掌握数字通信系统的基本组成
通信系统的组成
通信系统的组成从古到今，人类的社会活动总离不开消息的传递和交换，古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、书信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。
人们可以用语言、文字、数据或图像等不同的形式来表达信息。
但是这些语言、文字、数据或图像本身不是信息而是消息，信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。
基于这种认识，“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。
实现通信的方式很多，随着社会的需求、生产力的发展和科学技术的进步，目前的通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电通信方式。
由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速的发展和广泛的应用。
当今，在自然科学领域涉及“通信”这一术语时，一般均是指“电通信”。
广义来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波。
本书中的通信均指电通信。
1.1.1通信系统的一般模型通信是从一地向另一地传递和交换信息。
实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。
基于点与点之间的通信系统的模型可用图1 - 1 来描述。
信源是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为消息信号或基带信号。
电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。
前者属于模拟信源，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式。
对数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。
信道是指传输信号的物理媒质。
在无线信道中，信道可以是大气（自由空间），在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。
有线和无线信道均有多种物理媒质。
媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。
数字通信系统的组成
数字通信系统的组成
数字通信系统由以下几个主要部分组成：
1. 信源：信源是产生需要传输的原始信息的设备，如麦克风、摄像头等。
信源输出的信号可以是模拟信号或数字信号。
2. 信道：信道是传输信号的媒介，可以是无线传输或有线传输。
信道的作用是将信号从发送端传输到接收端。
3. 调制器：调制器是将数字信号转换为适合在信道中传输的调制信号的设备。
调制器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信道中进行传输。
4. 解调器：解调器是将接收到的模拟信号还原成数字信号的设备。
解调器的作用是将模拟信号转换为数字信号，以便接收端能够正确地识别和处理。
5. 信宿：信宿是接收和处理传输的信号的设备，如计算机、电视等。
信宿输出的信息是原始信息或其处理结果。
以上是数字通信系统的基本组成，实际应用中可能还包括其他设备，如中继器、放大器等。
这些设备的作用是确保信号能够可靠地传输到目的地。
北邮现代通信技术实验报告
北邮现代通信技术实验报告实验名称：现代通信技术实验实验目的：1. 理解现代通信技术的基本理论和原理。
2. 掌握数字通信系统的基本组成和工作流程。
3. 熟悉通信系统中信号的调制与解调过程。
4. 学会使用通信系统实验设备，进行实验操作和数据分析。
实验原理：现代通信技术主要依赖于数字信号处理技术，通过数字信号的调制与解调实现信息的传输。
在本实验中，我们将学习数字通信系统中的信号调制方法，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK），以及相应的解调技术。
实验设备与材料：1. 计算机一台，安装有通信仿真软件。
2. 通信原理实验箱一套，包括调制解调模块、信号源模块等。
3. 通信信号发生器。
4. 示波器。
实验步骤：1. 打开通信仿真软件，设置实验参数，如信号频率、调制方式等。
2. 使用通信信号发生器产生模拟信号，输入到通信原理实验箱的信号源模块。
3. 通过实验箱的调制模块对信号进行调制，观察示波器上信号的变化。
4. 将调制后的信号传输至解调模块，观察解调后的信号波形。
5. 记录实验数据，包括调制前后的信号波形、频谱特性等。
实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 调制信号与原始信号的波形对比，展示了调制过程中信号的变化。
2. 解调后的信号与原始信号的对比，验证了调制解调技术的准确性。
3. 通过频谱分析，观察到调制信号的频谱特性，理解了调制对信号频谱的影响。
实验分析：在实验过程中，我们发现不同调制方式对信号的影响各有不同。
