通信系统是为了将信源信息高效、可靠地传送到接收端。有扰通信信道的噪声会对传输信息产生干扰，从而可能降低通信可靠性。所以，通信系统设计的中心问题是在随机噪声干扰下如何有效而可靠地传输信息。一般地，通信系统的可靠性用错误比特率(BER)来衡量，有效性用传输速率R(比特／信道符号)来衡量。
现在是信息社会，充分利用和交流信息，就构成了通信的主要目的——沟通信息。 01 通信系统概述 一个典型的通信系统模型，就像这样： 发送器+信道+接收器，构成了一个基本的通信系统。 在通信过程中，存在噪声干扰和信道衰落。对于接收方来讲，信息是未知的，消息越出乎意料，信息量就越大。 其次，噪声也是未知的，并且噪声限制了通信的能力。 因此，在通信过程中，需要考虑以下这些问题： 能够高效地携带信息的信号形式； 适合特定传输的信号波形，如波形的中心频率、带宽、功率、能量等； 有效抑制噪声与其他干扰以保障传输质量的方案； 简单、可行的通信方法； 系统成本。 是不是挺难的？九年义务教育让我们拥有了解这个世界的基本认知能力。高中使我们在数理化、政史地、语文和外语中，做了大熔炉，这个时候，我们上知天文，下知地理。这就足够了吗？ 好像并不是这样。 然后我们考上大学，按专业进行通识教育和专业教育，四年下来，好像什么都学了，但似乎好像什么都不太明白。 毕业直接去工作，还是继续深造读研，这是大部分本科生纠结不止的地方。 每年有三四百万的应、往届毕业生，选择考研，希望在学识的道路上，更进一步。 21世纪，是谁的世纪？生命科学的？ICT的？AI的？新能源的？新材料的？中国的？美国的？ 其实是我们这一代青年人的。 学习数年的电子、通信的知识与技能，然而在今天看来，不过是沧海一粟，冰山一角。 一个完整的通信系统，含有大量信号处理过程，基带+射频处理，足够玩几年。 4G过了有5G，5G过了有6G，6G过了有7G.......。 地面通信玩腻了，有海洋通信；海洋玩腻了，有深空。实在玩不动了，就去玩星际通信吧。 传统的电子系统玩腻了，就去玩量子；量子玩不动了，就去完意念。 是不是很有前途。 话说回来，学好通信不容易，更何况，在知识和技术日新月异的今天。 学好通信，需要掌握： 傅里叶理论、调制理论、检测理论、概率论、随机过程、通信系统理论、信息论与编码、模/数电、电路分析、射频、计算机、芯片设计与开发、频谱仪、示波器、信号发生器、矢网...... 通信系统中，信号在信道中传输时，存在着信道噪声、衰落、各种干扰以及信道本身的非理想频率响应等诸多不利因素。为了保证数据传输的可靠性，通常将信源编码器输出的信息比特流在发送之前进行信道编码，即通过有效地添加冗余，使得接收器能够以非常高的概率正确的从已经失真的接收信号中还原出原始信息比特流。 Shannon在他著名的信道编码定理中给出了在噪声信道中数据传输速率的上界，即信道容量。 还记得这个天花板公式吧： 信道编码定理是：若有一离散、平稳、无记忆信道，其信道容量为C，只要待传送的实际信息率RC时，任何编码的R必大于O。 该定理指明，存有扰信道中，只要信息传输速率小于信道容量，就有可能实现任意可靠的信息传输。这个存在性定理告诉我们可以实现接近信道容量的传输速率进行通信。当在噪声信道上的数据传输速率R小于诱噪声信道的容量C时，一定存在一种信道编码方案使得在接收端出错的概率任意小；反之，如果R>C，则一定不存在这样的方案。 根据以上讨论不难看出，编码在现代通信系统中起着至关重要的作用，已经成为了现代通信系统中不可或缺的一个重要组成部分。编码可以从总体上划分为两类：信源编码和信道编码。 其中，信源编码研究如何更加有效地表示信源。原始的信源编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。 信道编码则是研究如何克服信道中的各种失真从而保证数据的可靠传输。因此信道编码的重要性不言而喻。那么，信道编码技术发展情况如何，到如今有哪些重要的信道编码方式呢？ 02 信道编码发展历程 香农提出了信道编码定理，并在其证明中引用了三个基本条件： 采用随机编码方式； 码字长度趋于无穷大； 采用最大似然译码算法。 一个随机选择的码以很高的概率为好码，对于随机码的最大似然译码，其译码复杂度G与所传输的信息比特数呈指数关系，即为G=exp（NR），随机码的误码率上限为以Pe～G-Eb(R)/R，误码率随着码长N趋于无穷大而趋向于0的同时，译码复杂度以指数增长，可见随机码在实际系统里其实并不实用。 由于信道编码定理证明的非构造性，并没有给出如何构造逼近香农容量限的编码方法，构造一个逼近香农容量限的纠错码成了众多学者争相研究的课题，并逐渐形成了信息论的一个重要分支—信道编码理论。 从构造方法上看，纠错码可分为分组码和卷积码两大类。