通信领域常见基本概念与术语

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一、信号与信道基础

• 信号（Signal）：携带信息的物理量（电压、电流、电磁波、光强等）。
• 模拟信号 / 数字信号：连续变化的信号 / 由离散符号（0/1）构成的信号。
• 带宽（Bandwidth）：信号或通道可用的频率范围，常以Hz表示；也常指数据速率单位（bps）。
• 频谱（Spectrum）：信号在频率域的分布。
• 信道（Channel）：信号传播的介质与路径（无线、光纤、双绞线等）。
• 噪声（Noise）：对信号的随机干扰（热噪声、相位噪声等）。
• 信噪比（SNR）：信号功率与噪声功率之比，衡量链路质量。
• 热噪声（kT）：由热运动产生的噪声功率密度，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。
• AWGN（加性高斯白噪声）：常用的噪声模型，便于理论分析。
• 信道容量（Channel Capacity）：在给定带宽和SNR下无误差极限的最大传输速率（香农公式：C = B·log2(1+SNR)）。

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二、信号处理与系统理论

• 时域 / 频域：信号的两种表示方式；傅里叶变换把时域变为频域。
• 采样定理（奈奎斯特）：采样频率应 ≥ 2×最高信号频率以防混叠。
• 量化（Quantization）：模拟样本转为数字表示时的离散化，引入量化噪声。
• 卷积 / 线性时不变系统（LTI）：系统输出可表示为输入与冲激响应的卷积。
• 匹配滤波（Matched Filter）：在有噪声中最大化信号检测的滤波器。
• 脉冲整形（Pulse Shaping）：减少码间串扰（ISI），常用根升余弦滤波（RRC）。
• 码间串扰（ISI）：符号在时间上互相干扰，降低判决性能。
• 采样率 / 波特率（baud） / 比特率（bitrate）：采样次数 / 符号率 / 单位时间比特数（比特率 = 符号率×每符号比特数）。

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三、调制与解调

• 基带 / 载波（passband）：基带在0Hz附近，载波上传输称作带通传输。
• 模拟调制：AM/FM/PM：振幅/频率/相位调制。
• 数字调制：ASK/FSK/PSK/QAM：幅度/频移/相位/正交振幅调制（QAM结合幅度与相位）。
• QPSK / 8PSK / 16QAM：常见调制阶数，阶数越高光谱效率越高但对噪声更敏感。
• I/Q（直交分量）：将带通信号分解为同相(I)与正交(Q)分量，便于数字处理。
• OFDM（正交频分复用）：把带宽划分为多个正交子载波，常用于Wi-Fi、LTE、5G。
• IFFT/FFT：OFDM中用于子载波调制与解调的快速傅里叶变换。
• 循环前缀（Cyclic Prefix, CP）：在OFDM中用来抵抗多径引起的ISI。
• PAPR（峰均功率比）：OFDM等多载波信号的高峰值问题，影响功放效率。
• 相干/非相干检测：相干检测利用载波相位参考，性能更好但需同步；非相干简单但性能差。

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四、误码与纠错

• 比特误码率（BER）：比特错误的概率，是链路性能常用指标。
• 包错误率（PER/FER）：分组或帧级别的错误概率。
• 信源编码：去除冗余（如哈夫曼编码），提高压缩效率。
• 信道编码：加冗余以纠错（如卷积码、里德·所罗门、Turbo、LDPC）。
• 卷积码 / Viterbi译码：常见的前向纠错（FEC）编码与译码算法。
• Turbo码 / LDPC码：接近香农极限的强信道编码。
• 交织（Interleaving）：打散相邻比特以对付突发错误。
• CRC（循环冗余校验）：差错检测码，常用于帧校验。
• ARQ（自动重传请求）：发现误码后重传（Stop-and-wait、GBN、Selective Repeat）。
• HARQ（混合ARQ）：结合FEC与ARQ以提升效率（常见于LTE/5G）。

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五、多址与多路复用

• FDM（频分多路复用）：不同用户占用不同频段。
• TDM（时分多路复用）：不同用户在不同时隙发送。
• CDMA（码分多址）：不同用户用不同扩频码同时占用同一频带。
• OFDM/OFDMA：OFDM的子载波分配到不同用户（OFDMA用于多用户下行/上行）。
• WDM（波分复用，光纤）：不同波长同时传输多路光信道。
• 复用（Multiplexing）：在物理链路上合并多路低速信号为一路高速信号。

