通信系统模型
通信系统的模型及分类
基带的含义是指：频 谱从零频附近开始的 信号（如语音）；
3.数字通信系统模型
定义：信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统。
分类：数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统
和模拟信号数字化传输通信系统。
3.数字通信系统模型
1.数字频带传输系统
同步 信源 编码 器 加密 器 调制 器 信 道 解调 器 解密 器 译码 器 信宿
《现代通信技术》课程
通信系统的 模型及分类
目 录
01
通信系统的一般模型
02
03
模拟通信系统模型
数字通信系统模型
1.通信系统的一般模型
点对点通信
信源 发送设备 信道 接收设备 信宿
发送端
噪声源 通信系统一般模型
接收端
2.模拟通信系统模型
定义：信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。
信息源 调制器 信道 解调器 信宿
发送端 噪声源
接收端
模拟通信系统 一般模型
2.模拟通信系统模型
从理论上基带、基带信号、已调信号存在以下关系：
信源发出的原始电信 号是基带信号；
完成这种变换和反变换 的是调制器和解调器。 经过调制后的信号称为 已调信号；
01
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04 已调信号有三个基本特征： 1）携带有信息，2）适合在信 道中传输，3）信号的频谱具有 带通形式且中心频率远离零频， 因而已调信号又称频带信号；
优点
便于与各种数字终端接口，利用现代计算技术对信息进
行处理、存储、变换； 便于加密处理，保密性强； 便于集成化，使通信设备微型化；
缺点
占据系统频带宽，频带利用率不高； 对同步要求高，系统设备比较复杂；
谢谢
通信系统模型的概念
通信系统模型的概念通信是人类社会发展中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步，通信系统的模型也在不断演变和完善。
本文将探讨通信系统模型的概念和发展，从物理层到应用层，深入了解其中的关键要素和挑战。
一、通信系统的基本概念通信系统是指将信息传递从一个地点转移到另一个地点的过程。
它通常由源端、信道和目的端组成。
源端即信息的产生者，信道指传输信息的媒介，而目的端则是信息的接收者。
通信系统的目标是确保信息能够准确、快速地传递，同时保护信息的机密性和完整性。
二、通信系统模型的层次结构为了更好地理解和管理通信系统，人们引入了分层模型的概念。
最经典的通信系统分层模型是OSI（开放系统互连）模型，它将通信系统划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1. 物理层物理层是通信系统模型中最底层的层次，它负责将数字或模拟信号转换为能被传输媒介传递的物理形式。
物理层主要处理的是电压、电流、光强等物理特性。
2. 数据链路层数据链路层是负责将数据分成数据块，并在物理层提供的传输介质上传输的层次。
它使用帧作为数据传输的基本单位，并为数据提供可靠的传输，实现错误检测和纠正。
3. 网络层网络层负责将数据从源端传输到目的端，通过不同的节点进行路由选择。
它实现了将数据分割成更小的包并选择合适的路径进行传输。
4. 传输层传输层负责处理端到端的通信。
它提供了一种可靠的数据传输机制，保证数据的有序性和完整性。
最常见的传输协议是TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
5. 会话层会话层负责建立、管理和终止通信会话。
它提供了一种可靠的连接机制，确保通信的连续性和完整性。
6. 表示层表示层负责数据的格式化和解析。
它将数据从应用程序的格式转换为网络可识别的格式，并处理数据的加密和解密。
7. 应用层应用层是通信系统模型中最高层的层次，它负责为用户提供各种网络服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。
三、通信系统模型的挑战和发展趋势随着通信技术的飞速发展，通信系统模型面临了诸多挑战和需求。
通信系统的简化模型
通信系统的简化模型通信系统的简化模型一、引言通信系统是指用于传输信息的设备和网络。
它由多个组成部分构成，包括发送器、接收器、信道和协议等。
通信系统的设计和优化是一个复杂的过程，需要考虑诸多因素。
为了更好地理解通信系统的工作原理，我们可以采用简化模型来描述其基本结构和功能。
二、通信系统的基本结构通信系统可以分为两个主要部分：发送端和接收端。
发送端负责将信息转换为适合传输的形式，并通过信道将其传输到接收端。
接收端则负责将传输过来的信息还原为原始形式，并进行相应处理。
1. 发送端发送端由三个主要组成部分构成：源、编码器和调制器。
（1）源源是指产生信息的设备或人类活动。
例如，语音、图像、文字等都可以作为信息源。
