黑大通信原理课件第一章
合集下载
通信原理PPT课件
• 按照同步的功用不同，可分为
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以 扩大传输容量和提高传输效率。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
28
2． 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太 远且通信容量不太大时， 数字基带信号 无需调制，可以直接传送，称之为数字 信号的基带传输，其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
2024/6/20
CP 第一章 绪论
5
1.2.1 通信系统模型-信源
• 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。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
24
2） 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及 人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错， 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
2024/6/20
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以 扩大传输容量和提高传输效率。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
28
2． 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太 远且通信容量不太大时， 数字基带信号 无需调制，可以直接传送，称之为数字 信号的基带传输，其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
2024/6/20
CP 第一章 绪论
5
1.2.1 通信系统模型-信源
• 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。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
24
2） 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及 人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错， 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
2024/6/20
通信原理第1章全书课件
“烽火戏诸侯”的故事就是古代应用光通信的见证，
它证明光通信在中国的应用至少可以追溯到公元前800
年。
二、鸿雁传书
“鸿雁传书”的典故，出自《汉书·苏武传》中“苏武牧羊”的故 事。据载，汉武帝天汉元年（公元前100年），汉朝使臣中郎将苏武出 使匈奴被鞮侯单于扣留，他英勇不屈，单于便将他流放到北海（今贝 加尔湖）无人区牧羊。19年后，汉昭帝继位，汉匈和好，结为姻亲。 汉朝使节来匈，要求放苏武回去，但单于不肯，却又说不出口，便谎 称苏武已经死去。后来，汉昭帝又派使节到匈奴，和苏武一起出使匈 奴并被扣留的副使常惠，通过禁卒的帮助，在一天晚上秘密会见了汉 使，把苏武的情况告诉了汉使，并想出一计，让汉使对单于讲：“汉 朝天子在上林苑打猎时，射到一只大雁，足上系着一封写在帛上的信， 上面写着苏武没死，而是在一个大泽中。”汉使听后非常高兴，就按 照常惠的话来责备单于。单于听后大为惊奇，却又无法抵赖，只好把 苏武放回。
8. 控制系统设计和测试。
MATLAB/SystemView 通信原理实验与系统仿真 （第2版） 曹雪虹 杨洁 童莹 编著 清华大学出版社
四、考查方式
• 综合成绩按照平时成绩占60%、期末卷面成绩占40% 算；
• 平时成绩包括签到、课堂互动、章节测验、作业等环 节；
• 期末卷面成绩做为期末成绩，题型分别为判断题、选 择题、填空题、综合题。判断题、选择题和填空题主 要源于学习通发布的章节测验，综合题主要源于课上 讲解的例题和课下布置的作业题；
古代通信
一、烽火传军情
“烽火”是我国古代用以传递边疆军事情报的一种 通信方法，始于商周，延至明清，相习几千年之久，其 中尤以汉代的烽火组织规模为大。在边防军事要塞或交 通要冲的高处，每隔一定距离建筑一高台，俗称烽火台， 亦称烽燧、墩堠、烟墩等。高台上有驻军守候，发现敌 人入侵，白天燃烧柴草以“燔烟”报警，夜间燃烧薪柴 以“举烽”（火光）报警。一台燃起烽烟，邻台见之也 相继举火，逐台传递，须臾千里，以达到报告敌情、调 兵遣将、求得援兵、克敌制胜的目的。
通信原理课件
通信原理讲义第一章 绪论1．1 通信系统的组成 1．1．1 通信一般系统模型点对点通信模型：反映了通信系统的共性。
1．1．2 模拟通信与数字通信● 消息可以分成两类 离散消息：消息的状态是可数的或离散型的（如符号、文字等），也称为数字消息。
连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像），也称为模拟消息。
● 消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常，消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号：电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。
模拟信号：电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。