在20世纪50年代到60年代，人们主要研究了线性分组码。这类编码以代数中的群论、域论等理论为数学基础，利用各种代数方法设计好的纠错码，并研究与之相适应的译码算法。 的论文，更为详细地阐述了信道极化，并基于信道极化提出了一种新的编码方式，并命名为极化码（Polar Code）。极化码有具体的构造方法，并且是已知的唯一一种能够被严格证明“达到”信道容量香农限的信道编码方法。 极化码是一种前向错误纠错编码方式，用于讯号传输。在信道编码侧，我们考虑采用一种方法，使各个子信道呈现出不同的可靠性，当码长持续增加时，部分信道将趋向于容量近于1的完美信道（无误码）；另一部分信道则呈现趋向于容量接近于0的全噪声信道，从而呈现两极化的信道。我们选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道容量，这样可以使得信道容量接近香农极限。 极化码同时具备了代数编码和概率编码的特点。首先，我们只要给定编码长度，极化码的编译码结构就唯一确定，并且可通过生成矩阵来完成编码过程，这与代数编码的思维是一致的。其次，极化码在设计师没有考虑最小距离特性（如汉明距），而是利用了信道联合（Channel Combination）和信道分裂（Channel Splitting）的过程来选择具体的编码方案，译码时采用概率算法（如对数似然比），这就和概率编码相似。 尽管Polar提出较晚，但作为已经被理论证明可达到香农极限的编码方案，自发明以来，业内已在译码算法、速率兼容编码方案和硬件实现上做了大量的研发工作。 2016年11月18日，在美国内华达州里诺召开的3GPP RAN#87次会议上，确定Polar Code作为5G eMBB(增强移动宽带)场景下控制信道编码方案。 2018年7月26日，华为在深圳坂田举行5G极化码与基础研究贡献奖颁奖大会（5G Polar Code and Fundamental Research Awards），此举是为了表彰科学家对基础科学做出的贡献。 与LDPC码比起来，Polar码真是赶上了好时代。 时势造英雄，英雄造时势。 出场时机很重要，不管是一场革命，一次创新，还是生命中遇见的人。 一个好的信道编译码方案，不论雪藏多久，终究会在适当的时候，迎来黎明的曙光。 信道编码方案有很多，在特定的场景下，选择合适的编码方案，保证信号质量，提高信道可靠性，实现高质量通信。 审核编辑 ：李倩在通信系统设计中加入过载保护可防止因环境引起的过载和瞬变而损坏电子电路。增加保护元件是有成本的；.... 星星科技指导员 发表于 06-27 15:42 • 2098次
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NUP8011 电涌保护器 低钳位电压 涌保护器专为需要ESD和电涌保护的应用而设计。它适用于敏感设备，如计算机，打印机，商业机器，通信系统和其他应用程序。其集成设计仅使用一个封装即可为八条独立线路提供非常有效和可靠的保护。这些设备非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 优势 低电容 保护线路免受瞬态电压的影响 低漏电流 发表于 08-05 11:02 • 284次
NZQA6V2 ESD /电涌保护器 四路单片硅电压抑制器专为需要具有过电压过压保护功能的应用而设计。它适用于电压和ESD敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他应用。其四通道共用环形设计仅使用一个封装即可保护四条独立的线路。这些器件非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 优势 SOT-553封装允许四个单独的单向配置 高密度应用的小包装尺寸 低泄漏... 发表于 08-05 11:02 • 261次
NZQA5V6A 低电容ESD阵列 保护器专为需要ESD和浪涌保护的应用而设计。它适用于敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他应用。其集成设计仅使用一个封装即可为四条独立线路提供非常有效和可靠的保护。这些设备非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 ESD保护：IEC61000和MIL STD 833 保护的四个单独的单向配置 低漏电流： 发表于 08-05 10:02 • 250次
