現(xiàn)代通信技術(shù)實驗報告-現(xiàn)代通信之我見-文庫吧
2024-11-11 22:40 本頁面
【正文】 原的那部分信號，我們可以“偷懶”的將其無視。而正是由于這種偷懶，我們引入了失真。除了失真，還有噪聲來搗亂，由于系統(tǒng)模型不是理想的，我們在 信宿收到的信息都是多多少少失真了的。這時就要求我們有一定的噪聲容限，一定的解碼能力，去還原已經(jīng)失真的信號。這就好像，一個東北人聽北京人說話，覺得別扭，但是能聽懂，語意不丟失或誤判，我們就說這里面沒有失真。以上這一段，其實是在討論通信過程中我們時時都要考慮的兩個此消北京郵電大學(xué)現(xiàn)代通信技術(shù)實驗報告（一） 3 彼長的方面：通信的有效性和可靠性。在大多數(shù)的通信系統(tǒng)中，前者由信道編碼保證，后者 由信源編碼保證，說來說去，編碼就是對（數(shù)字）信號進行處理，這一點將在第 2節(jié)展開討論。 前文說到，人類覺得，通信受到的最大障礙就是時間和空間。 人們希望能夠在任何地點、任何時間與任何人進行即時通信。 要解決空間上的阻礙，我們就必須改變信號的形式和載體。 在解決空間障礙的基礎(chǔ)上，人類還想解決時間對通信造成的阻隔，這就變成了對高帶寬、高速率和低時延的追求，大容量的信道變成了優(yōu)良通信質(zhì)量的保障之一。舉一個例子 ，如果你吼一嗓子的聲音太小，離你很遠的人聽不到，那么你就得改用喇叭，這就是改變信號形式的一種方式；如果你改打電話， 話音不再在空氣傳播而是在電線上跑，這就是改變了信號的載體。 這個例子拙劣的比喻了遠程通信的兩個分支：無線通信和有線通信。關(guān)于這兩種通信方式優(yōu)缺點的爭論一直沒有停止過。教授我們班微波工程的徐坤老師說過這樣的一句話：無線是有限的，有線是無限的。個人深以為然。至于有線為什么比無線通信更有前景，這一點我將在第 5 節(jié)展開討論。 如果 1943 年 IBM 的主席 Thomas Watson 的預(yù)言 —— “我覺得在世界范圍內(nèi)，只需要五臺電腦來供應(yīng)市場就夠了?！?—— 成真的話，那么恐怕我們就不用考慮通信的網(wǎng)絡(luò)化或綜合化的問題了。但是，僅僅是 在電信業(yè)務(wù)這方面，極其龐大的用戶數(shù)量就已經(jīng)使得原始的點對點、每對用戶占用一條線路的通信方式不再適用。經(jīng)過上學(xué)期《計算機網(wǎng)絡(luò)》課程的學(xué)習(xí)，我對通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有了入門級的理解。在我看來，將通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化，將通信業(yè)務(wù)綜合化，其實就好似一幫小朋友玩游戲。用的是小學(xué)生數(shù)學(xué)的算法，守的是小孩子之間約定一般單純和基礎(chǔ)的規(guī)矩。然而，正是由于算法、協(xié)議的簡單，網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)出來的通信能力是驚人的。 這，在我理解，就是交換節(jié)點的力量，就是“轉(zhuǎn)發(fā)”的力量。具體這一點，我將在第 3 節(jié)和第 4 節(jié)里集中討論。 最后一點發(fā)展方向，是“移動和個人化 ”。這一點完完全全出于市場的需求。在基本通信得以保障之后，人類自然追求更加便捷的通信方式。這就對通信終端和接入方式提出了要求。接入網(wǎng)，我覺得是我們這個行業(yè)忽視了太久的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中的重要一環(huán)，這也就意味著，接入網(wǎng)技術(shù)的升級將是業(yè)界發(fā)展的方向。具體這一點，我主要在 節(jié)中進行討論。 北京郵電大學(xué)現(xiàn)代通信技術(shù)實驗報告（一） 4 2. 信號與系統(tǒng) 在“信息時代”，我們每天都聽到關(guān)于“信息”這個詞的各種討論。那么，究竟什么是“信息”，“信號”又是什么呢？ 在我們這一行里，很多人所堅信的一個觀點就是：世界三元論。即，世界由物質(zhì)、能量和信息組成 。香農(nóng)說，信息就 是信息本身，不能由其它東西來解釋和定義。在我心中，這個世界上的所有事物，我們都可以把它理解成一個有限狀態(tài)機，而信息，就是對某個事物狀態(tài)的表征和描述，即信息表征物質(zhì)屬性。就這么看來，我個人還是比較喜歡逆香農(nóng)信息定義：信息，就是確定性的增加。 信號，是信息的載體，是它的表現(xiàn)形式。廣義來講，只要其內(nèi)容包含信息，那么我們就能將一個東西說成是信號。比如，一個人的呼吸體現(xiàn)了這個人是否活著，呼吸頻率可以體現(xiàn)這個人 的心跳頻率等等訊息，那么我們就可以很安全的說，一個人的呼吸，是一種信號。狹義的來講，信號，就是具有光、電、聲等 形式的信號。我們這個專業(yè)的人，天天都要與狹義的信號打交道。 具體怎么打交道呢？我們認識信號，又與“外行人”有何不同呢？ 這下，我們就不得不提到傅里葉。 英國的科學(xué)期刊《物理世界》曾經(jīng)將傅里葉變換評選為“世界上最偉大的公式”之一，我想，每一個學(xué)聲、光、電、力的工科學(xué)生見到這個公式后，都會感嘆于它的美麗。如果說學(xué)化學(xué)的人認為，是各種粒子組成了他們的世界，那么，組成我們世界的粒子，就是單頻正弦波。 正弦函數(shù)，最原始的理解，就是在一個單位圓上勻速繞圈的點。它體現(xiàn)的，是最基本的周期性。 說到這兒，就不得不說說頻域。 人類認識 這個宇宙，一直靠的是“盲人摸象”。由于視角的狹窄，我們一直以來，只能將世界劃分為很多方面來研究，不同的研究方向，我們注重世界的不同特性。 從 時域的角度去理解 世界 ， 是一個“ 最原始 ” 也“最自然”的選擇 。隨著時間流逝，人們發(fā)現(xiàn)了另一種 認知世界的角度：世界上存在許多周期性的東西，如太陽東升西落、候鳥每年遷徙等，為何不將時間軸折疊，然后
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