在通信系统中，这些不同类型的信息需要经过不同的处理方式才能被传输。
（2）编码器编码器是将源产生的原始信息转换为适合传输的格式或编码方式。
常见的编码方式包括数字化、压缩和加密等。
（3）调制器调制器是将编码后的数字信号转换为适合传输的模拟信号。
调制器的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输到接收端。
2. 接收端接收端由三个主要组成部分构成：解调器、译码器和目的地。
（1）解调器解调器是将模拟信号转换为数字信号。
其主要功能是将接收到的模拟信号转换为数字信号，并传递给译码器进行进一步处理。
（2）译码器译码器是将数字信号转换为原始信息。
其主要功能是将接收到的数字信号还原为原始信息，并进行相应处理。
（3）目的地目的地是指最终接收到信息的设备或人类活动。
例如，显示屏、扬声器、打印机等都可以作为信息的目的地。
三、通信系统中的信道通信系统中，信息需要通过一定类型的信道进行传输。
根据不同类型的传输媒介，可以将通信系统中使用的信道分为有线和无线两种类型。
1. 有线信道有线信道指通过电缆或光缆等物理媒介进行传输。
常见的有线通讯方式包括电话、电报、以太网等。
2. 无线信道无线通讯方式则使用了无线电波作为传输媒介。
通信系统的马尔可夫过程模型
通信系统的马尔可夫过程模型现代通信系统的设计和性能分析越来越依赖于马尔可夫过程模型。
马尔可夫过程是一种数学模型，可以描述系统状态随时间的变化，特别适用于具有随机特性的系统，例如通信系统中的信道状态和数据流量等。
本文将介绍通信系统中常用的马尔可夫过程模型及其应用，旨在帮助读者理解通信系统的性能分析方法和技术。
1. 引言通信系统是信息传输和交换的关键组成部分，其性能直接影响到用户体验和系统效率。
为了有效地分析和优化通信系统的性能，需要建立准确的数学模型。
马尔可夫过程作为一种常用的建模工具，能够描述系统状态的演化规律，是通信系统性能分析的重要手段。
2. 马尔可夫链马尔可夫链是马尔可夫过程的基本模型，用于描述具有马尔可夫性质的随机系统。
马尔可夫链的核心思想是“未来仅取决于当前状态，与过去状态无关”。
在通信系统中，常用的马尔可夫链模型有信道状态和用户行为等。
2.1 信道状态马尔可夫链通信系统中的信道状态常常是不确定的，例如无线通信中的信道衰落和干扰等。
为了描述这种不确定性，可以使用信道状态马尔可夫链模型。
该模型将信道状态定义为一系列离散的状态，通过状态间的转移概率描述信道状态的演化过程。
基于该模型，可以进一步分析通信系统的传输性能和容量等。
2.2 用户行为马尔可夫链在移动通信系统中，用户的行为常常具有随机特性，例如用户的移动模式和通信需求等。
为了更好地理解和满足用户的需求，可以使用用户行为马尔可夫链模型。
该模型将用户的行为抽象为一系列离散的状态，通过状态间的转移概率描述用户行为的演化过程。
基于该模型，可以优化通信资源分配和调度策略，提高用户的通信质量和系统效率。
3. 马尔可夫过程的性能分析通过建立马尔可夫过程模型，可以对通信系统的性能进行量化和分析。
常用的性能指标包括系统吞吐量、平均延迟和丢包率等。
3.1 稳态性能分析马尔可夫过程的稳态分析用于计算系统在长期运行中的平均性能。
通过求解状态转移方程或离散时间平稳分布，可以获得系统的稳态性能指标。
简述通信系统的一般模型__概述及解释说明
简述通信系统的一般模型概述及解释说明1. 引言1.1 概述通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它在人们之间传递信息、交流思想起到了至关重要的作用。
随着科技的发展，各种通信系统得以建立和完善，从最初的传统有线电话到如今的移动通信网络，都为人们提供了全球范围内快速、可靠、安全的信息传输与沟通手段。
本文将简要介绍通信系统的一般模型，并对其组件、功能和工作原理进行解释说明。
同时，本文还将深入探讨通信系统中的关键要点，以便读者更好地理解和运用相关知识。
1.2 文章结构本文主要分为六个部分：引言、通信系统的一般模型、通信系统的要点一、通信系统的要点二、通信系统的要点三和结论。
在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，并阐明文章目标与结构。
接下来，在通信系统的一般模型部分，我们将具体描述其定义、背景、组件和功能以及工作原理。
在接下来的三个部分中，我们将详细解释每个要点，并提供相关实例和说明。
最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结并提出一些展望。
1.3 目的本文的主要目的是向读者介绍通信系统的一般模型，并解释其组成部分和工作原理。
通过详细说明每个关键要点，我们希望读者能够全面了解通信系统并理解其在现代社会中的重要性。
同时，通过阅读本文，读者还可以更好地应用和运用通信系统相关知识。
最终，我们期望本文能为读者提供一个全面、清晰且易于理解的概述，并为他们进一步学习和研究通信系统打下基础。