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六、无线传播与衰落

• 路径损耗（Path Loss）：随距离而减小的传播功率（自由空间路径损耗等模型）。
• 阴影衰落（Shadowing）：大尺度衰落，由建筑、地形阻挡引起，通常对数正态分布。
• 小尺度衰落（多径）：多径干涉导致快速的包络波动（瑞利 / 里夏分布）。
• 瑞利衰落（Rayleigh）：无直射分量、多径丰富时的幅度分布。
• 里夏衰落（Rician）：存在直射/强分量时的分布。
• 多径与延迟扩展（Delay Spread）：不同路径的到达延迟差，会引起ISI。
• 多普勒频移（Doppler）：移动导致频率偏移，影响相位与同步。
• 相干时间 / 相干带宽：信道在时间/频率上的稳定尺度。

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七、天线与射频基本

• 天线增益（Gain）：天线将输入功率在某方向集中产生的等效增益。
• 方向图（Radiation Pattern）：天线在不同方向的辐射强度分布。
• 极化（Polarization）：电场的方向（线极化、圆极化等）。
• 驻波比 / 阻抗匹配（VSWR/Impedance Matching）：减少反射、提高能量传输效率。
• 阵列 / 波束赋形（Beamforming）：通过多天线控制相位和幅度形成定向波束。
• EIRP / ERP：等效全向辐射功率 / 等效辐射功率，衡量发射功率与天线增益的组合。

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八、收发机与射频链路

• 发射机（Transmitter） / 接收机（Receiver）：信号生成与检测的设备。
• LNA（低噪声放大器）：接收端首级放大器，要求低噪声系数。
• PA（功率放大器）：发送端用于提升发射功率的放大器，效率与线性是关键指标。
• 混频器（Mixer）：信号在不同频率间转换（上变频/下变频）。
• 滤波器（Filter）：带通/低通/高通用于频率选择与抑制干扰。
• ADC/DAC：模数/数模转换器，决定采样精度与速率。
• 本振 / PLL（锁相环）：产生稳定的载波或本地参考频率。
• 自动增益控制（AGC）：维持接收信号幅度在合适范围。

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九、链路预算与性能量化

• 链路预算（Link Budget）：计算发射功率、路径损耗、天线增益、接收灵敏度后判断可达性。
• 接收灵敏度（Receiver Sensitivity）：实现目标BER所需的最小接收功率。
• 衰落裕量（Fade Margin）：为应对衰落和不确定性预留的额外功率。
• RSSI（接收信号强度指示）：接收端测得的信号强度。
• SINR（信号与干扰噪声比）：考虑干扰后的信号质量指标。
• 吞吐量（Throughput）与有效吞吐（Goodput）：链路实际传输的数据速率（含/不含协议开销）。

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十、媒介接入与局域网

• MAC（媒体访问控制）：数据链路层的一部分，控制多节点共享媒介的访问。
• CSMA/CD / CSMA/CA：以太网（碰撞检测）与无线（碰撞避免）的访问机制。
• RTS/CTS：无线中用以减少隐藏终端问题的控制帧。
• VLAN（虚拟局域网）：逻辑上分割交换网络，做安全与隔离。
• 交换机 / 路由器：交换机工作在二层（基于MAC），路由器工作在三层（基于IP）。

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十一、网络分层与常见协议

• OSI七层模型：物理、链路、网络、传输、会话、表示、应用（教学参考）。
• TCP/IP模型：链路、网际、传输、应用层（实际互联网架构）。
• Ethernet（以太网）：局域网常见链路层技术（帧、MAC地址）。
• IP（Internet Protocol）：网际层协议（IPv4/IPv6，路由与分片）。
• TCP / UDP：可靠面向连接传输 / 无连接传输。
• HTTP / HTTPS：基于TCP的应用层超文本传输协议与其安全版。
• DNS / DHCP：域名解析 / 动态主机配置。
• BGP / OSPF / RIP：自治系统/内部路由协议（互联网路由的关键）。
• SIP / RTP：实时通信信令（呼叫建立）与实时媒体传输（VoIP）。

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十二、移动通信与蜂窝网络

• 蜂窝（Cellular）概念：将地理区域划分为小区以重用频谱。
• 频率复用（Frequency Reuse）：在非相邻小区重复使用相同频率组。
• 切换（Handover/Handoff）：移动终端在小区间迁移时保持连接。
• GSM / CDMA / LTE / 5G NR：主流蜂窝代际技术与关键特性差异（时分、码分、OFDM/MIMO等）。
• eNodeB / gNodeB / BTS / RNC / BSC：不同系统中的基站与控制节点名称。
• 核心网（EPC/5GC）：处理用户认证、路由、会话管理的网络部分。
• IMS（IP Multimedia Subsystem）：基于IP的多媒体服务架构。
• NB-IoT / LTE-M / LoRa / Sigfox：低功耗广域网（LPWAN）技术，用于物联网（IoT）。