例如，ASK调制主要改变信号的幅度，而FSK和PSK调制则分别改变信号的频率和相位。
通过解调过程，我们能够从调制信号中恢复出原始信号，验证了通信系统的有效性。
实验结论：通过本次实验，我们深入理解了现代通信技术中的数字信号调制与解调过程。
实验结果表明，通过合理的调制解调技术，可以有效实现信息的传输和恢复。
同时，实验也加深了我们对通信系统基本原理的认识，为进一步学习通信技术打下了坚实的基础。
《通信技术基础》课程教学大纲
《通信技术基础》课程教学大纲一、课程的性质和任务本课程是电子信息工程技术专业的理论课，本课程的主要讲授通信系统的组成、常用的通信技术、数字基带、频带信号的传输、模拟信号的数字化、数字信号的编码、编码技术；常用的通信系统等，通过本课程的学习使学生建立通信系统的概念，掌握无线电发射机和接收机的基本工作原理，掌握数字通信的基础知识，了解组网通信的构成。
培养学生对通信网络安装、管理、使用与维护的初步能力，拓宽学生的知识面和了解通信新技术。
二、课程的教学目标根据三年制高等职业教育电子信息工程技术专业的培养目标，本课程的教学目标是：理解通信的基本原理；建立完整的通信系统的概念；理解无线电发送与接收设备的基本组成及其工作原理，能画出基本通信设备的组成框图并能叙述各组成部分的作用，了解常见通信网络的组成方案及工作特点，了解数字与模拟信号的一般处理方法，了解卫星通信系统、光纤通信系统、移动通信系统及交换系统的工作原理；能进行通信设备性能指标的检测。
三、课题和课时分配表四、课程教学内容和基本要求1.通信技术概论主要内容：（1）信号；（2）通信系统与通信网络；（3）标准与标准化组织；（4）模拟通信及模拟通信系统基本要求：（1）会叙述模拟信号与数字信号的区别（时间上、状态上）；（2）会叙述4种典型信道的传输特性及其优缺点；（3）会画出基本通信系统的组成框图；会画出数字通信系统的组成框图；（4）会叙述5种通信网络的拓扑结构；会画出5种通信网络的拓扑结构示意图；（5）会叙述协议、标准的含义；（6）会叙述4个通信的标准化组织；（7）会叙述模拟信号的特点；（8）会叙述通信系统的组成和信号处理流程。
2.数字基带信号的传输（1）主要内容：（2）信号在信道中的传输；（3）数字基带信号传输；（4）通用异步收发器；（5）RS-232C标准；基本要求：（1）掌握数字基带信号的概念；（2）理解信号在信道中传输的特性；（3）理解数字信号的基带传输方式；（4）了解RS-232标准。
通信系统的基本组成
通信系统的基本组成1.2.1 通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。
以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）如图 1-1 所示。
图 1-1 通信系统的一般模型图中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。
图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。
在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。
它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。
信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。
图 1-1 给出的是通信系统的一般模型，按照信道中所传信号的形式不同，可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。
1.2.2 模拟通信系统我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。
模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，如图 l-2 所示。
这里，一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。
对于模拟通信系统，它主要包含两种重要变换。
一是把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续消息（收端信宿完成）。
通信工程简单的课程设计
通信工程简单的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解通信工程的基本概念和原理，掌握通信系统的基本组成和功能。
2. 学习并掌握常用的通信技术和方法，如模拟通信和数字通信的特点及适用场景。
3. 了解通信工程中常用的信号处理技术和传输媒介，并理解其工作原理。
技能目标：1. 能够运用通信原理进行简单的通信系统设计和分析，解决实际问题。
2. 培养学生使用通信设备和软件进行数据传输、接收和处理的能力。
3. 培养学生的团队协作和沟通能力，通过小组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程学科的兴趣，激发其探索通信领域新技术的好奇心。
2. 培养学生的创新意识和实践能力，使其能够将理论知识应用于实际工程问题。