● 相应的通信系统分成两类 数字通信系统模拟通信系统● 模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数（数-模）转换器，接受端使用数-模（模-数）转换器。
● 数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求 （1） 数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累； （2） 传输差错可以控制；（3） 便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理；（4） 易于加密处理；（5） 可以综合传递各种消息，增强系统功能。
● 模拟通信系统模型（点对点）基带信号：携带信息，但具有频率很低的频谱分量，不适宜传输的原始电信号。
已调信号：基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号，也称频带信号。
调制器：将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性，既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型（点对点） 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题：（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错； （3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；（4） 同步：发送和接收节拍一致，包括：位同步（码元同步）和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型：同步环节的位置不固定，图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型：●数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
通信原理课件第一章.pptx
第1章 绪 论
第三代移动通信系统是向未来个人通信发展的一个重要阶 段，具有里程碑和划时代的意义，让我们关注其发展态势， 迎接它的到来。
目前，我国电话网的规模和技术层次均有质的变化，已初 步建成了以光缆为主，微波、卫星综合利用，固定电话、移动 通信、多媒体通信多网并存，覆盖全国城乡，通达世界各地， 大容量、 高速度、 安全可靠的电信网。
通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通 信、光缆通信等。无线通信形式较多，常见的有微波通信、 短波通信、 移动通信、 卫星通信、 散射通信等。
第1章 绪 论
2. 按信道中传输的信号分类
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、 相位， 脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值， 且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。 模拟信号有时也称连续信号， 这个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)， 而不一定在时间上也连续这里指的某一参量是指我们关 心的并作为研究对象的那一参量，绝不是仅指时间参量。当然， 对于参量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问是模 拟信号，如强弱连续变化的语言信号、亮度连续变化的电视图 像信号等都是模拟信号。
用途
音频、电话、数据终端、长距离导航、 时标
导航、信标、电力线通信
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
移动无线电话、短波广播、定点军用通 信、业余无线电 电视、调频广
播、空中管制、车辆通信、导航、集群 通信、无线寻呼
300MHz~3GHz
100 10cm
特高频
波导
电视、空间遥测、雷达导航、点对点通
UHF 分米波无线电
第1章 绪 论
1.2 通 信 的 概 念
1.2.1 通信的定义
通信原理课件第1章 绪论
2021/1/17
6
1.2.3 数字通信系统模型
1.数字通信系统模型
信
信
数
数信
信
信
源
加
道
字
信
字
道
解
源
信
编
编
调
解译
译
源
码
密
码
制
道
调
码
密
码
宿
器
器
器
器器
器
噪声源
图1.3 数字频带通信系统模型 ★ 一般数字通信系统的收端要有同步的功能
2021/1/17
7
2. 数字通信的优点
（1） 抗干扰能力强，可多次再生，无噪声积累； （2）自动检错、纠错，降低误码率，提高传输质量； （3）便于对信息处理、变换、存储； （4）设备便于集成化、小型化； （5）便于加密处理，保密性好。
2021/1/17
发
接
送
收
设
设
备
备
(a)串行传输
发
接
送
收
设
设
备
备
（b）并行传输
13
3.按同步方式分类
按同步方式的不同，可分为同步通信和异步通信。
同步通信——是指在约定的通信速率下， 发送端和接收 端的时钟信号频率始终保持一致。“同步通信”的通信 双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频 率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。 异步通信——是指通信中两个字符之间的时间间隔是不 固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
消息中所含信息量的大小与消息发生的概率有关。 一件事发生的概率愈小，愈使人感到意外的惊喜，在 这种情况下消息所含的信息量就愈大。 若消息出现的概率0，说明消息的信息量趋于无穷大； 若消息出现的概率1，说明消息的信息量为0。