2. 通信系统的一般模型2.1 定义和背景：通信系统是指通过传送、交换和处理信息来完成信息传递的一组设备和技术的集合。
它可以实现人与人之间、人与机器之间以及机器与机器之间的信息传递。
通信系统在现代社会中扮演着非常重要的角色，广泛应用于电信、互联网、无线通信等领域。
2.2 组件和功能：通信系统由多个组件组成，每个组件都有特定的功能，协同工作以实现信息传递。
主要的组件包括发送端、接收端、传输介质和信号处理设备。
发送端将待传输的信息转化为适合在传输介质上进行传播的信号，并通过传输介质将信号发送给接收端。
通信系统模型.pptx
2019年10月19
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1
课程概况
目的：
了解学习信息论的作用、方法与意义，对信息论的 研究方法和成果有广泛的基本认识，学会应用，为 进一步研究打下基础
特点：
以信息理论为中心，区别与“信源编码”、“信道 编码”
以概念和物理意义为主 结合通信系统实际应用
2019年10月19
source with a fidelity criterion”. – Shannon第三定理
2019年10月19
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25
信息论发展简史
1952年Fano证明了Fano不等式，给出了shannon 信道编码逆定理的证明
1957，Wolfowitz，1961 Fano，1968Gallager给 出信道编码定理的简介证明并描述了码率，码长和 错误概率的关系，1972年Arimoto和Blahut发明了 信道容量的迭代算法
2019年10月19
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9
各部件功能
信道
信号从发端传到接收端的介质
干扰源
系统各部分引入的干扰，包括衰落，多径，码间干 扰，非线性失真，加性噪声，主要是统计特性
信道的中心问题是研究信道的统计特性和传信能力， 即信道容量
2019年10月19
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10
各部件功能
译码器
编码器的逆变换 中心问题是研究各种可实现的解调和译码方法
信宿
信息的接收者
2019年10月19
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11
信息、信息科学与信息论
Inform—information
什 么 “某人被通知或告知的内容、情报、消息”
通信系统概述
第一章通信系统概述1.1 通信系统模型一、通信的定义1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容﹙包括语音、图象、文字等﹚人与人之间要互通情报，交换消息，这就需要消息的传递。
古代的烽火台、金鼓、旌旗，现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等，都是人们用来传递信息的方式。
2.信号：与消息一一对应的电量。
它是消息的物质载体，即消息是寄托在电信号的某一参量上。
3．通信就是由一地向另一地传递消息。
二、电通信1．定义利用“电”来传递信息，是一种最有效的传输方式，这种通信方式称为电通信。
2．特点电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效，而又准确、可靠的传递。
电通信一般指电信，即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统，对于消息、情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。
（1）模拟信号与数字信号：按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。
模拟信号：信号的取值是连续的。
数字信号：信号的取值是离散的。
（2）基带信号与频带信号：按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。
基带信号：发信源发出的信号。
频带信号：通过调制将基带信号变换为频带信号。
基带传输：在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。
频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。
（FM、AM、MODEM）三、通信系统的模型1.通信系统的一般模型(1)通信系统：通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。
(2)通信系统的基本模型●发信源：是消息的产生来源，其作用是将消息变换成原始电信号。
变换：将非电物理量转换为掂量。
信源可分为模拟信源和离散信源。