3. 增强学生的责任感，使其认识到通信工程在国民经济发展和社会进步中的重要作用。
课程性质：本课程设计旨在帮助学生将通信工程理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：高中生具有一定的通信工程基础知识，对通信技术和设备感兴趣，希望通过实践操作提升自己的技能。
教学要求：结合通信工程教材，注重理论与实践相结合，引导学生通过课程设计深入理解通信原理，培养实际操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 通信系统基本概念：介绍通信系统的定义、分类和基本组成，包括信源、信道、信宿等。
教材章节：第一章 通信系统概述2. 通信原理：讲解模拟通信和数字通信的基本原理，重点掌握调制、解调、编码、解码等技术。
教材章节：第二章 通信原理3. 信号处理技术：学习信号采样、量化、滤波等处理方法，了解其在通信系统中的应用。
教材章节：第三章 信号处理技术4. 传输媒介：介绍有线和无线传输媒介的特点及适用场景，如光纤、同轴电缆、无线电波等。
教材章节：第四章 传输媒介5. 通信设备与软件：学习常用通信设备和软件的使用方法，如示波器、信号发生器、通信仿真软件等。
教材章节：第五章 通信设备与软件6. 通信系统设计：结合实际案例，指导学生进行简单通信系统的设计和分析，培养实践能力。
简述数字通信系统的组成
简述数字通信系统的组成
数字通信系统通常由以下几个部分组成:
1. 数据编码和调制:数字通信系统中,数据被编码和调制到信号中,以便在传输过程中进行传输和处理。
编码和调制的主要目的是产生传输数据的压缩和优化。
2. 信道:信道是数字通信系统中的一个重要组成部分。
在信道中,数据传输过程中产生的噪声、干扰、失真等都会对数据的准确性和完整性产生影响。
因此,数字通信系统需要对信道进行适当的控制和滤波,以保证数据传输的质量和可靠性。
3. 数字信号处理:数字通信系统需要对数字信号进行适当的处
理和变换,以使其适合传输和处理。
数字信号处理包括信号编码、调制、解调、滤波、采样和量化等。
4. 数字通信协议:数字通信系统中的协议是指一组标准和方法,用于控制数据传输的格式、数据结构、错误检测和纠正等内容。
常见的数字通信协议包括TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP等。
5. 数字通信设备:数字通信系统需要配备相应的数字通信设备,如路由器、交换机、防火墙、调制解调器、数字信号处理器等。
这些
设备的作用是支持数字通信系统的运行和实现数据传输和处理。
数字通信系统需要数据编码、调制、信道控制、数字信号处理、数字通信协议和数字通信设备等多个组成部分相互协作,以实现数据的高效、可靠、安全传输。
通信原理知识点串讲
通信原理知识点串讲第1章 绪论1.1 通信系统的组成：1. 通信系统的一般模型的框图2. 模拟信号、数字信号的定义，数字通信系统的模型框图及各部分的作用（1）信源编码与译码：作用有两个，一个是将模拟信号转换为数字信号，即通常所说的模数转换；二是设法降低数字信号的数码率，即通常所说的数据压缩。
信源译码是信源编码的逆过程。
（2）信道编码与译码：数字信号在信道上传输时，由于噪声、干扰等影响，将会引起差错。
信道编码的目的就是提高通信系统的抗干扰能力，尽可能地控制差错，实现可靠通信。
译码是编码的逆过程。
（3）加密与解密：为保证所传信息的安全。
将输入的明文信号人为干扰，即加上密码。
这种处理过程称为加密。
在接收端对收到的信号进行解密，恢复明文。
（4）调制与解调：其作用是在发端进行频谱的搬移，在收端进行频谱的反搬移。
1.3 信息及其度量：信息量、熵（1）信息量I 与消息出现的概率P(x)之间的关系为： （2）说明： a=2时，信息量的单位为比特（bit ）； a=e 时，信息量的单位为奈特（nit ）； a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。
（3）定义：信源熵H ：统计独立的M 个符号的离散信息源的平均信息量为：11logMi i iH p p ==å1.4 主要性能指标：1. 有效性：信息速率、码元速率、频带利用率有效性：指在给定信道内所传输的信息内容的多少，用码元传输速率或信息传输速率或频带利用率来度量。
（1）码元传输速率（R B ）码元传输速率简称为传码率，又称为码元速率或符号速率。
定义为单位时间（每秒）内传输码元的数目单位为波特，可记为Baud 或B 。
码元可以是多进制的也可以为二进制。
如果一个码元占用的时间宽度为T ，则码元速率为：TR B 1=Baud （码元/秒）（2）信息速率信息传输速率简称传信率，又称信息速率。
定义为单位时间（每秒）内传递的信息量。
信息传输速率R b 与码元速率R B 的关系为：H R R B b =比特/秒M 个码元独立等概时，H=log 2M 比特/符号，此时：M R H R R B B b 2log ==比特/秒（3）频带利用率B R h B=Baud/Hz （码元/秒.赫兹） BR h b=比特/秒.赫兹 2. 可靠性：误信率、误码率 （1）误码率传输总码元数错误码元数=e P（2）误信率传输总比特数错误比特数=b P3. 可靠性：指接收信息的准确程度，用误码率或误信率来衡量。