通信原理课件-第1章-绪论
通信系统的组成
通信：就是信息传输或消息传输，是从一地 向另一地传递和交换信息。 几个基本概念
通信系统的一般模型 模拟通信系统模型和数字通信系统模型
返回
消息： 信息： 电通信： 信号：
信息的物理表现形式。如语言、文字、 数 据或图像等。
消息的内涵，即信息是消息中所包含的人 们原来不知而待知的内容。
模拟通信系统模型和数字通信系统模型
1.模拟通信系统模型 模拟通信系统：是利用模拟信号来传递信息的 通信系统。
模 拟 信 息 源 调 制 器 信 道 解 调 器 受 信 者 噪 声 源
继续
f (t)
O f (n T )
(a ) PAM 信 号
O
(b )
模拟信号波形 (a) 连续信号； (b) 抽样信号
研究目的：是利用尽可能小的通信资源，获 得尽可能高的通信质量。
第1章 绪论
研究方法： 在系统级模块级层次上将实际通信系统抽象成数学模
型，采用数学分析和计算机模拟的方法对其进行研 究，得到系统性能与系统参数之间的定量关系。 在给定系统参数的情况下，估算系统的性能（系统分 析）。 在给定系统性能要求的情况下，设计和优化系统的参 数（系统设计）。 在系统的数学模型比较复杂时，可以采用计算机模拟 仿真（如：用MATLAB软件仿真）的方法获得这些参 数之间的关系，达到优化通信系统的目的。
频带利用率η 比较不同通信系统的有效性时， 单看它们的传输速率是不够的，还应看在这样的传输
速率下所占的信道的频带宽度。所以，真正衡量数字
通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速
率，即
RB (B/Hz)
B
(1.4 - 5)
数字信号的传输带宽B取决于码元速率RB，而码 元速率和信息速率Rb有着确定的关系。为了比较不同 系统的传输效率， 又可定义频带利用率为
通信原理ppt 第1章
1.2.2 模拟通信系统模型
连续消息→原始电信 号 电信号→连续消息
基带信号→已调信号
已调信号→基带信号
两对重要变换： “连续消息↔原始电信号”，相应器件是信源和信宿。 “基带信号↔已调信号”，相应器件是调制器和解调器。
1.2.3 数字通信系统模型
信源编码（source coding）：一是进行模/数（A/D）转换；二是去除 冗余信息，提高传输的有效性。解码（译码）是编码的逆过程。 信道编码：进行差错控制，提高传输的可靠性。（详见第8章） 数字调制与模拟调制的本质及原理相似，都是把基带信号加载到高频 载波上。解调是调制的逆过程。（详见第7章） 综上所述，在完成通信的过程中，将涉及以下主要通信技术： “编码、解码、调制、解调” 本书的重点就是介绍这些技术的原理、性能和应用。
1.3 通信系统的分类
通信系统可以从不同角度进行分类，常见分类如下。 用导线（如各种电缆） 以基带信号（未经 作为传输媒质。如有 信道中传输的 按信道信号特征分类 按传输媒质分类 按传输方式分类 按通信业务分类 线电视系统等。 调制的信号）作为 是模拟信号。 传输信号的系统。
模拟通信 数字通信 有线通信 无线通信 基带传输 带通传输
表1-1 模拟信号
信号类型与特征 数字信号 特征：信号的取值是离散的 例如：电报机、计算机输出的信号
特征：信号的取值是连续的 例如：电话机送出的语音信号，摄像机 输出的图像信号等
图1-2 模拟信号和数字信号示例
消息与电信号之间的转换，通常由传感器来实现。例如：
话筒（声音传感器）把声音转变成音频信号； 摄像机把图像转变成视频信号； 热敏电阻（温度传感器）把温度转变成电信号。
通信原理第一章.pptx
所以M 是波形数，p (xi ) =P 是每一波形出现的概率
2、非等概率
设消息由 n 个相互独立的符号组成，称为符号集
xi 对应 p( xi )
x1
x2 xn
p(
x1
)
p( x2 )
p( xn )
且每个符号包含的信息量均不相等 所以用统计平均的方法来描述一个符号所含的信息量
定义信息源的熵 H(X )
解：方法一
0出现 23次：I0
23 log2
1 38
33
bit
2出现
13次：I 2
13
log 2
1 14
26
bit
1出现
14次：I1
14
log 2
1 14
28
bit
3出现
7次：I 3
7
log 2
1 18
21
bit
总 I ' I0 I1 I2 I3 108 bit
5、网的结构：环型，星型，总线型，复合型，网型
6、网的组成: 以电话网为例
框图
问题
1、什么形式的电信号适合系统传输？ 2、何种性能的系统能完成信号的传输？
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统模型（总模型）
描述点对点的通信 框图
1.2.2 模拟通信与数字通信系统模型
1、模拟系统 框图 2、数字系统)
log 2
1 12
1
bit
定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为 1 bit
2） 对M进制，等概率出现的离散消息
0，1，2 ,┅ , M-1 消息 p( x1 )=p (x2 )=┅ =1/M
1 I log2 1 M log2 M 从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现
通信系统原理第一章PPT课件
通信系统原理 第一章
第一章 序论
• 通信发展历史:远古----非电通信
数字通信：旗语，烽火台（光通信？）等等
• 近代：电通信 1844 Morse;1876: Bell; 1894:Lodge(wireless);
1900:Marconi;1937:Reeves(PCM);1948:Shannon;1958:IC;60:Elect.Tel.S witching System;1965:Satellite;1972: Cellular Telephone(Motorola);1976:PC;80:Optical fiber;90:DWDM +SDH+Wireless;
