现代通讯原理第一章

信息科学与技术学院
2013/12/17
4
教材与参考书籍
1.
2. 3. 4.
5. 6.
樊昌信，任光亮，现代通信原理，人民邮电出版社，2009。 樊昌信，通信原理教程，电子工业出版社，2004。 樊昌信，曹丽娜，通信原理(第6版精简版)，国防工业出版社， 2008。 樊昌信，曹丽娜，通信原理(第6版)，国防工业出版社，2006。 John G. Proakis著，张力军等译，数字通信（第四版），电子工 业出版社，2003。 曹丽娜，樊昌信，通信原理（第6版）－学习辅导与考研指导，国 防工业出版社，2008。

按照一定的规则在数字信号中添加一些保护成分(冗余信 息），从而提高数字信息对抗噪声和干扰的能力。 信道译码器按照对应的规则进行解码，从解码的过程中发 现和纠正错误，从而提高数字信息的传输可靠性。
信息科学与技术学院
2013/12/17
25
数字通信系统模型（续）
加密与解密：提高信息传输的安全性。

发送设备所涵盖的内容：变换、放大、滤波、编码、 调制、多路复用等。
信息科学与技术学院
2013/12/17
16
通信系统的一般模型（续）
信道：信号传输的通道，分为有线和无线信道。


信道既给信号提供了传输的通路，也会对信号产生各种 干扰(衰减、畸变)和和引入噪声。 信道的固有特性直接关系到通信的质量。
信息科学与技术学院
2013/12/17
11
通信技术发展简史（续）




1963，IEEE成立 1960～1970 彩色电视机问世；数字传输理论与技术 迅速发展；出现高速数字电子计算机 1970-1980，VLSI、程控数字交换机、光纤通信系统、 微处理器迅速发展 1985，传真机普遍实用 1989，Motorala引入便携式蜂窝移动电话 1990至今：Internet、 GSM与CDMA、ISDN、 xDSL、HDTV、GPS、软件无线电、ATM与IP、蓝牙 技术，SDH 3G 4G .…..
信息科学与技术学院
2013/12/17
2
课程要求
通过本课程学习，要求掌握






通信的基本概念、基本原理、基本分析方法和 重要结论； 确知信号与信道的基本概念和基本理论； 模拟信号数字化传输的基本概念和基本理论； 数字基带传输的基本概念、基本模型和基本理 论； 掌握数字频带传输系统的调制/解调模型，误码 性能计算； 差错控制、同步、信道复用的基本概念和基础 知识；


信源编/译码器通过采用加密技术和数字压缩技术，提高数 字信息传输的安全性，减少数字信息的冗余度，从而提高 传输效率。 通过采用模数(A/D )变换，可以将模拟信息源输出的模拟 信号转换为数字信号，从而实现模拟信号的数字传输。
信道编/译码器：信道编码器的目的是提高信号传输的可 靠性，增强抗干扰能力
（第7章） 基带传输 频带传输
差错控制 同步 信道复用
（第5章） 二进制 调制
（第8、9、 10章）
多进制 调制 （第6章）
信息科学与技术学院
2013/12/17
7
第一章 绪论
1.1 通信的基本概念 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统的分类与通信方式 1.4 信息及其度量 1.5 通信系统的主要性能指标
信息科学与技术学院
2013/12/17
5
课程主要内容
绪论 确知信号分析 信道 模拟信号的数字传输 数字基带传输系统 数字带通传输系统 差错控制、同步及信道复用
信息科学与技术学院
2013/12/17
6
课程主要内容(续.)
现代通信原理 信号与信道
（第2、3章）
模拟通信
（第1、4章）
数字通信
模拟信号的 数字信号传输 数字传输
进行频谱搬移，将原始的基带信号变换成适合在不同信道内传输的 已调信号。 模拟调制强调已调参量与代表消息的模拟信号之间的比例特性 已调信号有三个基本特征：携带有消息、适合信道传输、具有较高 频率成分 已调信号为带通（频带）信号，频谱具有带通形式，即中心频率远 离零频 将已调信号还原成基带信号 解调是调制的反过程。
信息科学与技术学院
2013/12/17
10
通信技术发展简史
19世纪以来，通信技术发展简史如下：

