什麼是通信原理？

01-04

小弟，二本通信專業學了一個學期通信原理從確知信號，隨機過程，信道，到模擬調製系統再到數字基帶，帶通傳輸系統再到模擬信號的數字傳輸，再到一系列的最佳再到一系列的編碼。感覺太高深了，很難說出通信的原理是什麼？是信號的一系列的變換嗎？還是0 1的傳輸呢？

想起了多年前我剛上大一的時候，也是同樣迷茫，不明白通信到底是什麼；學了各種數學課，卻對通信一無所知。我說一下我的理解好了，有問題我再修改。

通信到底是什麼呢？其實每一本有關通信的書里，一般都會介紹類似下面的三個：

一、通信的目的：將信息從發端」搬運「到收端。

二、衡量通信過程的指標：有效性和可靠性。

三、完成通信的手段：和具體信道和收發端有關係。其實這也是題主問題里所問的一切，那一切的東西，都是手段。

一切通信都離不開這三個方面。就如同你和其他人交流的時候可以通過聲音，你想表達的是你的信息，通過的信道是空氣。那麼你的通信手段就是: 首先將你想說的內容調製到聲音頻率上，然後發送你想說的話給你的聽眾，然後你的聽眾接收到了你的發送信號（聲音），然後理解（解調和解碼）了你的意思。你看這就是一個通信過程。

那麼考慮這樣或那樣的問題，面對不同的信道，不同的人群，如何能有效並可靠的將你的信息給別人呢？那就要考慮各種實際的問題了。如果你在太空中，沒有任何聲音可以傳播的介質，你能通過大聲喊（就認為這是一種編碼、調製並發送的過程好了）讓別人聽見嗎？答案當然是否啦。不過近距離的話你可以通過手勢，眼神等其他（編碼、調製）方式來完成交流，這就是面對不同信道的一種解決方案了。那麼再考慮另外一種情況，如果你和一個略通中文歪果仁用中文對話，你當然不可能用很快的語速來交流了，那麼降低你的說話頻率（碼率或者速率）就是一種不錯的解決方案了。這個過程你可以看做是一個面對條件不好的接收機，所作出的次優選擇了。

回過頭來，題主所問的隨機信號呀，信道呀，編碼呀，這些都是面對實際中的具體問題而出現的。我們最常用的地面無線信道，發送的是電磁波，發送端和接收端是天線，介質是空氣。因為衰落和天線尺寸的關係，我們只能選取高頻的電磁波作為載體，那麼就需要調製。經過的信道由隨機的衰落和雜訊（雜訊的來源有機器的電子雜訊，也有其他信號的干擾混疊），那麼想研究這個通信過程，就必須考慮隨機的雜訊，那麼這就到了隨機信號分析。調製過的信號帶寬並不是無窮的（這個你通過高數里的傅里葉變換就可以看出），因此這個信號是在一定頻帶內傳輸的，那麼我們設計濾波器的時候，只考慮信號頻帶內的傳輸就可以，這就是帶通系統。等你學了資訊理論之後，你會發現，模擬信號的熵是正無窮，也就是說，你無法通過有限長度的有限進位的數組表示任意一個浮點數。換句話說，當信息是模擬信號，在通過一個有噪信道之後，無法完完全全的恢復原始信號。並且為了便於實際數字電路和運算處理，二進位表述的信號，是最容易處理的一種方式（當然不是最優方式）；因此現代的通信系統，都是數字系統。在將原始信號轉化成數字信號，同時希望數字信號越短越好（信源編碼：採樣和壓縮）

按照剛才討論的那一通，現代通信的過程，就是講原始信息模擬數字轉換和信源壓縮（降低冗餘），然後做一些信道編碼（增加冗餘，以降低錯誤），然後調製成傳輸符號（BPSK，QPSK, 64-QAM,OFDM...）,經過信道傳輸，然後接收機解調，信道解碼，解壓縮，數字信號轉模擬信號，最後生成一個很接近原始信息的信號。這個過程就是香農給出的通信系統模型。

這問題我想過一點，作為已有答案的補充吧。

通信原理目前的內容基本上是數字通信系統的設計原理與性能分析——利用信號與系統、資訊理論、編碼理論、信號檢測這些理論，構造現代數字通信系統，並對其性能作出基本的分析。擴展一點，還包括在帶限和色散信道、衰落信道、多用戶信道中的設計方法。所以，一般不把這課叫做「通信理論」，因為它頗有點雜燴。叫理論的一般是什麼香農理論，檢測理論，編碼理論，這些都還比較單純一些。

通信原理的核心理論還是資訊理論。信號設計、檢測等等都是手段，都和實現方式、信道特徵具體相關，也都可以用資訊理論去分析優劣。用電磁波做無線多用戶通信，和用光在光纖中做點對點通信，系統設計差了很多，但資訊理論的方法都適用。

通信，乃是互通信息。

——通信原理，北京郵電大學出版社，周炯槃著。

通信原理其實很簡單的，具體的細節可能有點複雜。以彈鋼琴為例：

鋼琴師拿到一個琴譜(簡譜)，然後把它彈出來，變成聲波，聽眾就能夠接收到這個聲波，有的人甚至能把聽到的東西變成數字。

整個過程就是：

數字-&>波-&>數字。

實際的過程還要加上編碼和解碼：

信息-&>數字-&>波-&>數字-&>信息

信息可能是密碼、文字、視頻、音頻等等。

通信原理要是想學的比較透徹，應該學一下資訊理論與編碼

就是你能聽到我說話的原理，無論遠近，無論方式

@Aaron 說得挺明白了，我來個簡略的吧。

首先，題主可以看看課本的前言或者第一章的概述，裡面應該有對整本書內容的概括，可以給你一個初步的影響。我以前看書有個不看前言的習慣。後來發現前面這和章節，基本打出了書的結構，只可以理解為這本書的知識結構。

其次，書中應該提及通信的最基本模型，

發送端--信道--&>接收端

而通信原理就是圍繞著這三者展開的。哦，忘了還有一個--信息，是通信的貨物，也是通信原理涉及的一個對象。

了解了這幾個要素，你再看通信原理的課程，基本都在解釋這幾個要素是什麼，他們做什麼用，是怎麼工作的，怎麼影響通信的效果的。你問的具體那些問題，都可以歸類到其中，可能那時候你就明朗一些了。