2.3.1信号的概念-从狼烟到电磁波

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几乎所有与通信有关的教材类书籍的开篇都是讲“信号”。如果不是，那么一定会在前言里注明——“本书的读者应当具备‘信号与系统’的相关知识”。以“信号”作为通信最基础的知识是很自然的，信号承载了人们所要传递的信息，可谓“无信号，不系统”，如果都没有信号要传递，那么现代的各种通信系统也就失去它的意义了。

那么什么是信号？什么是系统？很简单，通信系统承载的信息流就是信号。“鸿雁传书”，鸽子腿上绑着的情书就是信号，这识路的鸽子就是这对情侣的通信系统；“烽火连三月”，烽火台上燃起的狼烟所代表的入侵信息就是信号，这一站接一站的烽火台就是古代特殊的战争通信系统。

作者不是历史研究者，既无意去八卦周幽王烽火戏诸侯的轶事，也无意去探究一个驿站（古代的官方邮局）的下岗职工李自成是如何大变活人成为闯王的。念叨这些陈年 往事只不过想和读者说明，所谓的信号与系统既不神秘也不新鲜，莫尔斯发明电报、贝尔发明电话之前，通信系统（八百里加急）乃至无线通信系统（烽火狼烟）照样存在。现代通信系统如此迅速地发展应当归功于电磁波的传播速度，光速的魅力让其他通信系统相形见绌，也最大程度地满足了人们对于沟通实时性的要求。

下面就回到本节的正题——电磁信号。电磁信号是一个时间的函数，这很好理解，不同的时间里它都有不同的值。同时，电磁信号还可以表示为频率的函数。也就是说，一个信号是由不同的频率成分组成的，这个观点并不好理解，因为我们的日常生活中通常都是以时间的观点来解读信号的。古有沙漏、日晷，今有手机、手表，无论是二十四节气表还是列车时刻表，都说明了人们已经习惯用时间来衡量与标记这个世界。如果谁想用频率来作为刻度，那简直就和用二进制来做加法一样显得有点奇怪。

然而，从频域的观点来理解信号对于一个从事通信技术工作的人来说又是如此重要，以至于缺乏这种意识就寸步难行。从奈奎斯特采样定理到香农理论，从GSM到WCDMA，通信的每一寸土地每一个角落都渗透着频率的思想，它如氧气一般，无处不在，且不可或缺！

其实我们的日常生活中对于频率也不是完全没有直观的认识。相信大家都看过男女声合唱，一般都是一唱一和，一个高八度一个低八度，音乐比这个世界上的任何东西都更讲究和谐与优美，这或许也是它如此受大众欢迎的原因吧。在这里，这个所谓的高八度与低八度指的就是声带的振动频率。