河北工业大学 电子信息 工程学概论

信号传输专业方向的学习总结报告电子信息工程，摘要：本文主要对信号传输专业在人类生产、生活中的重要地位、发展现状和应用领域从宏观上做了一个大致的介绍，使读者能比较全面的认识信号传输专业，并总结了该专业的若干代表性研究领域、相关基本问题、基本结构与基本方法，让读者对该技术的前沿有一定的认识。

关键字：信息技术，数字信号，无线信号传输，蓝牙通信技术。

引言：信号是运载消息的工具，是消息的载体。

从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。

信号传输是在人类实践过程中随着社会生产力的发展对传递消息的要求不断提升使得人类文明不断进步。

在各种各样的通信方式中，利用“电”来传递消息的通信方法称为电信，这种信号传输具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用；遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。

人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。

信号传输技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻地改变了人类的生活方式和社会面貌。

正文：（一）人类生产、生活中的重要地位现在信号传输在机械振动信号传输与故障分析，医学中的诊断成像，音信号的检测、分析与语音识别，军事领域测试信号的处理和分析，地震信号的获取与分析，可以说没有它现代社会将瘫痪。

信号传输技术的提高将极大提高社会文明，为人们生活带来极大的便捷（二）发展现状现代社会信息传递方式复杂多样，主要包括，有线通讯传输，如电话,传真,电报,电视等；无线通讯传输,如对讲机,呼机，移动电话，收音机；数字通讯传输,如,互联网,数字电视等；纸张通讯传输,如书信,报纸等。

当代的社会信息传递方式较过去的传递方式更加及时、方便、快捷。

（三）主要研究领域：无线传输视频信号，高清信号传输，网线传输信号，高频信号传输，音频信号光纤传输，vga信号传输距离，无线信号传输，数字信号基带传输，差分信号传输（四）主要研究方向1光纤通信传输：容量大，成本低，不受电磁干扰。

每路光纤通话路数可达百万路，且由于其低损耗性，中继距离将超过100公里。

发展方向是长波长光纤通信，大容量数字传输技术和相干光通信。

2 微波中继通信传输：微波在空间主要是直线传播，并且能穿透电离层进入宇宙空间，它不像短波那样经电离层反射传播到地面上其他很远的地方，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有50km左右，长途通信时必须建立多个中继站，中继站把前一站发来的信号经过放大后再发往下一站，类似于“接力”。

其发展方向是数字微波及采用多电平调制技术。

3卫星通信传输短波通信容量小，不稳定，微波中继通信不能越洋，海底电缆费用太高。

如在远离地球三万六千公里的赤道上空的同步卫星上设置一个“微波中继站”，则通信距离可长达18000公里，范围覆盖地球表面的三分之一以上。

在地球赤道上空均匀地分布三颗卫星，基本上可实现全球范围的通信。

卫星通信最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。

卫星通信的缺点是：传播时延较长。

其发展方向也是数字调制、时分多路及向更高频段发展。

地面系统的发展趋势是小型化。

4.红外线和激光通信传输红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。

5. 移动通信传输公用移动通信（移动电话、无线寻呼）和专用移动通信（导航、卫星定位等）近几年发展迅速。

移动通信发展方向是数字化、微型化和标准化。

（五）相关的基本问题，基本结构，基本方法：1对于点与点之间的通信，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。

单工通信：是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道，如广播、遥测、遥控、无线寻呼等。

半双工通信：是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式，如使用同一载频的对讲机，收发报机以及问询、检索、科学计算等。

全双工通信：是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。

一般情况全双工通信的信道必须是双向信道，如普通电话、手机等。

计算机之间的等高速数据通信也是这种方式。

2．通信方式可分为并行传输和串行传输。

并行传输：是将代表信息的数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。

并行传输的优点是节省传输时间，但需要传输信道多，设备复杂，成本高，故较少采用，一般适用于计算机和其他高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。

