通信基本概念解析

什么是通信？简单地说，通信（communication）就是互通信息。具体地说，通信就是利用电信号（signal）传递消息（message）中的信息（information），信息、消息、信号之间关系密切。

自然界中，信息无处不在，万事万物都在传递着各种各样的信息。但是，信息又是无形的、抽象的，它必须依附于某种物理形式才能表现出来，如语音、图像、温度、文字、数据、符号等形式。可见，消息就是信息的外在物理表现形式，是系统传输的对象，具有多种形式。信息蕴含在消息中，是消息的内涵，或者说是消息中包含的不确定性，这里的“不确定性”是指消息中包含受信者事先未知的内容。例如，孩子出生前，是男是女的概率各占一半，出生后医生首次告诉父母是个男孩，则这条消息中包含有信息，如果护士再次告诉父母是个男孩，则这条消息就不含有信息了。同一个信息可用不同形式的消息来表达，如天气预报可用语音消息、也可以用文字消息来表达。消息的传输必须要有合适的物理载体，我们把传递消息的物理载体称之为信号。信号有多种形式，例如，面对面交流可以采用声音这个载体来传递消息，古代的烽火台是通过光（狼烟）这个载体来传递消息，而现代通信往往以电的形式来传递消息（如电报、电话、短信、E-mail等）。因此，信号是消息的物理载体，是消息的电表现形式。根据搭载消息的信号参量的取值连续或离散，信号分为模拟信号和数字信号。“连续”的含义是无穷多、不可数，“离散”的含义是有限种、可数的。因此，我们可以用图 1-1-1 来描述信息、消息和信号三者之间的关系。

图1-1-1　信息、消息和信号三者之间的关系(www.xing528.com)

在现实的物理世界中，信号的种类千差万别，如语音信号、图像信号、温度信号等。但从数学的观点看，信号均可表示为一个或多个自变量的函数（function）。例如，语音信号是单变量函数，这个自变量为时间；图像信号是具有两个自变量的函数，这两个自变量就是图像中某一点的坐标。可见，函数就是信号的数学模型。因此，在讨论信号的有关问题时，“信号”与“函数”两个词、“s(t)”与“f(t)”两个符号通用。

在现实的物理世界中，信号通常都是一个时间的历程，随时间变化而变化，若从数学观点看，信号就是一个时间的函数（function）或者说函数是信号的数学模型。因此，在讨论信号的有关问题时，“信号”与“函数”两个词、“s(t)”与“f(t)”两个符号通用。