Chapter 1
1.1 Communication System（通信系统）
定义：通信系统被设计成将信息（声音、图像）从产生消息的源发送到一个或多个目的地。
通信系统的流程框图 （Functional block
diagram）
组成：
通信系统由三部分组成：Transmitter（发射器：将电信号转化成可以通过物理channel或传输介质的形式）,?Channel（通道：将信号从发射器发送到接收器的物理介质。无线传输中，信道通常是大气；电话通道通常使用 电线、光缆、无线 等），Receiver（接收器:接受信号并恢复 received 信号中包含的消息（information））
设计目标：最小化设备成本、复杂性和功耗；最小化信号所占用的带宽和传输时间。
带宽（Bandwidth）指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。对于数字信号而言，带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。
有效地利用带宽和传输时间可以确保在这些有限的限制条件下容纳尽可能多的用户
调制（Modulation）：将信息（information）存储在正弦信号中的过程（以正弦信号作为载体携带着信息传输）；载波（正弦信号）的某些特性(即振幅/频率/相位) 随 调制信号（information）的瞬时值而变化的过程。（莫名有种，织毛衣的感觉？）
调制的分类：2种——Analog & Digital Modulation
Digital modulation：将数字或模拟的信息数据（data） 编码（encode）成 数字信号（signal）；编码可以 节省带宽 或 最小化错误
a）Digital data & Digital signal
1、voltage level：up=1，down=0?；
2、更复杂的编码方式：提高性能(减少传输带宽和最小化错误)
b）Analog data & Digital signal
要先对模拟数据进行数字化处理（eg：脉冲编码调制(PCM)，它可以对模拟数据进行周期性采样和量化采样）
Analog modulation：将数字或模拟的信息数据（data）调制成 模拟载波信号（analog carrier signal），载波的频率为?，与传输介质兼容。同一个传输介质上可以有多种不同的载波频率。
a）Digital data & Analog signal
eg. 调制解调器将数字数据转换为模拟信号，以便通过模拟线路传输。数字数据 调制 载波模拟信号的幅度、频率或相位
b）Analog data & Analog signal
模拟数据（声音和视频），调制 载波信号 的幅度、频率或相位，以产生不同频段的模拟信号（振幅调制(AM)，频率调制(FM)，相位调制(PM)）
1.2 Digital Communication（数字通信）
运作过程：Source encoder先将source 转化成 binary sequence（digital sequence），然后channel encoder对 binary sequence进行处理，使其可以在channel上传输。
组件介绍：
Source encoder/decoder：将input symbol sequence转化成binary sequence（0s & 1s）;Decoder 则是逆过程。
Channel encoder: 将每个k位的信息数据分配给一个n位码字，表示为(k, n)码。Coding rate 可以代表 channel encoder 的特性为?_?? ；Data rate可表示为 _?
? (bps)
Modulator: 将bit sequence转化成electrical waveform，使其可以在communication channel传输；Modulator 可以最小化channel noise，使被传输的信号的频率尽可能地贴合channel的特性
Demodulator：从modulation过程产生的carrier waveform中提取信息，demodulator的输出是bit sequence
Channel：Source 与 Destination 之间的 electrical connection（eg：一对导线、同轴电缆、光纤、无线电频道、卫星频道或其中任何一种的组合）；Channel的特性（Bandwidth 和 Power）决定并影响了modulation和coding的使用
设计目标：
1.3?Communications Channel Noise
定义：Unwanted electrical signal
分类：Thermal noise（由电子元件造成，由 热骚动导致的电子在导体中随机运动 产生）、Interference（干扰：来自其他用户的channel）、Multipath fading（多路径衰落：由于振幅和相位的波动）
1.4 Communication Channels 的 Medium
种类：Guided transmission media（光纤或电缆之类的导体） & Unguided transmission media（非物理导体，如无线电磁传输和水声信道）
Radio communicaton：电磁波频率为 3Hz 至 300GHz 之间发生（Radio & Microwave）；EM energy 是通过 天线（Antenna） 耦合至 传输介质的；天线 的 物理尺寸 和 配置 取决于 工作频率
Ratio wave 有三种：
a）Ground or surface wave propagation（> 2MHz；遵循地球的曲率，并能在视界以外的距离上移动；调幅广播信号主要在白天通过地波传播，在晚上通过天波传播）
?b）Space wave propagation（这种类型的无线电波包括辐射能量，在地球大气的低层几英里传播，它们包括直达波和地面反射波；因此，高度推荐使用高增益和水平极化天线）
?c）Sky wave propagation（空间波和地波的传播受到地球曲率的限制；用天波或电离层波进行数千公里或以上的远距离通信，又称跳/大气的电离层/跳/波/?Skip（2-30MHz）/ Ionospheric / Hop/ wave；信号可以在电离层和地球表面之间进行多次跳跃）
1.5 Shannon’s Channel Capacity（香农的信道容量?
定义：一个给定的通信系统的最大信息速率 （C）；若信息率（R）小于最大信息速率（C），则可以使用 智能编码技术 逼近 任意小的错误概率（可以实现 without error）（？这里不太懂）；为了降低错误概率，编码器必须处理 较长 的信号数据块。这需要更长的延迟和更高的计算要求。
?计算相关：如果输入功率限制为P，带宽限制为W，且“每单位带宽噪声功率为”，则容量(单位为每秒比特数，bps) 为
?Noise ratio =?
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