串行传输：是数字序列以串行方式一个接一个地在一条信道上传输。

通常，一般的远距离数字通信都采用这种传输方式。

3信息及其度量信号是消息的载体，而信息是其内涵。

任何信源产生的输出都是随机的，信息含量就是对消息中这种不确定性的度量，是用统计方法来定性的。

消息中包含的信息量与消息发生的概率密切相关。

消息出现的概率越小，消息中包含的信息量就越大。

假设P(x)是一个消息发生的概率，I是从该消息获悉的信息，根据上面的认知，显然I与P(x)之间的关系反映为如下规律：（1）信息量是概率的函数，即 I=f［P(x)］（2） P(x)越小， I越大；反之， I越小，且P(x)→1时， I→0 P(x)→0时， I→∞（3）若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量之和，也就是说，信息具有相加性。

4主要性能指标通信的任务是快速、准确地传递信息。

因此，评价一个通信系统优劣的主要性能指标是系统的有效性和可靠性。

有效性是指在给定时间内所传输的信息内容的多少，或者说是传输的“速度”问题；而可靠性是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

这两个问题相互矛盾而又相对统一，通常可以互换。

模拟通信系统的有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。

可靠性用接收端最终输出信噪比来度量。

不同调制方式在同样信道信噪比下所得到的最终解调后的信噪比是不同的。

如调频信号抗干扰能力比调幅好，但调频信号所需传输频带却宽于调幅。

数字通信系统的有效性可用传输速率来衡量。

可靠性可用差错率来衡量。

a. 传输速率码元传输速率RB 简称传码率，又称符号速率等。

它表示单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud），记为B。

例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。

Rb简称传信率，又称比特率等。

它表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位是比特/秒，可记为bit/s ，或 b/s ，或bps。

比较不同通信系统的有效性时，单看它们的传输速率是不够的，还应看在这样的传输速率下所占的信道的频带宽度。

所以，真正衡量数字通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速率。

b.衡量数字通信系统可靠性的指标是差错率，常用误码率和误信率表示。

误码率（码元差错率）Pe 是指发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。

误信率（信息差错率）Pb 是指发生差错的比特数在传输总比特数中所占的比例。

其传输方法主要涉及了一些基本算法，设计方法，这些对于刚接触这些专业知识的学生来说确实很晦涩，因此想通过下文的蓝牙通信传输技术的一些简单介绍来感性认识一下信息传输中的一些问题和方法。

（六）蓝牙通信传输技术简介1、什么是蓝牙技术所谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。

“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案。

2、蓝牙的技术内容：蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1Mb/s，以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。

蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。

“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音，异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接，或者432.6Kbps的对称连接。

蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信，使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联，大大提高办公和通信效率3、蓝牙的安全结构:模式１，现有的大多数基于蓝牙的设备，不采用信息安全管理和不执行安全保护及处理；模式２，蓝牙设备采用信息安全管理并执行安全保护和处理，这种安全机制建立在Ｌ２ＣＡＰ中和它之上的协议中；模式３，蓝牙设备采用信息安全管理和执行安全保护及处理，这种安全机制建立在芯片中和ＬＭＰ（链接管理协议）。

蓝牙的安全机制支持鉴别和加密。

鉴别和认证可以是双向的，密钥的建立是通过双向的链接来实现的。

鉴别和加密可以在物理链接中实现（例如，基带级），也可以通过上层的协议来实现。

结论：1信号传输专业方向的人才素养：信号传输专业方向培养的是适应生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体等方面全面发展的高等技术应用型专门人才，毕业生是掌握通信工程中的基本理论和技术的应用型、具有信号系统的运行维护与管理能力，通信设备的安装、调试和故障排除能力，通信传输工程施工组织与管理能力的第一线的技术应用性人才。

能熟练掌握信号传输设备及相关设备的维护应用、安装、调试和维修人员。

2信号传输专业方向的前景作用：在现代社会，信号传输技术起到了关键作用。

信号传输技术作为信息技术的重要组成部分，共同使人类进入了虚拟时代、数字时代。

虚拟，就其本身来说，是数字化方式的构成，它是人类中介系统的革命。

虚拟性激发了人们创造能力的巨大发展。

现在信号传输在日常生活中应用已经非常普遍。

利用远程教学，推动国际间文化交流，节约能源消耗，提高信息资源的共享性。

电子政务，企业信息化，电力部门，交通运输，军事等方面都有重要的应用，信号传输技术的发展尤其是以蓝牙通信技术的新型传输方式，将对人类科技的进步产生巨大的推动作用。

由此可见，信号传输技术不仅在现代社会中占有不可缺少的地位和作用，在经济，政治，教育方面也具有很强的推动作用。