她通信原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。
2. 掌握模拟通信和数字通信的基本知识。
3. 通过实验，验证通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本过程。
二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 信号发生器3. 示波器4. 数字信号发生器5. 计算机及实验软件三、实验原理通信原理实验主要涉及模拟通信和数字通信两个方面。
模拟通信是将模拟信号通过调制、传输、解调等过程实现信息传递；数字通信则是将数字信号通过编码、传输、解码等过程实现信息传递。
四、实验内容及步骤1. 模拟通信实验（1）调制实验① 打开通信原理实验平台，连接信号发生器和示波器。
② 设置信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为1V。
③ 将信号发生器输出信号接入调制器，选择调幅调制方式。
④ 通过示波器观察调制后的信号波形，记录调制信号的幅度、频率和相位变化。
⑤ 调整调制参数，观察调制效果。
（2）解调实验① 将调制后的信号接入解调器，选择相应的解调方式（如包络检波、同步检波等）。
② 通过示波器观察解调后的信号波形，记录解调信号的幅度、频率和相位变化。
③ 调整解调参数，观察解调效果。
2. 数字通信实验（1）编码实验① 打开数字信号发生器，生成二进制信号序列。
② 将信号序列接入编码器，选择相应的编码方式（如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等）。
③ 通过示波器观察编码后的信号波形，记录编码信号的时序和幅度变化。
（2）解码实验① 将编码后的信号接入解码器，选择相应的解码方式。
② 通过示波器观察解码后的信号波形，记录解码信号的时序和幅度变化。
五、实验结果与分析1. 模拟通信实验结果（1）调制实验：调制信号的幅度、频率和相位发生了变化，实现了信息的传递。
（2）解调实验：解调信号的幅度、频率和相位与原始信号基本一致，验证了调制和解调过程的有效性。
2. 数字通信实验结果（1）编码实验：编码后的信号波形符合编码方式的要求，实现了信息的编码。
（2）解码实验：解码后的信号波形与原始信号基本一致，验证了编码和解码过程的有效性。
第2章 数据通信基础知识
2.3.2 信源编码技术
1．数字数据的模拟信号编码 ③ 相移键控法（PSK，Phase Shift Keying）。 相移键控法又称相位调制（PM，简称调相）， 是调制载波的相位，用不同的载波相位（幅值 相同）表示数字信号“1”和“0”。 绝对调相使用相位的绝对值。
因为在频带传输中只需要用不同幅度或不同频率 表示0、1两个电平。
2.3.1 基带传输、频带传输和宽带传输
4．宽带传输 宽带是指带宽比声频更宽的频带。利用宽带 进行的传输称为宽带传输。 宽带传输可以在传输介质上使用频分多路复 用技术。 由于数字信号的频带很宽，不便于在宽带网 中直接传输，通常将其转化成模拟信号后再在宽 带网中传输。
2.1.3 数据通信的主要技术指标
1．数据传输速率 设T为传输的电脉冲信号的宽度或周期，N为 脉冲信号所有可能的状态数，则比特率为 S=(1/T)*log2N（bit/s） 式中，log2N是每个电脉冲信号所表示的二进制 数据的位数（比特数）。 如电信号的状态数N=2，即只有“0”和“1”两个 状态，则每个电信号只传送1位二进制数据，此 时，S=1/T。
2．数字数据的数字信号编码
（1）不归零编码（NRZ，Non-Return to Zero）。
不归零编码规定，如果用负电平表示逻辑 “0”，则正电平表示逻辑“1”，反之亦然。 特点：发送能量大，有利于提高收端信噪比； 带宽窄但直流和低频成分大； 不能提取同步信息，判决电平不易稳定；
不归零编码一般用于设备内部通信和短距离通信。
数字通信系统课程设计
数字通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字通信系统的基本概念、原理及组成；2. 掌握数字信号的调制、解调方法及其在通信系统中的应用；3. 了解数字通信系统中信道编码、差错控制等关键技术；4. 熟悉数字通信系统的性能指标及其评估方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决数字通信系统中的实际问题；2. 掌握使用相关工具软件对数字通信系统进行仿真、设计与调试；3. 能够撰写数字通信系统相关的技术报告和论文。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神；2. 激发学生对数字通信技术及其应用的兴趣，提高学生的创新意识；3. 增强学生的国家使命感和社会责任感，使其认识到数字通信技术在国家发展和社会进步中的重要作用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在帮助学生掌握数字通信系统的基本知识和技能，培养其解决实际问题的能力，同时激发学生的学习兴趣和责任感，为其未来的学术发展和技术创新奠定基础。
通过本课程的学习，学生将能够达到以上所述具体的学习成果。
