通信原理简介（外文翻译）.docVIP

通信原理简介 通信是电子技术最初得到的应用之一。今天，在光纤、卫星电视、传真机和蜂窝电视普遍应用时代，通信系统仍处在引导电子技术发展的前沿。人们常说我们生活在一个信息时代，通信技术对信息的产生、存储与转换有着至关重要的作用。 构成通信系统最普通的一些基本要素有：发射机、接收机，以及通信信道。 任何通信系统都是通过信道将信息从信源传送到目的地，来自信源的信息一般是不能够通过信道直接传输的，因此，在一端要用到被称为是发射机的装置，另一端要用到被称为是接收机的装置。 信号源或信息信号可以是模拟的或数字的。最常见的例子是模拟音频信号、视频信号即数据。信息源常被称为信号所占有的频率范围，例如，电话质量的语音信号，包含着的频率范围，而模拟高保真音乐信号大概需要的频率范围。 电视信号比音频信号需要更高的频率范围。一个电视广播质量的视频信号需要的频率范围。 数字信号源于音频信号或视频信号，或由数据组成(如，文字数字和字符)。数字信号可以有任意带宽，这要取决于每秒传送的比特数和所采用的将二进制数1和0转换成电信号的方法。 通信信道可以是任何媒质：一对导体、一条光纤或者是我们生活的自由空间。有时信道可以直接承载信息。例如，语音信号可以直接由一对双绞线电话电缆来承载。另一方面，自由空间无线链路不能直接用于承载语音信号，这就需要使用一个载波信号，它的频率能够使语音信号通过信道传输或传播。载波由信息信号改变或调制，这样信号才能够在接收端被恢复。当使用载波时，信息信号被称为调制信号。由于载波频率远比信息信号的频率高，所以信息信号的频谱常被称为基带信号，这样，信息信号、调制信号和基带信号这三个术语在已调制载波的通信方案中意义是相同的。 多路复用是通信的一个术语，它是指将两个或更多的信息信号复合在一起调制，当在信号中划分可用频率范围时，这个过程被称为频率复用(FDM)。 无线电和电视广播是我们每天都能够感受到的FDM的例子，在许多信号中划分出它们的频谱，由于每种信号都需要占用一定的带宽，因此，对于有些拥挤在给定频率范围内的信号来说，就要受到限制。例如，一个电视信道在VHF带宽内，只给定占用带宽。 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交频分复用技术。是一种多载波数字调制技术，也可以被当作一种复用技术具有频谱利用率高、抗多径干扰等特点无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。移动通信信道是典型的随参信道，信号从发射天线经过一个时变多径信道到达接收天线，会产生时间选择性衰落和频率选择性衰落。信道的时变特性引起信号频谱的展宽，导致多普勒效应，造成信号随时间呈选择性衰落。信号的多径传播引起信号在时间上的扩展并带来频率选择性衰落。根据多径信道在频域中表现出的频率选择性衰落特性，人们提出了正交频分复用(OFDM)的调制技术。OFDM将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起，使得它在系统的频谱利用率、功率利用率、系统复杂性方面都有很强的竞争力，是支持未来移动通信特别是移动多媒体通信的主要技术之一。会引起的延迟。 基带信号改变反应的是失真，失真会对信号产生破坏的结果，有很多可能发生的失真种类，其中一些类型举例如下，但其中并非所有的失真都能立即显现。一些可能发生的失真类型有： 谐波失真：一些基带分量谐波失真叠加在原始信号上。 内调制失真：由信号混合频率成分产生的附加频率分量。 非线性频率响应：基带信号分量放大超过了其他信号分量。 非线性相位响应：信号分量之间的相位移。 噪声：发射机，接收机附加噪声和信道噪声。这种噪声叠加在信号上并淹没了信号。 干扰：如果在同意传输媒质上传输多个信号，它们之间将发生相互作用。 数字通信的优势之一，是具有对被噪声和失真劈坏了的信号的再生能力，假定这个信号受到破坏后仍可被识别0和1在模拟系统中，尽管噪声和失真逐渐累计，对有些情况的失真可以在后续点被去除。如果信道频率响应不是预期平坦的，例如，可采用滤波器形式均衡来补偿。然而，谐波失真、内调制失真和噪声一旦出现，就不可能从模拟信号中完全去除。可以在数字调制方式中建立确切的抗干扰和失真的数值，在已增加的误码率中反映出超过噪声与失真的容限电平。 光纤通信技术应用迅速增长，自1977年光纤系统首次商用安装以来，电话公司就开始使用光纤链路替代旧的铜线系统。今天的许多电话公司，在他们的系统中全面使用光纤作为干线结构和作为城市电话系统之间的长距离连接。有线电视公司也已开始集成光纤到他们的有线系统。连接中心交换局的长途线路已经被光缆所替代。一些提供商已开始用光纤/铜轴混合线路进行试验。这种混合线路允许在邻域之间集成光纤和