第1章-物联网通信技术(曾宪武)LXX2014.7解析

通信的基本模型与概
图1.2.1 模拟通信系统模型
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第1章 通信的基本模型与概 念 数字通信的基本特征是其传输离散或数字信号。 在模拟
通信中通过调制与解调对基带信号进行变换和反变换， 要求
变换（或反变换）应具有成比例的线性关系； 而在数字通信 中， 则要求已变换的参量与基带信号之间呈一一对应的关系。 除上述外， 数字通信还应解决以下关键问题： （1） 数字信号在传输时， 信道噪声或干扰所造成的差
图1.2.2所示的形式， 而应依据具体的要求来设计。 如对于一
个数字基带传输系统（见图1.2.3）， 就不采用频带调制和解
调环节。
另外， 当数字通信系统要传输模拟消息时， 还可在发送 端前、 接收端后分别增加模/数变换(A/D变换) 器和数/模变换 (D/A变换)器。
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第1章 念
通信的基本模型与概
息， 如连续变化的语言、 图像等。
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第1章 通信的基本模型与概 念 为了能传递消息， 各种消息需转换为电信号， 即消息与
电信号之间必须有一一对应的关系。 通常， 消息被承载在电
信号的某一参量上， 如果电信号的参量承载的是离散消息，
则该参量必须是离散值， 这种信号称为数字信号。 如果电信
号的参量是连续值， 则这样的信号称为模拟信号。 按照信道 中传输的是模拟信号还是数字信号， 可以相应地把通信系统 分为模拟通信系统和数字通信系统。
目的地， 须经过若干个环节构成的“通信系统”来完成， 将
这些环节抽象为一般的模型， 即形成了通信系统的模型。 完成某一通信任务的过程可以抽象为将一个消息从消息的 源头传递到消息的目的地， 为了实现这一过程， 要经过发送 设备、 传输媒质（信道）和接收设备环节， 如图1.1.1 所示。
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第1章 念
通信的基本模型与概
否则会出现“张冠李戴”的混乱结果。
（4） 为了表述消息的内容， 基带信号都是按消息内容
编组的， 各组之间用某码组表示间隔和停顿。
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第1章 通信的基本模型与概 念 鉴于上述四项要解决的关键问题， 数字通信系统的模型
可表述为图1.2.2所示。
图1.2.2 数字通信系统模型
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第1章 通信的基本模型与概 念 实际上， 在数字通信系统中， 各个环节并非一定要采用
错需要通过差错控制编码等手段来解决。 为此， 在发送端需
要增加一个编码器， 而接收端需要一个解码器。
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第1章 通信的基本模型与概 念 （2） 当需要保密时， 可以有效对基带信号进行人为的
加密， 此时， 需要在收发两端分别增加加密器和解密器。
（3） 由于数字信号的传输是按照节拍传送数字信号单元
（即码元）的， 因此接收端必须按与发送端相同的节拍接收，
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第1章 念
通信的基本模型与概
1.2
通信中所传输的消息是多种多样的， 符号、 文字、 语音、 图形图像等都是消息多样的表现。 消息可分为两种类型， 第 一类称为离散消息， 另一类称为连续消息。 离散消息是指消 息的状态是可数的或离散的， 也称为数字消息， 例如数据、
符号等。 连续消息是指其状态是连续变化的， 也称为模拟消
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第1章 念
通信的基本模型与概
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第1章 念
通信的基本模型与概
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第1章 通信的基本模型与概 念 （3） 按信号特征分类。
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号， 可以相应
地把通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。
（4） 按传输媒质分类。
按照传输媒质， 通信系统可分为有线和无线两大类。 表
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第1章 念
通信的基本模型与概
通常， 我们将发送端调制前和接收端解调后的信号称为 基带信号， 因此， 原始信号又称为基带信号， 而已调信号则 称为频带信号。 一般的模拟通信系统模型可由图1.2.1表示。 图1.2.1与图1.1.1的不同之处是将发送设备、 接收设备分别用 调制器和解调器来代替。
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第1章 念
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第1章 通信的基本模型与概 念 （2） 按调制方式分类。 根据是否采用调制环节， 可将通信系统分为基带传输
通信系统和频带（调制）传输通信系统。 基带传输系统中，
原始消息信号未经频带调制而直接传输。 频带传输通信系 统是对各种信号调制后传输的总称， 调制方式很多， 常见 的一些调制方式如表1.3.1所示。
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第1章 念
通信的基本模型与概
原始电信号由于它的成分中含有不适合信道传输的低频分 量， 因此， 模拟通信往往需要将原始电信号变换成适合于信 道传输的信号， 并在接收端进行反变换， 这种变换和反变换 称为调制和解调。 经过调制后的信号称为已调信号， 它应具 有两个基本特征， 一是携带消息， 二是适合信道的传输。
1.3.2为通信系统使用的频段、 常用的媒质和主要用途。
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第1章 念
通信的基图1.1.1 通信系统模型
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第1章 通信的基本模型与概 念 在图1.1.1中， 发送端(信息源)的作用是把各种可能的消息
转换成原始电信号。 为了使该信号适合在信道中传输， 需由
发送设备对其进行某种处理或变化， 然后再传送到信道中进
行传输。 信道是指信号传输的通道。 在接收端， 接收设备的
作用与发送设备相反， 即从接收信号中尽可能地恢复出原始 电信号， 而受信者（也称信宿）是将复原的原始信号转换成 相应的消息。 噪声源是信道中的噪声及分布在通信系统其他 各处的噪声的集中表示。
图1.2.3 数字基带通信系统模型
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第1章 念
通信的基本模型与概
1.3
1.3.1
通信系统有许多不同的分类方法， 这里我们从通信系统 的模型出发对通信系统进行分类。 1） 按消息的物理特征分类。
依据消息的物理特征不同， 通信系统可以分为电报通信
系统、 电话通信系统、 数据通信系统、 图像通信系统和多媒 体通信系统等。
第1章 念
通信的基本模型与概
第1章
1.1 1.2 1.4 1.5
通信的基本模型与概念
通信系统模型 模拟通信与数字通信系统模型 信息及信息量 数据通信系统中的主要性能指标
1.3 通信系统的分类及通信方式
本章小结
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第1章 念
通信的基本模型与概
1.1
通信的任务是完成消息的传递。 消息具有不同的形式， 如符号、 文字、 语音、 数据、 图像等， 为了将消息传递到