模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号；离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。
●发送设备：作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信号。
它要完成调制、放大、滤波、发射等。
在数字通信系统中还要包括编码和加密。
通信系统基本原理和模型
通信系统基本原理和模型通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它承载着人们信息传递的重要任务。
在这篇文章中，我们将讨论通信系统的基本原理和模型，以帮助读者更好地了解这个领域。
一、通信系统的基本原理通信系统的基本原理涉及信号的产生、传输和接收。
在通信系统中，源头产生的信息通过信号转换成电磁波或其他载体进行传输，最终被接收方解码还原成可读取的信息。
1.1 信号产生信号是指源头产生的传递信息的载体。
在通信系统中，信号可以是模拟信号或数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号则是离散且有限的信号。
信号的产生可以通过各种方式实现，例如声音通过麦克风转换成电信号、文字通过键盘输入转换成二进制代码等。
1.2 信号传输信号传输是指将信号从发送方传递到接收方的过程。
在通信系统中，通常采用电磁波作为信号的传输媒介。
电磁波可以在空气、电线、光纤等介质中传播，其中光纤是目前应用较为广泛的传输介质之一。
信号在传输过程中可能会受到噪声、衰减和失真等因素的影响，因此需要采取一系列的调制、编码和纠错技术来保障传输的可靠性和稳定性。
1.3 信号接收信号接收是指将传输过程中的信号解码还原为原始信息的过程。
接收方根据发送方采用的调制、编码方式，对接收到的信号进行解调、解码操作。
解调是指将调制后的信号还原为原始信号，解码是指将编码后的信号还原为原始信息。
解调和解码过程通常需要使用相应的硬件设备和算法来实现。
二、通信系统的模型通信系统可以通过模型来描述其运行原理，并帮助我们更好地理解其中的各个环节。
通信系统的模型一般包括发送方、接收方、信道和噪声等基本组成部分。
2.1 发送方发送方是指信息的源头，负责产生并发送信号。
发送方在发送之前可能需要进行信号处理、调制和编码等操作，以适应信道的传输特性。
2.2 接收方接收方是指信息的目标对象，负责接收并解码信号，将其转换为可读取的信息。
接收方在接收到信号后，可能需要进行信号处理、解调和解码等操作，以还原信号的原始信息。
通信系统的一般模型
通信系统的一般模型通信系统是一种用于传输信息的系统，它由多个组件和过程组成，以实现有效的信息传递。
通信系统的一般模型描述了通信系统中各个组件的功能和相互之间的关系。
下面将介绍通信系统的一般模型，包括发送端、信道、接收端和附加组件。
1. 发送端：发送端是通信系统的起点，负责将要传输的信息转换为适合在信道上传输的信号。
发送端的主要组成部分包括：-信源（Source）：信源产生要传输的信息。
它可以是一个声音源、图像源、数据源等。
信源可以是模拟信号源或数字信号源。
-编码器（Encoder）：编码器将从信源接收到的信息转换为适合传输的信号。
编码的目的是将信息转换为能够在信道中传输和恢复的形式。
-调制器（Modulator）：调制器将编码后的信号转换为适合在信道上传输的模拟或数字信号。
它通常使用调制技术，如调幅（AM）、调频（FM）或数字调制（如QAM）。
2. 信道：信道是信息在发送端和接收端之间传输的媒介。
信道可以是有线传输媒介（如光纤、同轴电缆）或无线传输媒介（如无线电频谱）。
信道可能会引入干扰、噪声和失真，对传输的信息产生影响。
3. 接收端：接收端是通信系统的终点，负责从信道中接收信号并将其恢复为原始信息。
接收端的主要组成部分包括：-解调器（Demodulator）：解调器将在信道上调制的信号转换为基带信号，以便后续处理。
-解码器（Decoder）：解码器将解调器输出的信号转换回原始信息。
解码器的功能是逆向编码器，将接收到的信号转换为与发送端相同的形式。
-信源（Source）：接收到的信息从信源输出。
接收端的信源应与发送端的信源相对应。
4. 附加组件：除了发送端、信道和接收端之外，通信系统还可以包括一些附加组件，以增强系统的功能和性能。
这些附加组件可能包括：-前向纠错编码（Forward Error Correction，FEC）：FEC技术用于在传输过程中检测和纠正错误。
它通过在发送端添加冗余信息来提高信道的抗干扰和纠错能力。
1.2.12通信系统模型1
通信系统基本模型——简单通信系统模型
• 2. 发送变换器
发送变换器的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的基带 信号变换为适合在信道上传输的信号。不同信道有不同的传输特性，而 由于要传送的信息种类很多，它们相应的基带信号参数各异,往往不适于 在信道中直接传输，故需要变换器进行变换。