1837，Morse发明有线电报






1864，Maxwell提出电磁辐射方程 1876，Bell发明电话并获得专利（模拟通信） 1896，Marconi发明无线电报 1918，AM广播，超外差接收机问世 1936，BBC开始电视广播 1937，Alex Reeves构想出PCM原理 1948，Shannon提出信息论 1962，发射第一颗同步通信卫星；PCM进入实用
信息科学与技术学院
2013/12/17
8
通信的基本概念
通信：是消息的有效传递和交换，即互通信息 通信的目的：传递消息中所包含的信息； 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、 文字、音乐、数据、图片或活动图像等； 信息：是消息中包含的有效内容； 信号：传输消息的手段，是信息的物理载体； 模拟信号：加载到信号参量上的为连续消息， 数字信号：加载到信号参量上的为离散消息，对 应的信号参量只能取有限个值 实现通信的方式和手段：

调制器





解调器



两种变换：
模拟消息 基带信号 基带信号 已调信号
信息科学与技术学院
2013/12/17
22
模拟信号经过中继器的波形
中继噪声累积
信息科学与技术学院
2013/12/17
23
数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 ； 数字通信中，已调频带信号参量与基带信号一一对应；
信息科学与技术学院
2013/12/17
3
考试与评分 期末考试： 70％ 平时成绩： 30％ 平时成绩计算方法
平时成绩包括：作业、考勤、课堂练习、期中 考试等 缺一次作业、课堂练习或旷课一次扣2分； 根据作业完成的质量评作业分； 作业需按时交，允许在应交作业时间1周之内补 交。期末补交作业按未交作业处理。
信息科学与技术学院
2013/12/17
13
现代通信方式
电话通信（电缆通信） 光纤通信


频带宽、容量大，不受外界电磁波干扰，传输衰减 小，体积小、重量轻 覆盖区域大、通信距离远、通信容量大、通信质量 和可靠性高 至少有一方在运动中进行信息交换的通信方式，通 信灵活 计算机网络
信息科学与技术学院
17
通信系统的一般模型（续）
接收设备：接收设备的任务是从带有噪声和干扰 的接收信号中正确恢复出相对应的原始信号，即 在接收设备中需要进行与发送设备相对应的反变 换，例如解调、译码处理等。

典型的接收设备例子包括：解调器、译码器等设备。
信宿：信宿是消息传输的目的地，其功能与信源 相反，其作用是将复原的原始信号转换成相应的 消息。

典型的信宿设备包括：扬声器、显视器等
信息科学与技术学院
2013/12/17
18
模拟通信系统模型
模拟通信系统：利用模拟信号来传递信息的通信系 统。

模拟信号和数字信号

模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输 出电压：
0
(a) 话信号
(b) 抽样信号 图1-2 模拟信号
t
0
t
信息科学与技术学院

加密：采用加密技术提高数字信息传输的安全性。 解密：采用解密技术恢复经加密处理后的数字信息。
数字调制是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信 道中传输的带通信号。将基带信号调制到频率高的正弦载波上— —载波调制。 基本的数字调制方式：振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键 控(PSK) 。 数字解调：相干解调与非相干解调。 数字调制与解调不是必须的，在数字基带传输系统中无需数字调 制与数字解调。
信息科学与技术学院
2013/12/17
9
通信的基本概念（续）


非电的：如旌旗、消息树、烽火台… 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥 测、因特网和计算机通信等。
后面讲述中，“通信”这一术语是指“电 通信”，包括光通信，因为光也是一种电 磁波； 在电通信系统中，消息的传递是通过电信 号来实现的； 电信（telecommunication)：利用“电” 来传递消息的通信方式； 现代通信：利用电子等技术手段，借助电 信号（含光信号）实现从一地向另一地 （多地）进行消息的有效传递和交换；
现代通信原理
Principle of Modern Communications
邓 平
教 授
pdeng@
西南交通大学信息科学与技术学院
2013/12/17
1
课程概述
《现代通信原理》是通信工程和电子信息工程类专业的 一门主要技术基础课。本课程将系统深入地阐述现代通信系 统的基本原理、基本方法和基本技术。课程内容包括模拟通 信和数字通信，并以数字通信为主。 近年来计算机与通信技术的密切结合，既推动了计算机， 也推动了通信技术的发展，计算机与通信学科在这种结合中 得到了进步。学习通信技术的人离不开学习计算机，学习计 算机的人也迫切需要了解和学习通信技术 《现代通信原理》课程具有原理性强、系统性强、数学 分析多等特点，因此在学习过程中，要注意掌握相关的、基 本概念、基本原理、基本分析方法、系统模型和重要结论。
信息科学与技术学院
2013/12/17
20
模拟通信系统模型（续）
模拟通信系统信息传输过程如下：