二、教学内容1. 数字通信系统概述- 通信系统的基本概念- 数字通信系统的特点与分类- 数字通信系统的应用领域2. 数字信号的表示与处理- 数字信号与模拟信号的区别- 数字信号的表示方法- 数字信号的处理技术3. 数字信号的调制与解调- 调制与解调的基本原理- 常见数字调制技术：ASK、FSK、PSK- 数字解调技术及其应用4. 信道编码与差错控制- 信道编码的基本概念- 常见信道编码技术：汉明码、卷积码、Turbo码- 差错控制方法：自动重发请求、前向纠错5. 数字通信系统的性能评估- 通信系统的性能指标- 误码率与信噪比的关系- 数字通信系统的仿真与性能分析6. 实践教学环节- 数字通信系统的设计与仿真- 实际通信系统的故障排查与优化- 课程项目：设计与实现一个简单的数字通信系统教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
《通信原理》教案(基础部分)
《通信原理》配套教学教案【48学时基础部分教案】第1章1.1 引言1.2 通信系统1.2.1 通信与通信系统1.2.2 通信系统的通信方式1.2.3 主要通信资源1.2.4 通信系统的分类1.3 模拟与数字通信系统1.3.1 模拟通信系统1.3.2 数字通信系统1.4 信道1.4.1 信道的一般数学模型及分类1.4.2 恒参信道1.4.3 变参信道1.5 香农公式1.6 通信系统的性能指标1.6.1 模拟通信系统的性能指标1.6.2 数字通信系统的性能指标1.7 本章小结本章小结第2章本章小结思考及作业1.随机过程？通信系统中为什么要引入随机过程？2.严平稳和平稳过程的条件。
严平稳过程是否一定是平稳的？3.平稳过程通过线性系统后的输出是平稳的，反过来，如果输出过程是平稳的，是否说明输入也是平稳过程？4.什么是维纳－辛钦关系式？5.什么是高斯白噪声？高斯过程的主要性质是什么？如果随机过程关于时间t的一维随机变数是高斯的，能否说明此过程是高斯过程？6.试说明窄带噪声同相分量和正交分量的性质，以及包络和相位的性质。
7.正弦信号加窄带噪声的包络形式如何？第3章3.2.2 DSB-SC调制3.2.3 SSB调制3.2.4 VSB调制3.2.5 线性调制方案总结3.3 角度调制3.3.1 角度调制基本概念3.3.2 窄带FM3.3.3 宽带FM3.4 连续波调制系统中的噪声3.4.1 接收机模型3.4.2 AM包络检波接收机的抗噪声性能 3.4.3 线性调制相干接收机的抗噪声性能 3.4.4 FM接收机的抗噪声性能3.4.5 连续波调制的性能比较3.5 频分复用3.5.1 频率搬移3.5.2 频分复用原理本章小结第4章4.3.3 实际抽样4.3 量化过程4.4.1 量化基本概念4.4.2 均匀量化4.4.3 非均匀量化4.4 脉冲编码调制4.4.1 PCM系统组成4.4.2 PCM编码规则4.4.3 PCM系统的噪声性能 4.4.2 PCM编码规则4.5 差分脉冲编码调制4.6 增量调制4.6.1 DM基本原理4.6.2 DM系统中的噪声4.7 时分复用4.7.1 时分复用原理4.4.2 数字复接则本章小结思考及作业1.模拟信号为什么需要进行数字化？如何进行？2.模拟信号的数字化是否存在误差？如果解决？3.如何计算低通信号和带通信号的抽样速率和抽样间隔。
通信原理教案(第1章)李白萍
第1章绪论本章教学基本要求：掌握：1. 通信基本概念2. 信息量、主要性能指标计算3. 数字通信系统的组成理解：1. 通信系统的分类2. 通信系统的发展本章核心内容：一、通信的基本概念二、通信系统的组成、分类三、数字通信系统的性能指标四、数字通信技术及发展一、通信的基本概念1. 通信：消息传递的全过程，即信息的传输与交换。
2. 消息：是有待于传输的语言、活动图片和文字、数据等。
3. 信息：消息中包含的有意义的内容。
4. 信号：信息的物质载体。
5. 信息量：度量信息多少的量值，它和消息的总类，消息的重要程度无关，它只反应一个量值。
1）信息量的计算消息中所含信息量与消息出现的概率有关。
（1）信息量（I ）是消息出现的概率（P(x)）的函数：I=I[P(x)] （2）消息出现的概率愈小，它所包含信息量愈大；反之信息量愈小。
且P(x)=1时，I=0，P(x)=0时，I=（3）若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和。
I[P(x 1)P (x 2)…P(x n )] = I[P(x 1)]+ I[P(x 2)]+…+ IP(x n )]所以，I=log a)(1x p = - log a p(x) 信息量I 的单位与对数的底数有关：当对数底a 取2时，信息量的单位为比特（bit ）；当对数底a 取e 时，信息量的单位为奈特（nit ）；当对数底a 取10时，信息量的单位为哈特（hart ）。
通常使用的单位为比特。
1比特（bit ）的含义：是信息量的度量单位；一位二进制数不经压缩所含的信息量；一个脉冲波形所含的信息量；一比特等于488微秒。
2）离散信源的平均信息量（1）离散等概时信息量的计算假设有M(M=2K )个消息，它们是等概的，每条消息的概率P(x)=M1，以2为底时：I=lb)(1x P =lbM=K(bit) （2）离散不等概时信息量的计算某离散信息源输出x 1,x 2,…,x M M 个不同符号，它们出现的概率分别为P(x 1),P(x 2),…,P(x M )。