• 信息速率Rb（比特率，bit rate）：信源每秒钟发出的平 均比特数。单位：bps or bit/sec
• 码元速率和比特速率的关系：1个码元可以含多比特或小 于1个比特的信息，因此一般情况下码元速率与比特速率 在数值上是不等的。
• 例：四进制等概分布情况下，一个码元含二比特的信息 量。在数值上我们有Rb =2RB. 二进制时，在等概情况下，Rb =RB。也就是说只有在二进 制等概分布时才有码元速率和比特速率在数值上相同。
4. 通信系统的主要性能指标
• 性能指标
质量指标：是整个通信系统的综合评估
• 通信系统：有效性，可靠性，适应性，标准性，经济性， 可维护性和友好性
• 但从根本来说，通信系统的目的是将信息从信源传递到信 宿，因此可靠性（质量）和有效性（传输效率）是首先要 考虑的。
• 模拟通信系统的评估：可靠性：发与收信号的差异程度---均方误差（噪声的影响，系统的不完善因素）
有效性：消息中所含的信息量，单位时间可传递的信息量 多少。
• 数字通信系统：信息传输速率和发生差错的概率（误码概 率）
第一章 序论
• 通信发展历史:远古----非电通信
数字通信：旗语，烽火台（光通信？）等等
• 近代：电通信 1844 Morse;1876: Bell; 1894:Lodge(wireless);
1900:Marconi;1937:Reeves(PCM);1948:Shannon;1958:IC;60:Elect.Tel.S witching System;1965:Satellite;1972: Cellular Telephone(Motorola);1976:PC;80:Optical fiber;90:DWDM +SDH+Wireless;
• 信息速率Rb（比特率，bit rate）：信源每秒钟发出的平 均比特数。单位：bps or bit/sec
• 码元速率和比特速率的关系：1个码元可以含多比特或小 于1个比特的信息，因此一般情况下码元速率与比特速率 在数值上是不等的。
• 例：四进制等概分布情况下，一个码元含二比特的信息 量。在数值上我们有Rb =2RB. 二进制时，在等概情况下，Rb =RB。也就是说只有在二进 制等概分布时才有码元速率和比特速率在数值上相同。
4. 通信系统的主要性能指标
• 性能指标
质量指标：是整个通信系统的综合评估
• 通信系统：有效性，可靠性，适应性，标准性，经济性， 可维护性和友好性
• 但从根本来说，通信系统的目的是将信息从信源传递到信 宿，因此可靠性（质量）和有效性（传输效率）是首先要 考虑的。
• 模拟通信系统的评估：可靠性：发与收信号的差异程度---均方误差（噪声的影响，系统的不完善因素）
有效性：消息中所含的信息量，单位时间可传递的信息量 多少。
• 数字通信系统：信息传输速率和发生差错的概率（误码概 率）
《通信原理》课件第1章
2． 串行传输采用的是单一信道，数字码元按顺序逐个传送， 远程通信均采用这种方式。串行传输如图1.3.7(a)所示。在这 种通信方式中， 收、发双方必须保持位同步和字同步，否则 就不能在接收端正确恢复原始信息。这种传输方式是实际通 信系统中比较常用的一种方式，其造价低但传输速度慢。 长
由于消息存在着许多不同的类型以及不同的传输方法， 因此产生了种类繁多的通信系统。
为了分析消息传输的实质，可以把各类通信系统共性及 基本组成概括为一个一般模型。不管何种通信系统，信息总 是由发送端通过信道传递到接收端的。因此，通信系统的一 般模型如图1.2.3
图1.2.3 通信系统的一般模型
信源的作用是产生(形成)消息。消息可以是多种多样的， 可以是语音、图像、数据、文字、符号等等。信源可以是有 次序的符号序列，也可以是连续变换的时间函数，前者我们 称为数字信号，后者称为模拟信号。传输模拟信号的通信系 统，称为模拟通信系统，相应地，传输数字信号的通信系统，
4． 根据信号传输媒介的不同可将通信系统分成两大类。信 通信系统、光纤通信系统、有线电视系统等； 信号通过自由空间传输的通信系统称为无线通信系统， GSM通信系统、微波接力通信系统、卫星通信系统、无
5． 根据传输多路信号的信道复用方式可将通信系统分为频 分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)和波分复 用(WDM) 通信系统。传统的模拟通信系统中大都采用频分 复用方式，数字通信系统中采用时分复用方式，空间扩频、 移动通信和卫星通信中采用码分复用方式，而光纤通信系统
如图1.3.1(b)所示，它是对图1.3.1(a)的模拟信号每隔时间 T抽样一次所得到的信号。虽然其波形在时间上是不连续的， 但其幅度取值是连续的，所以仍是模拟信号，称之为脉冲幅 度调制(PAM，简称脉幅调制)信号。数字信号指幅度的取值 是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内，如图1.3.1(c) 所示。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响
通信原理课件第1章
【解】此消息中，“0”出现23次，“1”出现14次，“2” 出现13次，“3”出现7次，共有57个符号，故该消息的 信息I 量 2 3 l o g 2 8 / 3 1 4 l o g 2 4 1 3 l o g 2 4 7 l o g 2 8 1 0 8 ( b )
每个符号I的算符 术号 I平数 均1 信5 0 7 8 息量1 .8 为9(比 特 /符 号 ）
第1章 绪论
对于非等概率情况
设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符 号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即
x1,
x2, , xM
Px1, Px2 , , PxM
且有
M
P (xi ) 1
则x1 ,
x2,
i
x3,…,
1
xM
所包含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) ， l o g 2 P ( x 2 ) ， ， l o g 2 P ( x M )