通信系统基本模型——简单通信系统模型
通信系统基本模型
• 简单通信系统模型 • 模拟通信系统模型 • 数字通信系统模型
通信系统基本模型——简单通信系统模型
通信系统基本模型——简单通信系统模型
•
通信系统基本模型——简单通信系统模型
•
根据所产生信号性质的不间，信源 可分为模拟信源和数字信源。模拟 信源(如电话机、传真机等)输出连 续幅度的模拟信号，数字信源(如电 传机、计算机等)输出离散的数字信 号。
通信系统基本模型——简单通信系统模型
通信系统基本模型——简单通信系统模型
通信系统基本模型——简单通信系统模型
通信系统基本模型——模拟通信系统模型
通信系统基本模型——数字通信系统模型
பைடு நூலகம்节结束
通信系统基本模型——简单通信系统模型
• 4.接收变换器
接收变换器的工作过程是发送变换器的逆工作过程。发送变换器把不同 形式的基带信号变换成适合信道传输的信号，通常这种信号不能为信息 接收者接收,需要用接收变换器把从信道上接收的信号再变换成原来的基 带信号。接收变换器的主要处理方式有多路分解、解调、解密、解码、 数/模转换等。
通信系统模型
通信系统模型1．通信系统一般模型图1-1 通信系统一般模型（1）信息源①信息源的作用把各种消息转换成原始电信号。
②信息源的分类a．模拟信源模拟信源输出连续的模拟信号，如话筒、摄像机。
b．数字信源数字信源输出离散的数字信号，如电传机、计算机等各种数字终端。
（2）发送设备①发送设备的作用a．产生适合在信道中传输的信号；b．使发送信号特性和信道特性相匹配；c．使发送信号具有抗信道干扰的能力；d．使发送信号具有足够的功率以满足远距离传输的需要。
②发送设备的内容包含变换器、放大器、滤波器、编码器、调制器、多路复用器等过程。
（3）信道①信道的定义信道是一种将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。
②信道的分类无线信道和有线信道。
③信道的作用信道传输信号的通路，并对信号产生各种干扰和噪声。
（4）噪声源噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。
（5）接收设备①接收设备的作用从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
②接收设备的功能a．将信号放大和反变换。
b．对于多路复用信号，解除多路复用，实现正确分路。
c．尽可能减小在传输过程中噪声与干扰所带来的影响。
（6）信宿①信宿的定义信宿是传送消息的目的地。
②信宿的作用把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。
2．模拟通信系统模型图1-2 模拟通信系统模型（1）模拟信源与信宿①模拟信源的作用模拟信源把连续消息变换成原始电信号，即基带信号。
②模拟信宿的作用模拟信宿将基带信号变换为连续消息。
③基带信号a．基带信号的定义基带信号是从信源发出或送达信宿的信号的基本频带信号。
b．基带信号的基本特性频谱通常从零频附近开始。
c．基带信号的实例语音信号的频率范围为300Hz～3400Hz；图像信号的频率范围为0～6MHz。
（2）调制器与解调器①调制器的作用把基带信号变换成适合在信道中传输的信号。
②解调器的作用将信道中传输的已调信号变换为基带信号。
③已调信号定义：经过调制以后的信号。
光纤通信系统模型课件
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拉曼放大器
拉曼放大器利用拉曼散射 效应实现光的放大，具有 较宽的放大带宽和较低的 噪声。
半导体光放大器
半导体光放大器利用半导 体材料实现光的放大，具 有较高的响应速度和较低 的成本。
光接收技术
光电二极管
光电倍增管
光电二极管可以将光信号转换为电信 号，是光纤通信中的主要光接收器件 。
光电倍增管可以将微弱的光信号转换 为电信号，具有较高的灵敏度和较低 的噪声。
雪崩光电二极管
雪崩光电二极管具有较高的灵敏度和 较低的噪声，适用通信系统应用
电信网络
固定电话网络
光纤通信系统为固定电话网络提 供传输通道，支持语音通话和数
据传输。
长途和国际通信
光纤通信系统具有大容量和高速 度的传输能力，适用于长途和国
际通信网络的建设。
宽带接入
广播电视网
节目传输
光纤通信系统用于广播电视节目的传输，提供高 质量的视频和音频信号。
有线电视网络
光纤通信系统构建有线电视网络，实现信号的分 配和传输。
直播卫星
光纤通信系统支持直播卫星信号传输，为广播电 视节目的直播提供可靠保障。
05
光纤通信系统发展趋势
超高速率、超大容量、超长距离传
总结词
随着人们对信息传输需求的不断增长，光纤通信系统正朝着超高速率、超大容量 和超长距离的方向发展。
光纤通信系统可以提供高速宽带 接入服务，支持互联网接入、云
计算和大数据等应用。
电力通信网
调度自动化
光纤通信系统为电力通信网提供可靠的传输通道，支持调度自动 化系统的实时数据传输。
配电网自动化