NUP45V6 用于ESD保护的低电容5.6 V阵列 成式电涌保护器设备专为需要防止ESD和浪涌事件的应用而设计。它旨在用于敏感设备，如无线耳机，PDA，数码相机，计算机，打印机，通信系统和其他应用程序。集成设计仅使用一个封装即可为四条独立线路提供非常有效和可靠的保护。该设备非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 优势 ESD保护：IEC61000-4-2; 4级 为ESD标准提供保护：IEC61000，HBM 保护的四个单独的单向配置 保护四条线免受瞬态电压条件的影响 低漏电流... 发表于 08-05 10:02 • 302次
NZL5V6AXV3 ESD保护通用阳极二极管 双单片硅齐纳二极管专为需要ESD保护功能的应用而设计。它们适用于电压和ESD敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他应用。它们的双结共阳极设计仅使用一个封装即可保护两条独立的线路。这些器件非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 SC-89包允许两个单独的单向配置或单个双向配置。 标准齐纳击穿电压范围。 每个人体模型和IEC61000-4-2的N级（超过16 kV）ESD等级。 低漏电，小于5.0uA。 应用 电压和ESD敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他申请。 电路图、引脚图和封装图... 发表于 08-05 09:02 • 326次
SD05 ESD保护二极管 单向 SOD-323 齐纳二极管专为需要保护功能的应用而设计。它们适用于电压和ESD敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他应用。这些器件非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 200mW的稳态电源布线 峰值功率：350瓦（8 x 20 us） 低泄漏 由极性带指示的阴极 包装重量：4.507毫克 符合IEC61000-4-2 4级，15 kV（空气），8 kV（接触） 会见IEC61000-4-4 4级，40A 符合16kV人体模型ESD要求 设备符合MSL1要求 符合IEC6100-4-5，Lightning，24A 应用 电压和ESD敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通讯系统，医疗设备和其他应用程序。 电路图、引脚图和封装图... 发表于 08-05 08:02 • 354次
NUP412V 用于ESD保护的低电容12 V阵列 成ESD保护器器件专为需要ESD和浪涌保护的应用而设计。它旨在用于敏感设备，如无线耳机，PDA，数码相机，计算机，打印机，通信系统和其他应用程序。这种集成设计仅使用一个封装即可为四条独立的线路提供非常有效和可靠的保护。该设备非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 优势 ESD保护：IEC61000-4-2：第4级 为ESD行业标准提供保护：IEC61000，HBM 用于保护的四个单独的单向配置 针对瞬态电压条件保护四条线 低泄漏电流... 发表于 08-05 06:02 • 311次
NSQA6V8A 低电容电涌保护器阵列 成瞬态电压抑制器（TVS）专为需要电涌保护的应用而设计。它适用于敏感设备，如计算机，打印机，商用机器，通信系统，医疗设备和其他应用。其集成设计仅使用一个小型外形封装，可为四条独立线路提供非常有效和可靠的保护。这些设备非常适用于电路板空间非常宝贵的情况。 特性 ESD保护：IEC61000和MIL STD 833 保护的四个单独的单向配置 低漏电流： 发表于 08-05 06:02 • 308次
BZG03C150 600瓦SMA额定功率齐纳二极管 15 V 列采用安森美半导体专有的，经济高效，高度可靠的Surmetic封装，非常适合用于通信系统，汽车，数控系统，过程控制，医疗设备，商用机器，电源和许多其他工业/消费类应用。这一新的1.5瓦齐纳二极管系列具有以下优势： 特性 标准齐纳击穿电压 - 15 V至150 V 峰值功率600瓦@ 100 ms 每个人体模型3级（> 16 KV）的ESD等级 响应时间通常 发表于 08-04 21:02 • 434次