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十三、MIMO 与先进无线技术

• MIMO（多入多出）：利用多根天线提高容量或可靠性（空间复用与分集）。
• 分集（Diversity）：通过空间/频率/时间冗余降低误码。
• 空分复用（Spatial Multiplexing）：用多天线并行传输不同数据流提高速率。
• MU-MIMO：同时为多个用户提供MIMO服务。
• 预编码（Precoding）：在发射端按通道特性处理信号以增强接收性能。

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十四、媒体、应用与实时通信

• VoIP（语音 over IP）：基于IP的语音通信，关键技术：编解码、RTP、SIP、抖动缓冲。
• 编解码器（Codec）：G.711、G.729等语音编解码标准，权衡延迟与带宽。
• 抖动（Jitter）：包到达时间的抖动，影响实时多媒体质量。
• 抖动缓冲（Jitter Buffer）：在接收端平滑包到达时间以保证播放连续性。
• QoS（服务质量） / QoE（用户体验）：网络提供的性能保证与用户感知体验。

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十五、安全与鉴权

• 对称 / 非对称加密：对称（如AES）速度快；非对称（如RSA、ECC）用于密钥交换/签名。
• 认证 / 完整性 / 保密性：验证身份、保证消息未被篡改、保证内容被保护。
• TLS / SSL / IPsec：常用的传输层/网络层安全协议。
• WPA/WPA2/WPA3：Wi-Fi网络的安全标准。
• SIM / IMSI / IMEI：移动设备的身份与订阅相关标识。
• 防火墙 / NAT / VPN：安全隔离与远程私有连接技术。

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十六、光通信术语

• 光纤（单模 / 多模）：光信号传输介质，单模用于长距离高带宽。
• 衰减（Attenuation）：光信号随距离的衰减，单位dB/km。
• 色散（Chromatic Dispersion）：不同波长传播速度不同导致脉冲展宽。
• PMD（偏振模色散）：因偏振模式差异引起的时延差。
• EDFA（掺铒光纤放大器）：常用的光放大器。
• WDM / DWDM：波分复用、密集波分复用，提升单纤承载光通道数。
• OSNR（光信噪比）：光域的SNR度量，影响接收性能。

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十七、网络体系结构与运维

• 骨干网 / 汇聚 / 接入：网络分层结构（接入层面向用户，骨干负责长距离传输）。
• 回程（Backhaul） / 前传（Fronthaul）：基站与核心网之间的链路分类。
• SDN（软件定义网络）：控制平面与数据平面分离的网络架构。
• NFV（网络功能虚拟化）：把网络功能以虚拟化软件形式部署。
• OSS / BSS：运营支撑与业务支撑系统（计费、监控、订购等）。
• SLA（服务等级协议）：服务提供者与用户之间的性能保障契约。

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十八、测量与测试指标

• 眼图（Eye Diagram）：示波器上分析数字信号质量的工具。
• 星座图（Constellation）：调制符号在I/Q平面的分布，反映失真与噪声。
• EVM（误差向量幅度）：衡量调制解调误差的指标。
• 吞吐 / 延迟 / 抖动 / 丢包率：网络性能的关键测量。
• MTTF / MTTR / 可用性（Availability）：系统可靠性与修复性度量。

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十九、其他常见术语（速览）

• 帧 / 包 / 报文：数据单位在不同层的称呼。
• MAC地址 / IP地址：链路层与网际层的硬件/逻辑地址。
• 子网掩码 / CIDR：网络划分与地址汇总的表示方式。
• NAT（网络地址转换）：私网地址与公网地址转换。
• ARP（地址解析协议）：把IP映射到MAC。
• 负载均衡（Load Balancing）：分配流量以提高吞吐与可用性。
• CDN（内容分发网络）：通过边缘缓存减低延迟与带宽压力。
• Edge / Fog Computing：把计算下沉到接近终端的位置以减少延迟。
• 小区化（Cellularization） / 频率计划：无线规划的基本原则。
• 分组交换 / 电路交换：两种交换方式，互联网采用分组交换，传统电话采用电路交换。
• 控制平面 / 用户平面：网络中控制信令与承载用户数据的分离。

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来源：GPT-5
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2025年9月30日