光纤通信系统应用于配电网自动化建设，实现远程监控、控制和保 护等功能。
1通信系统的基本模型
中频 MF
3~30MHz
10~102m
高频 HF
30~300MHz 1~10m
甚高频 VHF
300M~3GHz 3~30GHz 30~300GHz 107~108GHz
10~100cm
特高频 UHF
1~10cm
超高频 SHF
1~10mm
3×10-5~3 × 104cm
极高频 EHF 紫外可见光红外
传输媒质
单工通信
❖ 单工通信，是指消息只能单方向传输的工作 方式。如广播、电视、遥控等。
发端
信道
收端
半双工通信
❖ 所谓半双工通信，是指通信双向都能收发消息，但 不能同时进行收发的工作方式。如使用同一载频工 作的无线电对讲机。
发端
信道
发端
收端
收端
全双工通信
❖ 所谓全双工通信，是指通信双向可同时进行 收发消息的工作方式。如普通电话。
1.3 通信系统
1.3.1 通信系统的基本模型
通信系统简化模型
信息源
传输系统
受信者
噪声
一般模型
信息源
发送 设备(发送端)信道 噪声源接收 设备
信宿
(接收端)
❖ 信息源:作用是把各种可能消息转换成原始电信号 ❖ 发送设备:对原始信号变换成能在信道中传输。 ❖ 信道:信号传输的通道。 ❖ 接收设备:它从接收信号中恢复出原始电信号。 ❖ 信宿/受信者:将复原的原始信号转换成的消息。 ❖ 噪声源:通信系统其它各处噪声的集中表示。
（2）可靠性:误码率和误信率
误码率Pe，是指错误接收的码元数在传送总码元数中 所占的比例，或者更确切地说，误码率即是码元在 传输系统中被传错的概率。 传错的码元数目 Pe 传输的总码元数目
通信系统的基本原理与模型
通信系统的基本原理与模型通信系统是实现信息传输的重要工具，在现代社会中起着至关重要的作用。
它通过一系列的技术和设备，将信息从发送方传输到接收方。
本文将详细介绍通信系统的基本原理和模型，以下为内容的分点列举：1. 通信系统的基本原理：a. 信号传输：通信系统通过信号传输实现信息的交流。
信号可以是声音、文字或图像等各种形式的信息。
b. 编码：将信息转换为适合传输的信号形式，通常通过模拟信号或数字信号进行编码。
c. 调制：将编码后的信号调制到载波上，以便在传输过程中保持信号的稳定性和减少信号的干扰。
d. 解调：接收方通过解调将调制信号恢复为原始信号，以便进行后续处理和解码。
e. 解码：将解调后的信号转化为原始的信息内容。
2. 通信系统的模型：a. 发送方：发送方是通信系统的起始点，负责将信息进行编码和调制。
其主要组件包括信息源、编码器和调制器。
b. 传输媒介：传输媒介是信息传输的通道，可以是有线或无线的介质，如光纤、电缆或无线电波等。
c. 接收方：接收方是通信系统的终点，负责将接收到的信号进行解调和解码。
其主要组件包括解调器和解码器。
d. 噪声和信道：噪声是通信系统中不可避免的干扰源，信道是信号传输的通道。
噪声会对信号造成干扰和损坏，信道则会对信号进行衰减和畸变。
e. 反馈机制：为了确保信息传输的准确性和可靠性，通信系统通常会采用反馈机制进行误码校正和错误处理。
3. 通信系统的步骤：a. 信息编码：将原始的信息内容转换成适合传输的信号形式，通常包括模拟信号和数字信号两种编码方法。
b. 调制：将编码后的信号调制到适当的载波上，以便在传输过程中保持信号的稳定性和减少干扰。
c. 信号传输：通过传输媒介将调制后的信号传送到接收方，传输过程中可能会受到噪声和信道的干扰。
d. 解调：接收方对接收到的信号进行解调，将调制信号恢复为原始信号。
e. 信息解码：对解调后的信号进行解码，将信号转换为原始的信息内容。
f. 错误处理：根据反馈机制对解码后的信息进行误码校正和错误处理，以确保信息传输的准确和可靠。
通信系统基本模型
通信系统基本模型
通信系统基本模型是用来描述通信系统中各个组成部分和它们之间的相互关系的模型。
它通常包含三个主要部分：发送器、信道和接收器。
发送器是通信系统中的送信设备，它的主要任务是将需要传输的信息转换为电信号，
并将这些电信号传输到通信信道上。
通常，发送器会将信息信号先进行压缩、模拟调制或
数字调制等处理，然后再将处理后的信号通过调制器转换为载波信号，最终通过天线或其
他信号传输设备传输到通信信道上。
信道是指信息信号传输的媒介，它可以是有线或无线的。
通常情况下，信道会受到各
种干扰和信号失真等因素的影响，这些因素会降低信道的传输质量。
因此，通信系统中设
计了一系列的信号处理技术和控制技术，以尽可能减少信号失真、提高传输质量，并确保
信息信号的完整性、保密性和可靠性。
接收器是通信系统中的收信设备，它的主要任务是在信道传输过来的信号经过解调、
滤波等处理后，将信息信号从载波信号中恢复出来，并进行解码和还原等处理以获得原始
信息。
接收器也需要采用一系列的信号处理技术和控制技术，以适应不同的信道特性和噪
声环境，并提高信息信号的重构精度和抗干扰能力。
总之，通信系统基本模型是通信系统中最基本的模型，它可以描述通信系统中的各个
组成部分及它们之间的相互关系。