0
发
1 1
送0 0
方1
0
0
8比特依次发送
01100100
0
1 1
接
0收
0
1方
0
0
并行/串行 转换器
串行/并行 转换器
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信 专线通信和网通信
第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
第1章 绪论
若用熵的概念来计算：
H 8 3log28 3 1 4log21 4 1 4log21 4 1 8log21 8 1.906（ 比 特 /符 号 ）
每个符号I的算符 术号 I平数 均1 信5 0 7 8 息量1 .8 为9(比 特 /符 号 ）
第1章 绪论
对于非等概率情况
设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符 号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即
x1,
x2, , xM
Px1, Px2 , , PxM
且有
M
P (xi ) 1
则x1 ,
x2,
i
x3,…,
1
xM
所包含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) ， l o g 2 P ( x 2 ) ， ， l o g 2 P ( x M )
0
发
1 1
送0 0
方1
0
0
8比特依次发送
01100100
0
1 1
接
0收
0
1方
0
0
并行/串行 转换器
串行/并行 转换器
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信 专线通信和网通信
第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
第1章 绪论
若用熵的概念来计算：
H 8 3log28 3 1 4log21 4 1 4log21 4 1 8log21 8 1.906（ 比 特 /符 号 ）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4）数字调制与解调 数字调制就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。
5）同步 同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致， 是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。 按照同步的功用不同， 分为载波同步、位同步、群（帧）同步和网同步。
1． 2． 3数字通信的特点 与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点。
即使发送信号的特性和信道特性相匹配， 具有抗信道干扰的能力， 并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。 发送设备可能包含 变换、 放大、 滤波、 编码、调制等过程。 对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。
3．信道
通信系统
信道是一种物理媒质，
用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
在无线信道中，信道可以是自由空间；
5．受信者
受信者（简称信宿）其功能与信源相反，
即把原始电信号还原成相应的消息
1．2．2模拟通信系统模型和数字通信系统模型
消息
连续消息 是指消息的状态连续变化或不可数的 离散消息 是指消息的状态是可数的或离散的
消息的传递是通过它的物理载体——电信号来实现的， 即把消息寄托在电信号的某一参量上 （如连续波的幅度、频率或相位，
数字通信系统
4．按传输媒质分类
有线通信系统 是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等）
作为传输媒质 如市内电话、有线电视、海底电缆通信等。
无线通信系统 是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的，
如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。
5．按工作波段分类
按通信设备的工作频率或波长
? ? c ? 3 ? 10 8
1．2通信系统的组成
1．2.1通信系统一般模型 通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 电通信
1．信息源
信息源（简称信源）的作用是把各种消息转换成原始电信
号。
模拟信源输出连续的模拟信号
信息源
数字信源输出离散的数字信号
通信系统
2．发送设备 发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号，
脉冲波的幅度、宽度或位置）。 按信号参量的取值方式不同，
信号
模拟信号
电信号的参量取值连续（不可数、无穷多） 模拟信号有时也称连续信号， 这里连续的含义是指信号的某一参量连续变化， 或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值， 而不一定在时间上也连续
数字信号 电信号的参量仅可能取有限个值，
指信号的某一参量是离散变化的， 而不一定在时间上也离散
1）抗干扰能力强，且噪声不积累。 2）传输差错可控。 3）便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变 换、存储。 4）易于集成，使通信设备微型化，重量轻。 5）易于加密处理，且保密性好。 数字通信的缺点是，一般需要较大的传输带宽。
1．3通信系统分类与通信方式
1． 3．1通信系统的分类 1．按通信业务分类
在有线信道中，可以是明线、电缆和光纤。
