大、調制、編碼），再進入信道發送

信道：指傳輸信号的物理媒質，可分為有線和無線，包括：大氣（自由空間）、明線、電纜或光纖等

接收設備：功能是放大和反變換（将之前變換的信号變換回來），如濾波、譯碼、解調等，其目的是從受到幹擾和減損的接收信号中正确恢複出原始電信号

受信者：傳輸信息的歸宿點，也稱為信宿，是傳送消息的目的地，其功能與信源相反，即将複原的原始電信号還原成相應的消息，如揚聲器等

噪聲：信道中的噪聲及通信系統其他各處噪聲的集中表示

按照信道中傳輸的是模拟信号還是數字信号，通信系統可以分為模拟通信系統和數字通信系統兩類，下面對其進行講解：

模拟通信系統是利用模拟信号來傳遞信息的通信系統，信源發出的原始電信号是基帶信号，核心是調制和解調

基帶信号：指頻譜從零頻附近開始的信号，如語音為300～3400Hz，圖像為0～6MHz。由于具有頻率很低的頻譜分量，不宜直接傳輸，要麼傳輸距離較近，要麼質量差

調制：把原始基帶信号變成适合信道傳輸的信号；從信号與系統的角度：調制器=頻帶搬移，調制後的信号稱為已調信号、頻帶信号。

已調信号有三個基本特征：

• 攜帶有完整的基帶信息
• 适合在信道中傳輸
• 信号的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，因而已調信号又稱頻帶信号

解調：調制的逆過程，把頻帶信号變換成基帶信号

數字通信系統是利用數字信号來傳遞信息，主要包括信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數字調制/解調、數字複接、同步及加密/解密等模塊

信源編碼：

• 一是減少碼元數目和降低碼元速率，即通常所說的數據壓縮
• 二是當信息源是模拟語音信号時，信源編碼器将其轉換為數字信号，以實現模拟信号的數字化傳輸

信源譯碼：信源編碼的逆過程，解壓縮或還原模拟信号

信道編碼：信号在信道傳輸時受噪聲、衰落及人為幹擾等影響會引起差錯。為了減小差錯，對傳輸信息碼元按一定規則加入保護成分（監督元），實現抗幹擾編碼

信道譯碼：接收端信道譯碼器按一定規則進行解碼，從解碼過程中發現錯誤或糾正錯誤，提高通信系統的抗幹擾能力

數字調制：把數字基帶信号的頻譜搬到高頻處，形成适合在信道中傳輸的頻帶信号，基本的數字調制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、絕對相移鍵控PSK等。

數字解調：恢複數字基帶信号，可以采用相幹解調或非相幹解調還原數字基帶信号

加密：按照某種規則将數字傳輸序列擾亂，防止非授權用戶獲取信息或注入錯誤信息，保證通信的保密性和安全性

解密：在接收端利用與發送端相同的密碼規則對收到的數字序列進行解密，恢複原來信息

同步：使收、發兩端的信号在時間上保持步調一緻。按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同步和網同步

數字複接：依據時分複用基本原理把若幹個低速數字信号合并成一個高速的數字信号，以擴大傳輸容量和提高傳輸速率

按消息轉播形式可分為廣播方式和點-點方式兩種

廣播方式：信息同時送到多個收信者，如無線電台、無線廣播

點-點方式：一個信源對一個收信者，如電話通信

按消息傳遞方向與時間分類可分為單工、半雙工、全雙工三種

單工通信：指消息隻能單方向傳輸的工作方式，隻占用一個信道。如廣播、遙測、遙控

半雙工通信：指通信雙方都能收發消息，但不能同時進行收和發的工作方式。如使用同一載頻的對講機、收發報機以及問詢、檢索、科學計算等數據通信

全雙工通信：指通信雙方可同時進行收發消息的工作方式。如普通電話、手機、計算機間高速數據通信也是這種方式

按數字信号代碼排列順序分類可分為并行傳輸和串行傳輸

并行傳輸：将代表信息數字序列以成組方式在兩條或兩條以上并行信道上同時傳輸。并行傳輸優點是節省傳輸時間，但需要傳輸信道多，設備複雜 成本高，故較少采用，一般适用于計算機和其他高速數字系統，特别适用于設備之間的近距離通信，如：IDE、PCI總線等

串行傳輸：将數字序列以串行方式一個接一個地在一條信道上傳輸。通常，一般的遠距離數字通信都采用這種傳輸方式，如：UART、SPI、PCI－Express、USB、SATA、LVDS

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