如今的通信系统已经变得非常复杂，其中包含了各种不
同的技术和协议。
因此，对通信系统基本模型的深入了解和掌握，对于正确理解通信系统
的基本原理和设计思想是十分关键的。
通信系统
高频：使用的频段范围为 3MHz~200MHz，波长大致在22m内，使 用距离也小于1.5m。常见的工作频率 13.56MHz。这个频段的标签 能量供应和数据传输、穿透性都和低频基本一致，没有任何特殊的 限制。优点是可以同时读取多个的RFID 标签、传输速率快、安全 性高，数据信息储存量较大和无需电感线圈绕制成本价格较低。
调制方式
表 1- 1常见的调制方式 用途
连 线性调制 续 调 制
常规双边带调制
广播
抑制载波双边带调幅 立体声广播
单边带调幅SSB
载波通信、无线电台、数传
残留边带调幅VSB 非线性调制 频率调制FM
电视广播、 数传、 传真 微波中继、卫星通信、广播
数字调制
相位调制PM 幅度键控ASK 相位键控
中间调制方式 数据传输 数据传输
60 km
电离层 平流层 对流层
10
km 0
km
地面
第一节 无线信道
一、基本问题 电离层对于传播的影响 吸收(衰减) 反射 散射 大气层对于传播的影响 吸收 散射
图1、大气衰减
第二节 有线信道
一、明线：
明线是指平行而相互 绝缘的架空裸线线路。
与电缆相比，它的优 点是传输损耗低。
续表（2） 调制方式
用途
数字调制
相位键控PSK、 DPSK、 数据传输、 数字微波、
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通信网络与信令
模拟通信系统模型
模拟通信中，信源输出的模拟信号经调制器进行频 谱搬移，使其适合传输媒体的特性，再送入传输信 道传输。在接收端，解调器对收到的信号进行解调 ，使其恢复成调制前的信号形式，传送给信宿。 模拟通信的传输信号的频带占用比较窄，信道的利 用率较高。 但是模拟通信的缺点也很突出，如抗干扰能力差、 保密性差、设备不易大规模集成，不适应计算机通 信的需要。
实际应用中的通信系统
往往是双向的，而且可能是多个信源与多个信宿间的 通信。 传输系统一般不是简单的点对点的关系，而是涉及比 较复杂的网络结构，包含交换技术、路由选择等内容
通信系统的分类
光纤接入
•PON，APON
核心网 通信网 接入网 有线接入
•FTTB/C/H/R
混合光纤 同轴网Cable modem DSL (ADSL,HDSL) 卫星接入 高空平台 蜂窝接入 微波接入 FWA, WLL WLAN PAN
通信系统模型
通信系统：通信中所需要的一切技术设备和传输媒质 通信系统 构成的总体。 以模拟信号来传送信息的通信方式称为模拟通信 模拟通信， 模拟通信 以数字信号传送信息的通信方式称为数字通信 数字通信
通信系统
信源： 连续信源->模拟信号
离散信源->符号序列，数字信号
信号处理：预处理，数字化，转换 发送与接收 传输媒质：声波，电磁波，光波、电缆
模拟通信系统模型
数字通信系统模型
数据通信系统
数据通信是指依据通信协议，利用数据传输技术(模 拟传输或数字传输)在两个功能单元之间传递信息。 数据通信离不开计算机技术，从某种意义上说，数 据通信可以看成是数字通信的特例。 研究数据通信系统包括两方面内容：
• • 一方面研究信道的组成、连接、控制及其使用； 另一方面研究信号如何在信道上传输和控制。
通信控制器
通信控制器：完成中央处理机与数据通信组 通信控制器 网设备之间进行数据交换所必需的通信控制 功能，如数据缓冲、速度匹配、串/并转换 等任务。
数据电路终端设备DCE 数据电路终端设备DCE的作用 DCE的作用
对于模拟信道： 对于模拟信道：DCE的作用是将DTE送 来的数据信号变换为模拟信号再送往 信道，或者反过来，将信道送来的模 拟信号变换成数据信号再送到DTE。 对于数字信道：DCE的作用是实现信号 对于数字信道 码型与电平的转换、信道特性的均衡、 收发时钟的形成与供给，以及线路接 续控制等。
传输信道类型
(根据不同角度分类) 根据不同角度分类) 模拟信道与数字信道 专用线路和交换线路 有线信道和无线信道 频分信道和时分信道
数据链路
数据链路 = 数据电路+传输控制规程 目的： 保证数据可靠传输
通信模型与实际系统的差别
通信模型示意图
表面上描述的是一个一对一的单向通信系统 却是适于各种通信系统的一个抽象模型 概括地反映了各种通信系统实际应用中的共性。
数据电路终端设备DCE 数据电路终端设备DCE
数据电路终端设备DCE 数据电路终端设备DCE (Data Circuit-Terminating Equipment)： 连接数据终端设备与传输信道，将原始数据信 号转换成特殊的电信号使其适合于在信道上进 行传输的设备。它提供信号的变换和编码，建 立、保持和释放线路连接等功能。
接收端
在接收端，信道译码器对收到的信号进行纠错，消除 信道编码器插入的多余码元，信源译码器把得到的数 字信号还原为原始的模拟信号称为数/模(D/A)转换， 提供给信宿使用。当然数字信号也可采取频带传输方 式，这时需用调制器和解调器对数字信号进行调制， 将其频带搬移到光波或微波频段上，利用光纤、微波 、卫星等信道进行传输。