信道既给信号以通路，也会对信号产生各种干扰和噪声。
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。
噪声通常是随机的，形式多样的，它的出现干扰了正常信
ห้องสมุดไป่ตู้
号的传输。
4．接收设备
通信系统
接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码、解调等），
其目的是从收到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
通信方式 半双工 全双工通信
（1）单工通信
是指消息只能单方向传输的工作方式 只有一个进行发送，另一个只能接收。
按照信道中传输的信号
通信系统
模拟通信系统 信道中传输的是模拟信号 数字通信系统 信道中传输的是数字信号
1．模拟通信系统模型
基带信号 原始电信号
连续消息
已调信号 带通信号 频带信号
应有两个基本特征： 一是携带有信息； 二是适应在信道中传输
2．数字通信系统模型 数字通信系统（Digital Communication System，DCS）
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通信系统分类与通信方式 1．4信息及其度量 1．5通信系统主要性能指标
1．1通信的基本概念
通信的目的是传递消息中所包含的信息。 消息（message）: 是物质或精神状态的一种反映. 例如，话音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等. 人们接收消息，关心的是消息中所包含的有效内容， 即信息（information）。 通信则是把消息从一方传送到另一方。 “通信”是“信息传输”或“消息传输”。 在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。
1）信源编码与译码 a） 信源编码有基本功能：
一是提高信息传输的有效性， 即通过某种数据压缩技术 设法减少码元数目和降低码元速率。 码元速率决定传输所占的带宽。
二是模／数（A／D）转换， 即当信息源输出的是模拟信号时， 信源编码器将其转换成数字信号， 以实现模拟信号的数字化传输
b）信源译码是信源编码的逆过程
电报通信系统
电话通信系统 最为发达普及 数据通信系统 综合业务数字通信网适用于各种类型业
务的消息传输
图像通信系统等。
2．按调制方式分类 根据信道中传输的信号是否经过调制
基带传输系统 是将未经调制的信号直接传送，
如市内电话、有线广播
带通（频带或调 是对各种信号调制后传输 制）传输系统
3．按信号特征分类 按照信道中所传输的信号 模拟通信系统
2）信道编码与译码 信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。
为了减小差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入 保护成分（监督元）“抗干扰编码”。 接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码， 从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。
3）加密与解密 在需要实现保密通信的场合， 为了保证所传信息的安全， 人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码。 在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行 解密，恢复原来信息。
f
f
长波通信、 中波通信、 短波通信、 远红外线通信等
6．按信号复用方式分类
频分复用
是用频谱搬移的方法 使不同信号占据不同的频率范围
传输多路 信号的复 用方式
时分复用
是用脉冲调制的方法使 不同信号占据不同的时间区间
码分复用
是用正交的脉冲序列 分别携带不同信号
1．3．2通信方式 1．单工、双工和全双工通信 对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系 单工
5）同步 同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致， 是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。 按照同步的功用不同， 分为载波同步、位同步、群（帧）同步和网同步。
1． 2． 3数字通信的特点 与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点。
即使发送信号的特性和信道特性相匹配， 具有抗信道干扰的能力， 并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。 发送设备可能包含 变换、 放大、 滤波、 编码、调制等过程。 对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。
3．信道
通信系统
信道是一种物理媒质，
用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
在无线信道中，信道可以是自由空间；
5．受信者
受信者（简称信宿）其功能与信源相反，
即把原始电信号还原成相应的消息
1．2．2模拟通信系统模型和数字通信系统模型
消息
连续消息 是指消息的状态连续变化或不可数的 离散消息 是指消息的状态是可数的或离散的
消息的传递是通过它的物理载体——电信号来实现的， 即把消息寄托在电信号的某一参量上 （如连续波的幅度、频率或相位，
数字通信系统
4．按传输媒质分类
有线通信系统 是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等）
作为传输媒质 如市内电话、有线电视、海底电缆通信等。