数据通信资料(复习资料)
1、什么是信号？模拟信号和数字信号的根本区别？信号：把消息转换成适合于信道传输的物理量即为信号模拟信号：指信号的某一参量可以取无穷多个值，并且与原始消息直接对应的信号数字信号：值信号的某一参量只能取有限多个值，且与原始消息不直接对应的信号2、什么是数据通信？数据通信系统组成？数据通信：完成计算机之间、计算机与终端以及终端之间的信息传递的通信方式和通信业务就是数据通信数据通信系统组成：由数据终端设备DTE、数据电路终结设备DCE以及传输信道三部分组成3、数据通信传输方式（掌握各种分类方式的基本概念）基带传输与频带传输基带传输：指电信号所固有的基本频带；频带传输：指把二进制信号（数字信号）进行雕制交换，成为能在公用电话网中传输的音频信号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传送到接收端后，再由调制解调器将该音频信号解调变换成原来的二进制电信号。
并行传输与串行传输并行传输：指数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输串行传输：指数据流以串行方式，在一条信道上传输异步传输与同步传输异步传输：一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一字符代码时，前面均加上“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或2码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同（无论长度多少都加上起和止）同步传输：在一个串行的数据流中，各信号码元间的相对位置都是固定的，同步传输以固定时钟节拍来发送数据信号单工、半双工与全双工传输单工：消息只能单向传输半双工：通信双方都能收发消息，但不能在两个方向上同时传输全双工：双方可同时进行收发消息的工作方式4、数据通信系统的质量指标（相关的例题和习题）p23码元速率（RB）=1/Tb信息速率（Rb）=RBlog2M频带利用率（r）掌握各个质量指标的计算及其相互间的关系如何对数据通信系统的性能进行评价？误码率和误比特率5、信号的带宽的基本概念（零点带宽）信道容量指信道中信息无差错传输的最大速率6、信道的定义，狭义信道和广义信道的分类信道：是指定的一段频带，它让信号通过、同时又给信号以限制和损害狭义信道：有线信道和无线信道广义信道：调制信道和编码信道7、掌握信道容量的定义所谓的信道容量：是指信道在单位时间内所能传送的最大信息量，即指信道的最大传信率。
通信系统的组成和分类(数字通信技术)
解调可以进行相干解调或非相干解调，前者需要知 道载波的相位才能检测，后者则不需要。 对高斯噪声下信号的检测，一般用相关接收机或匹 配滤波器。
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二、数字通信系统的组成
5. 多路与多址
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二、数字通信系统的组成
4.调制与解调
调制是把待传输的基带信号转换成适于信道传输的 波形。它利用数字基带信号对载波波形的某些参量 进行控制，使载波的这些参量随数字基带信号的变 化而变化。解调是调制的逆变换。 数字调制技术分为：ASK、FSK、PSK、CPM，以及它 们的各种组合。
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二、数字通信系统的组成
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二、通信系统的组成
信 息 源
发送 传输 接收 设备 媒介 设备
收 信 者
噪声源
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二、通信系统的组成
1. 信源和收信者（信宿）
信源(information source)是发出信息的源，是产生消息的 机构，消息(message)中包含着信息(information)，是用户 所关心的部分。消息本身在系统其它部分被转换、复制、 并处理。 实际中的信源是高度复杂的物理现象，例如人类的语言和 文字、图像、声响，甚至于各种控制系统中的传感器等。 但在通信系统中的信源，产生的都是电信号。 信源既可以输出离散的数字信号，也可以输出连续的模拟 信号。 信宿是传输信息的归宿点。
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二、通信系统的组成
3. 传输媒介（信道）
信道是指传输信号的通道，从发送设备到接收设备之 间信号传递所经过的媒介，可以是无线的，也可以是 有线的，而有线和无线又可以细分为多种传输媒介。 信道既给信号以通路，也会对信号产生各种干扰和噪 声，传输媒介的固有特性和干扰噪声都直接关系到通 信的质量。
通信原理教学大纲
通信原理教学大纲一、课程基本信息课程名称：通信原理课程类别：专业必修课学分：＿____总学时：＿____适用专业：通信工程、电子信息工程等相关专业二、课程性质与教学目标（一）课程性质通信原理是通信工程、电子信息工程等专业的一门重要的专业基础课程，是研究通信系统中信息传输基本原理和方法的课程。
