在通信领域,我们首先要理解的是三个基本概念:信息、数据和信号。信息是对物质特性、状态或联系的描述,它是抽象的,存在于人的认知中。数据则是信息的具体表现形式,可以是数字、字母或符号,分为模拟数据和数字数据。模拟数据连续变化,如声音、温度;数字数据则在一定范围内是离散的,如文本和整数。信号则是数据在传输过程中的物理表现,分为模拟信号和数字信号,它们通过电子、光或电磁方式进行编码。
接下来,我们关注信道和带宽的概念。信道是传输信号的路径,它可以承载多个信道。信号的带宽指的是信号所占据的频率范围,而信道带宽则限制了能通过该信道传输的信号的最大频率范围。如果信号带宽超过信道带宽,通信就无法进行。
在通信中,模拟信号和数字信号各有特点。模拟信号是连续变化的,常用于表示连续的物理量,如音频和视频信号。数字信号则是离散的电脉冲,用特定状态代表数据,具有抗干扰性强的优点。
数据编码方式是通信的关键。对于模拟信号编码,常见的情况是数字信号需要转换成可以在公共电话交换网上传输的音频信号,这个过程称为调制,接收端再通过解调还原成数字信号。调制解调器(Modem)就是执行这一任务的设备。之所以使用调制解调器,是因为公共电话交换网的频带范围有限,而数字信号包含的高次谐波成分使其带宽远超电话网的能力,不进行调制会极大影响信号质量。调制解调器可以将数字信号转换成电话网允许的音频范围,反之亦然。
数字调制主要有三种基本形式:移幅键控法(ASK)、移频键控法(FSK)和移相键控法(PSK)。比如在ASK中,通过改变载波的幅度来表示二进制的“1”或“0”。然而,ASK容易受到增益变化的影响,效率相对较低。在电话线路中,通常采用FSK或PSK这样的技术,因为它们在噪声环境下更稳定。
总结来说,通信基础涉及信息的定义、数据的类型、信号的形式、信道和带宽的理解,以及数字信号的调制与解调方法。这些基础知识是理解和设计现代通信系统的基础,包括互联网、移动通信和各种远程数据通信系统。