通信原理怎么学
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- 2025-06-20 17:56:02
通信，是传递信息的活动。从婴儿到部落成员，从国家间的合纵连横到亲人间的思念，通信都是人类社会活动的基本需求。通信手段经历了从面谈到烽火、旗语、击鼓、鸣金，再到有线电报、电话和无线电报的发展，通信的距离限制不断被突破，通信的时延也在不断缩小。随着人类社会的复杂化，通信技术的发展日益重要，现代通信工具如手机，已经成为维持社会联系的必需品。
通信系统的核心要素包括信源、信道和信宿。例如，下课时校工打铃的场景，校工是信源，空气是信道，老师和同学们是信宿。铃声是信道上的信号，承载着下课的信息。振铃是发送设备，老师和同学们的耳朵是接收设备。并不是所有的消息都蕴含信息，信息量的大小与信息出现的概率直接相关，概率越小的信息量越大。
通信技术的发展，本质上是研究如何在更短的时间内传输更大信息量的过程。为了实现这一目标，信源侧不断升级发送设备，信宿侧不断升级接收设备，而信道的介质也在不断升级。根据信道介质的不同，通信系统分为有线通信和无线通信。有线通信采用网线、光纤、同轴电缆作为通信介质，无线通信采用空气甚至真空作为通信介质。
世界上没有真正意义上的“完全”无线通信，无线通信系统中除了信道部分会有无线环节，包括信源、信宿和大部分的信道其实都是有线的。以手机通信系统为例，只有手机和基站天线之间是无线传播，其它环节仍然是有线传播。
手机通信系统，也称为蜂窝通信系统，依赖于基站，基站小区的覆盖范围看上去有点像蜂窝。手机通信属于无线通信的一种，包括Wi-Fi通信、对讲机通信、卫星通信、微波通信等都属于无线通信。无线通信使用的电磁波看不见、摸不着、听不到，但速度极快。要利用好它，需要解决编码、调制、复用和多址等问题。
编码分为信源编码和信道编码。信源编码删除冗余信息，信道编码增加冗余信息以对抗无线信道的复杂性。无线信道在传输过程中可能遇到损耗、穿透损耗、电磁干扰和频段挤占等不利影响，信道编码通过增加冗余信息降低这些影响带来的风险。
调制技术如调幅（AM）、调频（FM）等，通过改变波形的振幅或频率来承载信息，频率越高，传输速率越快。编码技术包括信源编码和信道编码，信源编码减少无价值的载重，信道编码增加冗余信息保护数据传输的正确性。
复用和多址技术允许更多用户共享有限的资源。多址技术如频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空间分集技术（SDMA）和正交频分多址（OFDMA）等，允许不同用户同时使用通信系统。复用技术如将频率资源分割为多个子信道供不同用户使用，实现资源的有效分配。
理解通信原理的关键在于认识到通信系统的基本要素、信息传输的机制和对抗无线信道复杂性的策略。通过编码、调制、复用和多址技术，通信系统能够更高效、更可靠地传输信息。随着通信技术的不断进步，未来将有更多创新的通信模式和更高级别的数据传输方式出现，为人类社会带来更便捷、更高效的通信体验。
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