无线通信系统 是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的，
如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。
5．按工作波段分类
按通信设备的工作频率或波长
? ? c ? 3 ? 10 8
1．2通信系统的组成
1．2.1通信系统一般模型 通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 电通信
1．信息源
信息源（简称信源）的作用是把各种消息转换成原始电信
号。
模拟信源输出连续的模拟信号
信息源
数字信源输出离散的数字信号
通信系统
2．发送设备 发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号，
脉冲波的幅度、宽度或位置）。 按信号参量的取值方式不同，
信号
模拟信号
电信号的参量取值连续（不可数、无穷多） 模拟信号有时也称连续信号， 这里连续的含义是指信号的某一参量连续变化， 或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值， 而不一定在时间上也连续
数字信号 电信号的参量仅可能取有限个值，
指信号的某一参量是离散变化的， 而不一定在时间上也离散
1）抗干扰能力强，且噪声不积累。 2）传输差错可控。 3）便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变 换、存储。 4）易于集成，使通信设备微型化，重量轻。 5）易于加密处理，且保密性好。 数字通信的缺点是，一般需要较大的传输带宽。
1．3通信系统分类与通信方式
1． 3．1通信系统的分类 1．按通信业务分类
在有线信道中，可以是明线、电缆和光纤。
信道既给信号以通路，也会对信号产生各种干扰和噪声。
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。
噪声通常是随机的，形式多样的，它的出现干扰了正常信
ห้องสมุดไป่ตู้
号的传输。
4．接收设备
通信系统
接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码、解调等），
其目的是从收到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
通信方式 半双工 全双工通信
（1）单工通信
是指消息只能单方向传输的工作方式 只有一个进行发送，另一个只能接收。
按照信道中传输的信号
通信系统
模拟通信系统 信道中传输的是模拟信号 数字通信系统 信道中传输的是数字信号
1．模拟通信系统模型
基带信号 原始电信号
连续消息
已调信号 带通信号 频带信号
应有两个基本特征： 一是携带有信息； 二是适应在信道中传输
2．数字通信系统模型 数字通信系统（Digital Communication System，DCS）
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通信系统分类与通信方式 1．4信息及其度量 1．5通信系统主要性能指标
1．1通信的基本概念
通信的目的是传递消息中所包含的信息。 消息（message）: 是物质或精神状态的一种反映. 例如，话音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等. 人们接收消息，关心的是消息中所包含的有效内容， 即信息（information）。 通信则是把消息从一方传送到另一方。 “通信”是“信息传输”或“消息传输”。 在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。
1）信源编码与译码 a） 信源编码有基本功能：
一是提高信息传输的有效性， 即通过某种数据压缩技术 设法减少码元数目和降低码元速率。 码元速率决定传输所占的带宽。
二是模／数（A／D）转换， 即当信息源输出的是模拟信号时， 信源编码器将其转换成数字信号， 以实现模拟信号的数字化传输
b）信源译码是信源编码的逆过程
电报通信系统
电话通信系统 最为发达普及 数据通信系统 综合业务数字通信网适用于各种类型业
务的消息传输
图像通信系统等。
2．按调制方式分类 根据信道中传输的信号是否经过调制
基带传输系统 是将未经调制的信号直接传送，
如市内电话、有线广播
带通（频带或调 是对各种信号调制后传输 制）传输系统
3．按信号特征分类 按照信道中所传输的信号 模拟通信系统
2）信道编码与译码 信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。
为了减小差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入 保护成分（监督元）“抗干扰编码”。 接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码， 从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。
3）加密与解密 在需要实现保密通信的场合， 为了保证所传信息的安全， 人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码。 在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行 解密，恢复原来信息。
f
f
长波通信、 中波通信、 短波通信、 远红外线通信等
6．按信号复用方式分类
频分复用
是用频谱搬移的方法 使不同信号占据不同的频率范围
传输多路 信号的复 用方式
时分复用
是用脉冲调制的方法使 不同信号占据不同的时间区间
码分复用
是用正交的脉冲序列 分别携带不同信号
1．3．2通信方式 1．单工、双工和全双工通信 对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系 单工