发送端
信源编码器的作用是将信源发出的模拟信号变换为数字信号 ，称为模/数(A/D)转换，经过A/D转换后的数字信号称为信 源码。 信源编码器的另一个功能是实现压缩编码，使信源码占用的 信道带宽尽量小。 信源码不适于在信道中直接传输，因此要经过信道编码器进 行码型变换，形成信道码，以提高传输的有效性及可靠性。
信源
信源提供的语音、数据、图像等待传递信息， 信源 由发信终端设备变换成适合于在传输媒介上传 适合于在传输媒介上传 传输媒介上传输，当该信 送的通信信号发送到传输媒介 传输媒介 号经传输媒介进行传输时，被叠加上了各种噪 噪 声干扰，收信终端将收到的信号经解调等逆变 换，恢复成信宿适用的信息形式，这一过程就 是对通信系统工作原理的简单描述。
同步 在发送器与接收器之间达成某种同步 接收器能够判断信号的起始、结束和信号单元的持 续时间 交换的管理 通信双方为交换数据而建立连接 通信双方数据处理设备的其它协商工作 差错控制：检测或纠正因信号失真或信道噪声等原 差错控制 因而产生的传输差错 流量控制：保证信宿设备不会因信源设备发送太快 流量控制 以至无法及时接收和处理这些数据而导致超载
通信主要任务
传输系统的利用 充分合理利用传输设施 复用：保证传输系统不因传输请求过量而超载 拥塞控制 接口 设备与传输系统之间的连接 信号的产生 按某种格式产生具有一定强度的电磁波信号 能够在传输系统上传播 能够被接收器转换为数据
通信主要任务
无线接入
通信系统的其它分类
传输方式：基带传输， 传输方式：基带传输，频带传输 复用方式：频分，时分， 复用方式：频分，时分，码分和空分 调制方式
线性 AM，SSB，VSB ， ， 非线性 FM，PM ， 数字 模拟 脉冲调制 数字 PCM，ADPCM，CVSD，△M ， ， ， ASK，FSK，PSK， ， ， ， QAM PAM，PPM ，
通信主要任务
安全措施 发送方希望确保只有它期望的接收者接收到数据 接收方希望保证收到的数据来自正确的发送方，且 数据在传输过程中未被改变 网络管理 数据通信设施是一个复杂系统，需要合理地规划和 配置，需要对系统运行状态进行监控，并处理拥塞、 死锁、故障等引发的问题
数据通信的组成
数据通信系统的组成
事实标准：私有标准和开放标准 法定标准
标准化组织
国际 标准化组织 (ISO) 国际电信联盟电信标准化部 (ITU-T) 美国国家标准化协会 (ANSI) 电气电子工程师协会 (IEEE) 电子工业协会 (EIA) 贝尔中心
论坛和管理机构
论坛
帧中继论坛 ATM 论坛
管理机构
联邦通信委员会 (FCC)
通信主要任务
寻址 当传输设施被两个以上设备共享时，信源必须给出 信宿的标识 路由选择 当传输系统是不只一条路径的网络时需要确定路由 恢复 信息交换过程中因通信系统某处出现故障而致使传 输中断，需要从中断处恢复工作，或者把系统被涉 及部分恢复到数据交换开始之前的状态 报文格式化 数据交换双方必须就传输的数据格式达成一致协议 交换代码转换、压缩、加密
数据通信系统都是由数据终端子系统、数据传输子 系统和数据处理子系统三部分组成的。
数字通信系统的特点 数字通信系统的特点
数字通信系统相对模拟通信系统具有以下特点：
抗干扰能力强、无噪声积累。 便于加密处理。 便于存储、处理和交换。 设备便于集成化、微型化。 便于构成综合数字网和综合业务数字网。 数字通信占用信道频带较宽，信道利用率低。
模拟 连续波
数据通信及计算机通信
数据通信是指信源产生的数据，按一定通信协 议，通过模拟传输信道或者数字传输信道，形 成数据流传送到信宿的过程。 数据通信是为了实现计算机与计算机之间或者 终端与计算机之间的信息交互而产生的一种通 信技术。 从某种意义上说，数据通信是计算机通信的组 成部分，数据通信着重于数据的传输，而不涉 及数据所表示的原始信息；而计算机通信则着 重于信息的交互。 目前数据通信与计算机通信界定日益模糊。
协议和标准
协议 标准 国际标准组织 Internet 的标准
协议
协议就是控制数据通信的一组规则。 协议的三要素：
语法：数据的结构或格式（数据表示的顺序） 语义：比特流每一部分的含义 时序：数据何时发送以及以多快的速率发送。
标准
为生产厂商创建和维护一个开放和有竞争的市场， 保护数据和电信技术及过程得分国际国内互操作 性，标准是非常重要的。标准提供了某种程度的 互操作性的指导方针。 标准是由标准化委员会、论坛以及政府管理机构 共同合作制定的。 数据通信标准可以分为：
数据通信系统模型
数据终端设备DTE 数据终端设备DTE
数据终端设备DTE 数据终端设备DTE (Data Terminating Equipment)： 能生成并向数据通信网络发送和接收数据信息 的设备，起着实现人与数据通信网之间的联系 的作用，是人机之间的接口，在数据通信网络 中，如果是信息的发出者称为信源,如果是信 息的接收者称为信宿。常见的DTE有终端机、 POS机(电子收款机)、PC机等。