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胡说八道(24.6.21)——认识通信(杂谈)

时间:2024-06-23 09:58:14浏览次数:3  
标签:21 24.6 杂谈 通信 频率 信道 信号 载波 定理

        昨天说了在无线电通信几个应用,虽然这些天说了一大推,但是这只是理论上的东西,没有实物是没用的,离深入了解它们还是相差甚远。我觉得人家对不同种通信的认知就非常好。人家写下来,咱们就跟了解了解,正所谓集思广益。继续看雷达的简单应用。

        雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云、雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于气象预报、资源探测、环境监测、天体研究、大气物理、电离层结构研究等。
        如今已经发展出在飞机上装备的预警雷达、线性调频脉冲雷达、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、全息矩阵雷达、数字雷达、无源和有源相控阵列雷达(APAR)等。其中,有源相控阵列雷达天线阵面的每个天线单元中均含有源电路,发射/接收组件(T/R组件)是有源相控阵列雷达的关键部件,很大程度上决定其性能优劣。收发合一的T/R组件包括发射支路、接收支路、射频转换开关及移相器。每个T/R组件既有发射高功率放大器(HPA)、滤波器、限幅器,又有低噪声放大器(LNA)、衰减器及移相器、波束控制电路等。
        自从电磁波的存在被证实后,人类就进入了利用无线通信的时代。二极管、晶体管、集成电路的发明,使无线电报、无线电话可以延伸到世界上任何角落,实现了世界各国之间跨越海洋的无线电通信。然而电报和电话只是在点对点的两个人之间进行,为了让重要讲话和演员的表演实时地被更多人听到和看到,人类又发明了无线电广播和电视,使原来只能通过报纸获得的新闻,可以实时通过收音机和电视机被全世界的人获取,实现了传输媒体的革命,加快了人类文明的传播。通过对电磁波传输机理认识的不断加深,人类根据不同频段无线电波的传输特性,针对性地设计出长波、中波、短波、微波、激光波段的各种无线电通信设备,以满足人类近距离、远距离通信的需要,并实现了对飞行器的远距离雷达探测。这时人类的通信能力已经延伸到向上与天外飞行器联系的宇宙通信、向下与深海潜艇联系的水下通信和与矿井人员联系的地下通信。而卫星导航技术的普及应用,为人类出行和地理测量带来了极大的便利,人们再也不用担心在荒漠或海洋中迷路了。
        人们总是希望用最快的速度、最低的成本将所有信息传输到远方,这就对信道容量提出了很高的要求。到这里,咱们就得提一提能够算是通信的奠基人——香农,信息论、编码密码以及比特这些基础的通信概念基本上都和他能扯上一点关系。香农三大定理是存在性定理,虽然并没有提供具体的编码实现方法,但为通信信息的研究指明了方向。香农第一定理是可变长无失真信源编码定理。通过使用足够大的分组长度可以获得一个编码,使其每字符期望码长任意地接近熵。如果将原始信源符号转化为新的码符号,使码符号尽量服从等概分布,从而每个码符号所携带的信息量达到最大;第二定理是有噪信道编码定理,当信道的信息传输速率不超过信道容量时,采用合适的信道编码方法可以实现任意高的传输可靠性;第三定理是保失真度准则下的有失真信源编码定理,只要码长足够长,总可以找到一种信源编码,使编码后的信息传输速率略大于率失真函数,

        如果说香农是数字通信的奠基人,那么哈里·奈奎斯特则可以被认为是数字通信的引路人。奈奎斯特提出了著名的奈奎斯特采样定理。他指出,如果以至少两倍于最高频率分量的速度对模拟信号进行采样,那么模拟信号就能完美地重现。这个我之前就跟大家提过再看一遍。小于两倍于最高频率分量时,原有频率成分就会与调制后的频率成分相叠加,这个现象叫作“混叠”。消除混叠的方法有两种:一是提高采样频率fc,即缩小采样时间间隔,然而实际的信号处理系统为了充分利用频谱,不可能将采样频率提高太多,所以通过采样频率避免混叠是有限制的;二是采用抗混叠滤波器,在载波频率fc一定的前提下,通过低通滤波器或带通滤波器过滤掉无用的频率成分,通过滤波器的信号则可避免出现频率混叠。
        当一个人想从成都给北京的朋友打电话时,电信公司为了提供相应的服务,就必须建设一条从成都到北京的传输信道,这个信道可以是有线或无线的信道方式。要建设这种远距离的通信设施,其建设成本和后续的维护成本都是十分巨大的。如果将这个成本通过收取一个用户的长途电话来承担,没有人能够负担。但是如果能让成千上万的用户同时在这条传输信道上通信而互不干扰,线路成本就可以分摊到所有用户身上,每个人就能够负担得起。于是,信道复用问题就被提了出来。目前实现通信传输信道复用的技术主要有频分复用、时分复用、空分利用和码分复用。
载波通信利用基带信号去调制载波信号,从而将基带信号搬移到不同载波频率附近,只要各载波频率之间保持适当间隔,就可使不同的用户基带信号搬移到不同的频段上后互不重叠,从而实现对宽频带信道的共享。
        对载波信号振幅进行调制得到的信号称为调幅信号,对载波信号频率进行调制得到的信号称为调频信号,对载波信号相位进行调制得到的信号称为调相信号。至于具体的调幅、调频和调相的过程我会告诉大家。O.o.....敬请期待吧。载波通信系统采用多级调制方式将多个电话基带调制后,分别组成前群、基群、超群、主群、超主群等。

        好了,今天就说这么多吧,明天继续。

        欲知后事如何,且听下回分解。OVO.......

标签:21,24.6,杂谈,通信,频率,信道,信号,载波,定理
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