第一章通信原理概述

本课程内容
一、通信原理概述 二、信号分析
基础（8）
三、模拟信号的调制传输
四、模拟信号的数字化 五、数字信号的基带传输
调制传输（15）
六、数字信号的频带传输
七、差错控制编码
信道编码（4）
八、同步原理
通信系统的协调（1）
实验内容
与理论沟通的桥梁（8个实验）
第一章 通信原理概述
局内传输
局间传输
局内传输

交

换

机
终端
信道
噪声
交

换

机

终端
电话网结构示意图
为用户
构成网的基本要素： 终端设备，传输链路，交换设备。（硬件）
发送端
接收端
信
信号源 发送设备
接收设备 受信者
道
噪声源
各处的噪声之和
图1-3 通信系统的一般模型
1.3 通信系统的分类及通信方式
1.3.1信号的分类
（b）随机信号
图1.3.2 确知信号和随机信号
3、周期信号和非周期信号
(a)周期性矩形脉冲信号
(b)非周期性矩形脉冲信号
图1.3.3周期性信号与非周期性信号
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4、功率信号和能量信号
信号f（t）（电压或电流）在1欧姆电阻上所消耗的能量定义为
信号的归一化能量，简称能量，表示为： E f 2 (t)dt
数据通信系统，图像通信系统等。 根据调制方式分类：基带传输和频带传输；p6 根据传输信号的性质：模拟通信系统、数字通信系统
模拟基带传输系统
通信系统
模拟通信系统
模拟调制传输系统
数字通信系统
数字基带传输系统
数字调制传输系统
语音 信号
调制
解调 放大
图1.1无线广播系统
扬声 器
信号源
基 带 信 号
1.3.3、通信方式
根据信号在信道中的传输方式从不同的角度考虑，可以有多种：
单工传输、半双工传输和全双工传输 串行传输和并行传输 同步传输和异步传输 两点间直通传输、分支传输和交换传输
1、单工传输、半双工传输和全双工传输
发送
发送 接收
发送 接收
单向通道 （a）单工传输
双向通道 （b）半双工传输
双向通道 （c）全双工传输
若能量为有限值，即 E ，则此信号f（t）称为能量信号。
当信号能量趋于无穷大时，其平均功率是有限的， 称此信号为功率信号Hale Waihona Puke Baidu可表示为：
P lim 1 T / 2 f 2 (t)dt T T T / 2
在此T－取时间平均的区间，P—平均功率。
正余弦信号是功率信号， 非周期性矩形脉冲信号（门函数）是能量信号。
1.2 通信系统的组成
一、通信系统的构成 通信系统 ：为完成通信任务所需要的一切技术设
备和传输媒质所构成的总体称为通信系统。
导线 载波机
载波机
(a) 有 线 长 途 电 话 系 统 示 意 图
发 射 设备
接 收 设备
扬声器 话筒
(b) 广 播 通 信 系 统 示 意 图
新的通信媒体
有线通信方式的服务
通信原理
朱海凌
课程要求：一周一交，超一天扣一分，三天扣完； 课程性质：专业基础课 、必修课 学分：5
考试方式：总评成绩=理论考试成绩*50% +实训记录成绩*30%+平时成绩*20%。 参考资料： 1、《现代通信原理》陶亚雄等编，
电子工业出版社，2005年12月 2、《通信原理》（第5版）樊昌信等编著，
课程目标
1、了解通信、通信系统的一般概念， 通信的发展历史
2、了解通信系统的分类 3、掌握通信系统的质量指标 4、了解通信的频段划分和现代通信的
发展方向
1.1 通信的基本概念及发展简史
一、 通信的定义 通信: 是指不在同一地点的双方或多方之间进行迅速、
有效的信息传递。
其目的是实现信息的传递。
1、模拟信号和数字信号 2、确知信号和随机信号 3、周期信号和非周期信号 4、功率信号和能量信号
1、模拟信号和数字信号
f(t)
f(t)
4 3
2
1
0 T 2T t
0 T 2T 3T
t
0 T 2T 3T
t
图1.3.1 模拟信号和数字信号
•2、确知信号和随机信号
t
（a）确知的正弦波信号
接收
接收 发送
接收 发送
2、串行传输和并行传输
发
接
送 10 10
收
设
1962年，第一颗同步通信卫星上天，1965年第一颗国际通 信卫星进入商业运行，并在上世纪70年代开始广泛地进入 商业应用
1960年，激光器问世，1977年底第一个光缆通信系统投入 使用
20世纪80年代，超大规模集成电路、移动通信、光纤通信 得到广泛应用，综合业务网迅速崛起
1990年后，卫星通信、移动通信和光纤通信进一步飞速发 展，高清晰度彩色数字技术不断成熟，全球定位系统 （GPS）得到广泛应用
现代通信技术是指用现代科学技术手段如电子、光 技术实现信息传递的一门技术学科。
二、通信发展史
现代通信技术的发展从1838年摩尔斯发明电报至今有 100多年的历史了，
1838年，摩尔斯发明有线电报并于1844年建立了第一条试 验性电报线路
1876年，贝尔发明有线电话
1898年，发明无线电报技术
1906年，真空电子管出现并首先应用于通信 1918年，出现无线电广播 1938年，电视广播开始
周期性信号一定是功率信号， 非周期性信号可以是功率信号，也可以是能量信号。
复习
1、通信的目的是什么？ 2、通信系统是有哪些部分组成？ 3、信号常用的分类形式有哪些？ 4、画出通信系统的一般模型
1.3 .2通信系统的分类
根据传输媒质：有线通信系统、无线通信系统 根据消息的物理特征分类：电报通信系统，电话通信系统，
信
调制器
频 带 信 号
道
噪声源
解调器
模拟通信系统
受信者
信源
图1.2 FM收音机的工作原理
发送设备 信道
接收设备
信宿
发送
噪声源
接收端
通信系统的一般模型
信源 发送设备 信道
接收设备
信宿
发送
噪声源
加
编
调
信
信
息
密
码
制
源
道
器
器
器
接收端
解
译
解
受
调
码
密
信
者
器
器
器
噪声源
基
频
带
带
信
信
号
号
数字系统框图 注：缺省同步系统。
1940年，研制出雷达与微波通信系统 1946年，第一台电子管计算机诞生 1948年，香农提出信息概念，奠定了经典信息论基础 1956年，发明了晶体管，这是电子器件领域内的重大革命
1956年，第一条越洋（大西洋）海缆建成
1958年，第一颗通信卫星上天 1961年，发明集成电路，它的问世对通信技术的发展产生 巨大的影响