通过本课程的学习，使学生掌握通信系统的基本组成、基本原理和性能分析方法，为后续的专业课程学习和从事通信领域的工作打下坚实的基础。
（二）教学目标1、知识目标掌握通信系统的组成、分类和性能指标。
理解模拟通信和数字通信的基本原理，包括模拟调制解调、数字基带传输和数字频带传输。
熟悉信道的特性、噪声对通信系统的影响以及信道编码和纠错编码的基本原理。
了解通信系统中的同步技术，包括载波同步、位同步和帧同步。
2、能力目标能够对简单通信系统进行性能分析和计算。
具备设计和实现基本通信系统的能力。
能够运用所学知识解决通信工程中的实际问题。
3、素质目标培养学生的工程思维和创新意识。
提高学生的自主学习能力和团队协作能力。
增强学生的职业道德和社会责任感。
三、教学内容与要求（一）绪论1、通信的基本概念通信的定义和目的。
通信系统的模型和组成部分。
2、通信系统的分类按传输媒介分类（有线通信和无线通信）。
按信号特征分类（模拟通信和数字通信）。
3、通信系统的性能指标有效性指标（传输速率、频带利用率）。
可靠性指标（误码率、误信率）。
（二）确知信号1、确知信号的分类周期信号和非周期信号。
能量信号和功率信号。
2、确知信号的频域特性傅里叶变换的基本性质。
周期信号的频谱。
3、确知信号的时域特性信号的自相关函数和互相关函数。
（三）随机过程1、随机过程的基本概念随机过程的定义和分类。
随机过程的数字特征（均值、方差、自相关函数）。
2、平稳随机过程平稳随机过程的定义和性质。
各态历经性。
3、高斯随机过程高斯随机过程的定义和性质。
高斯随机变量的概率分布。
（四）信道1、信道的定义和分类有线信道和无线信道。
扩频通信原理chapter1
序言一．扩展频谱技术概述概念：所谓扩展频谱技术一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。
一种典型的扩展频谱系统如图0-1所示：图0-1 典型扩展频谱系统框图它主要由原始信息，信源编译码，信道编译码（差错控制），载波调制与解调，扩频调制与解扩频和信道六大部分组成。
信源编码的目的是去掉信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。
差错控制的目的是增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。
调制部分是为使经信道编码后的符号能在适当的频段传输，如微波频段，短波频段等。
扩频调制和解扩是为了某种目的而进行的信号频谱展宽和还原技术。
框图中各点信号的时域和频域特性如图0-2所示。
与传统通信系统不同的是，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。
为什麽要进行扩频？这是因为它具有一些独特的优点。
特点：1)抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力。
2)可检性抵，(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被侦破。
3)具有多址能力，易于实现码分多址（CDMA）技术。
4)可抗多径干扰。
5)可抗频率选择性衰落。
6)频谱利用率高，容量大（可有效利用纠错技术、正交波形编码技术、话音激活技术等）。
7)具有测距能力。
8)技术复杂。
应用：基于以上这些特点，扩频技术首先应用于军事通信，现在也开始民用和商用。
1)卫星通信（多址，抗干扰，便于，降低平均功率谱密度）2)移动通信（多址，抗干扰，便于，抗多径，提高频谱利用率）3)无线本地环路4)GPS（选址，抗干扰，，测距）5)测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪`````主要缺点：技术复杂，但是随着数字处理技术的发展，集成工艺进步，使扩频系统的实现变的简单，只需对扩展技术有一般的了解就可以从事扩频系统的设计工作。
因此，扩频技术在这些年发展非常迅速，由军用到民用，商用，围很广。
理论基础：扩展频谱技术的理论基础是信息论中的香农定理[1]其中C------信道容量（比特/秒）N-----噪声功率W----带宽（赫兹）S ---------信号功率当S/N 很小时（≤0.1）得到：在无差错传输的信息速率C 不变时，如N/S 很大，则必须使用足够大的带宽W 来传输信号。
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1.3 通信系统分类与通信方式
三、数字通信的特点
1、抗干扰能力强
数字信号的取值个数有限 (大多数情况只有 0和1两个 值)，因此在传输过程中不太关心信号的绝对值，只注意 相对值。 比如设高电平5V为1，低电平0V为0，在传输时受噪 声影响，5V变成8V，而我们只要看到大于5V的值认为是 5V 就行了。一般可以将大于 2.5v 的信号都判为 1 ，小于 2.5v都判为0。
如果 0V 受干扰也可能变成 8V ，以致于把数据 0 误认 为数据 1 。但经过信道编码后，数据 0不是用简单的低电 平表示，因此，这种误码出现的可能性很小。
