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2024年4月4日发(作者：)
Unit 4 通信和信息论
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第一部分：远程通信
远程通信是远距离通信的信号传输，在现代，通常这个过程需要电子发射机发射电磁波，但是在早期远
程通信包括使用烟火信号，鼓或旗语。今天，远程通信很普遍的，助推这一过程的设备如电视，无线电和电
话在世界的许多地区都已很普遍。还有连接这些设备的许多网络，包括计算机网络，公共电话网，无线电网
和电视网络。互联网上的计算机通信是众多通信的一个例子。
通信系统通常由通信工程师设计。在这个领域中早期的发明家有Alexander Graham Bell, Guglielmo
Marconi 和John Logie Baird。通信在当今的世界经济发展中起着举足轻重的作用，通信产业的税收在世
界总产值的比例已接近百分之三。
基本要素
每个通信系统包括三个基本要素：采集信息并能将其转换为信号的发射机，传输信号的传输媒介，接收
信号并能将其还原为有用信息的接收机。
考虑一个无线电广播的例子。广播塔是发射机，收音机是接收机，传输媒介是自由空间。通常通信系统
都是双向的，一个设备既做发射机又做接收机，即收发器。例如，移动手机就是一个收发器。
电话线上的通信称为点对点通信，因为只在一个发射机和一个接收机之间。通过无线电广播的通信称为
广播（一对多）通信，因为通信是在一个大功率的发射机和许多接收机之间。
模拟或数字
信号可以是模拟的，也可以是数字的。在模拟信号中，信号根据信息而连续变化。在数字信号信息被编
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码为一组离散值（如，1和0）。在传输过程中，模拟信号中的信息会因噪声而退化。相反，只要噪声不超过
一定的阈值，数字信号中的信息是不会丢失的。这是数字信号相对于模拟信号一个关键的优点。
网络
网络是由一个相互通信的发射机、接收机或收发机的集合。数字网络由一个或多个路由器组成，路由器
正确地将数据发送给用户。模拟网路由一个或多个交换器组成，交换器在两个或多个用户间建立连接。这两
种网络都需要中继器，用于远距离传输时的放大或重建信号。（中继器）用来抗击衰减，再现噪声中难以分
辨的信号。
信道
信道在传输媒介中分隔区域，以用于使传输媒介传送多个信息流。例如，一个广播站可以工作在96 MHz，
而另一个广播站可以工作在94.5 MHz。这时，传输媒介被频率分隔，每个信道接收一个单独的广播频率。
另一种方法是给每个信道分配重复的时间段，在这种时间段中进行广播，称为时分多路技术，有时用于数字
通信中。
调制
传输信息的信号的形成称为调制。调制可将数字信息表示为模拟波形，称为键控法，键控法有几种技术，
包括相移键控，频移键控和振幅键控。例如，蓝牙就是通过相移键控在不同设备之间交换信息的。
调制也可用来以更高的频率传送模拟信号的信息。这一点非常有用，因为低频的模拟信号不能在自由空
间中有效地传输。所以，低频模拟信号中的信息在发送之前必须叠加在高频载波上。这种调制也有几种不同
的方法，最基本的两种是幅度调制和频率调制。例如，电台主持人的声音就是通过频率调制加载在96 MHz
的载波中发送的（收音机的96 FM台可以收到这个声音）。
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