NCV8716 LDO稳压器 80 mA 超低Iq 6是80 mA LDO线性稳压器。它是一种非常稳定和精确的器件，具有超低的接地电流消耗（在整个输出负载范围内为4.7 uA）和宽输入电压范围（高达24 V）。稳压器具有多种保护功能，如热关断和限流。 类似产品： NCV8715 NCV8716 NCV8718 输出电流（A） 0.05 0.08 0.30 PSRR f = 1kHz（dB） 50 50 压差电压（V） 0.230 0.310 0.285 特性 优势 2.5 V至24 V的宽输入电压范围 与大多数电池电源兼容和直流输出电压适配器 超低静态电流：典型值3.2 uA 帮助减少电流消耗 固定输出电压选项：1.2 V至5.0 V 非常适合为低电源电压控制器和传感器供电 PSRR在100 kHz时为60 dB 提供非常好的输入输出隔离 WDFN8 2 x 2 mm包中提供 提供非常小的整体解决方案尺寸 应用 安全系统 通信系统 信息娱乐，音频 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 19:02 • 410次
NCP716B LDO稳压器 150 mA 超低Iq B是150 mA LDO线性稳压器。它是一种非常稳定和精确的器件，具有超低的接地电流消耗（在整个输出负载范围内为4.7 uA）和宽输入电压范围（高达24 V）。该稳压器具有多种保护功能，如热关断和限流，短路保护。 NCP716B是具有低待机电流要求的便携式设备的理想选择。 类似产品： NCP715 NCP716 NCP716B NCP718 输出电流（A） 0.05 0.08 0.15 0.30 PSRR f = 1 kHz（dB） 52 60 53 52 压差电压（V） 0.230 0.310 0.600 0.275 特性 优势 宽输入电压范围：高达24V 与大多数电池电源和直流输出电压适配器兼容 超低静态电流：典型值为3.2uA 帮助减少当前的消耗量 固定输出电压选项：1.5V至5.0V 非常适合低功耗电源电压微控制器或传感器 电源抑制比：55dB @ 100kHz 提供非常好的输出电压隔离输入 封装：TSOP-5 / SOT-23-5 提供非常小的整体解决方案尺寸 应用 终端产品 便携式设备 通信系统 消费电子设备 便携式医疗设备 电源适配器 工业传感器 智能电能表 家庭自动化 笔记本电脑适配器 无线充... 发表于 07-30 10:02 • 360次
NCP716 LDO稳压器 80 mA 超低Iq 是80 mA LDO线性稳压器。它是一种非常稳定和精确的器件，具有超低的接地电流消耗（在整个输出负载范围内为4.7 uA）和宽输入电压范围（高达24 V）。该稳压器具有多种保护功能，如热关断和限流，短路保护。 NCP716是具有低待机电流要求的便携式设备的理想选择。 类似产品： NCP715 NCP716 NCP716B NCP718 输出电流（A） 0.05 0.08 0.15 0.30 PSRR f = 1 kHz（dB） 52 60 53 52 压差电压（V） 0.230 0.310 0.600 0.275 特性 优势 宽输入电压范围：高达24V 与大多数电池电源和直流输出电压适配器兼容 超低静态电流：典型值为3.2uA 帮助减少当前的消耗量 固定输出电压选项：1.2V至5.0V 非常适合低功耗供电电压微控制器或传感器 电源抑制比：60dB @ 100kHz 提供非常好的输出电压隔离输入 包装：2mm x 2mm WDFN8 提供非常小的整体解决方案尺寸 应用 终端产品 便携式设备 通信系统 消费电子设备 便携式医疗设备 电源适配器 工业传感器 智能电能表 家庭自动化 笔记本电脑适配器 无线充电系统 烟... 发表于 07-30 10:02 • 321次
NCV8187 1.2A LDO稳压器 低压差 低噪声 电源良好输出 7是一款1.2 A LDO稳压器，具有低静态电流消耗（在整个温度范围内典型值为30μA），低压差，低输出噪声和非常好的PSRR。该稳压器集成了多种保护功能，如热关断，软启动，限流以及电源良好输出信号，便于MCU接口。 特性 优势 Low Vin 1.5 V 适用于DCDC的1.8V电压轨 超低噪声15μV rms 非常适合噪声敏感应用 1 kHz时PSRR高达75 dB 高功率输入纹波抑制，非常适合功耗敏感器件 低V out 从0.8 V 适用于低压申请 电力良好信号 Perfe ct用于铁路监测和/或排序 提供DFN6 2x2 mm和DFN8 3x3mm封装 可润湿侧面（针边电镀）改善热阻 150C工作结温 通过扩展实现更高的功率温度 应用 终端产品 RF，PLL，VCO和时钟电源 图像传感器电源 负载点 通信系统和信息娱乐 RF收发器 摄像头模块 Internet连接共享（ICS）网关服务器应用程序 MQB模块化架构 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 23:02 • 474次