2、传输中继器可再生信号，消除噪声积累 比如一个中继器收到一个受干扰而变成 8V的信号， 若是模拟通信，中继器就会原封不动地把这个 8V信号放 大后送往下一级，下一级接着放大再往下送，这样一级 一级下去，噪声被不断地放大，形成噪声积累直到通信 终端。 如果是数字通信，第一个收到这个 8V信号的中继器 先认为该信号为一高电平信号，然后并不将该信号往下 传，而是重新生成一个标准高电平信号 ( 比如为 5V) 传往 下一级，这样，噪声就不会像模拟通信那样被一级一级 地放大，而是被中继器“隔离”，从而消除了噪声积累。
第1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
1.1 通信的基本概念
古 代 峰 火 边 防
海 军 旗 语
信 鸽 传 书
传统通信的几种形式
无线广播
电视广播
雷达 卫星广播
移动电视
移 动 通 信
现代通信的几种形式
主线，紧紧围绕通信系统的有效性和可靠性这对矛盾 进行分析，并对各种通信系统的性能指标进行评价与 比较。
课程要求：
1、掌握模拟通信和数字通信的基本理论，各种 调制解调性能比较，为进一步学习各种信息传输系统 打下理论基础。 2、掌握数字通信系统的基本组成、工作原理、 常用的性能指标。
3、理解模拟信号数字化的过程，掌握脉码调制 等常用的数字化方法。 5、掌握数字通信中常用的调制和解调方法。
数字通信系统与模拟通信系统比较，主要区别是多了 信源编码(解码)和信道编码(解码)功能模块。 信源编码完成的是将模拟信息 ( 模拟信号 ) 转换成数字 信号的功能。信源编码的另一个作用是提高信息传输的有 效性，即通过数据压缩的方法减少码元数目，并降低码元 速率。 (信源解码功能相反) 信道编码是将信源编码输出的数字信号变成适合于信 道传输的码型 ( 信道解码功能相反 ) ，增强数字信号的抗干 扰能力，提高传输的可靠性。 数字通信系统还包括数字调制和数字解调以及同步等， 参见图1-5。
3、便于进行信号加工与处理 由于信号可以储存，因此可以像处理照片一样对信号随 意(误码)可以设法控制，提高了传输质量 5、数字信息易于加密且保密性强。 6、能够传输话音、电视、数据等多种信息，增加了通信系 统的灵活性和通用性。 数字通信的许多长处是以增加信号带宽为代价的。比如， 一路模拟电话信号的带宽为 4kHz，而一路数字电话信号一般 为 64kHz 的带宽，这说明数字通信的频带利用率低。这一缺 点在在系统频带紧张场合很突出，但目前在微波通信、光通 信场合，数字通信这些弱点被弱化，数字通信几乎成了唯一 选择。
所谓通信，就是信息的传递。传递是一种信息传输的 过程或方式。 消息包括话音、文字、数据、图片、视频等。信息是 消息中的有用内容。消息中包含信息，是信息的载体。得 到消息，从而获得信息。 所讨论的通信均指电通信，即利用各种电信号，包括 光信号作为通信信号。 现代通信所研究的主要问题概括地说就是如何把信息 大量地、快速地、准确地、广泛地、方便地、经济地、安 全地从信源通过传输介质传送到信宿。 通信原理就是介绍支撑各种通信技术的基本概念和数 学理论基础。
信 源
发 送 设 备
传 输 介 质
接 收 设 备
信 宿
干 扰
通信系统的一般模型
信源：把各种消息转换成原始电信号。原始电信号 称为基带信号，信号的频谱是从零附近开始，具有较低 的频率。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：一种物理媒质，将发射设备的信号传送到接 收端。 接收设备：从接收信号中恢复出原始电信号。 信宿：把基带信号还原成原有的消息。 自由空间的信道不能直接传输基带信号，需要进行 调制，调制后的信号称为已调信号。 已调信号的特点：一是携带有信号；二是适应在信 道中传输。已调信号又称为带通信号。
1.2 通信系统的组成
一、 通信系统一般模型 用于进行通信的设备硬件、软件和传输介质的集合 叫做通信系统。 过去对通信系统的定义没有软件部分，但随着计算 机进入通信系统，通信软件就成为组成通信系统的基本 要素，因此在定义中加入软件这一模块。 从硬件上看，通信系统主要由信源、发送设备、信 道、接收设备、信宿（受信者）五部分组成。干扰可以 理解为是通信系统的一部分，因为在实际应用中，一个 通信系统无法彻底消除干扰。
课程名称：通信原理 使用教材：通信原理，樊昌信，曹丽娜编著， 国防工业出版社，2006.9第6版 授课学时：72，其中实验8 考核方式：考试
课程简介：
通信原理是电子、通信、计算机、信息处理等专
业的重要专业基础课。 课程主要讲述现代通信系统的基本组成、基本性
能指标和基本分析方法。以各种调制技术的分析作为
例：广播通信系统包括话筒、发送设备、
无线电波传输、接收设备、扬声器等。
二、模拟通信系统和数字通信系统
根据信道传输信号种类的不同，通信系统可分为两大 类：模拟通信系统和数字通信系统。 模拟信号是一系列连续变化的电磁波或电压信号，这 些信号直接与消息相对应，如亮度连续变化的电视图像。 模拟信号在时间上不一定连续。 数字信号是一系列断续变化的电压脉冲或光脉冲，具 有有限个取值，如电报。 信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，如电 话、广播和电视系统。 信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统，比如 数字电话通信系统。