1.1 通信系统的基本模型
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。
通信的定义通信系统的组成通信系统分类及通信方
2024/2/11
3
二、模拟通信系统
信源
调制器
发送端
信道 噪声源
解调器
信宿
接收端
图模1-拟2 通模拟信通系信统系的统模模型型
模拟通信系统中两种重要变换： （1）连续消息到电信号相互变换； （2）基带信号到调制信号的变换；
2024/2/11
4
已调信号有三个基本特性： （1）携带有消息； （2）适合在信道中传输; （3）频谱有带通形式，中心频率远离零频。
基带
信
信号
源
形成
器
信道
接收 滤波
器
抽 样 判 决
信 宿
噪声源
cp
图1-4 数字基带传输系统模型
数字基带传输系统模型
基带信号形成器：包括编码器、加密器以及波形 变换等；
接收滤波器： 包括译码器、解密器等。
2024/2/11
7
3. 模拟信号数字化传输通信系统
模拟 信息源
由抽样、量化、 编码组成的模数 转换器
发
接
发
接
送
收
送
收
设
设
设
设
备
备
备
备
(a)串序传输
(b)并序传输
图1-7 串序和并序传输方式
2024/2/11
12
3. 按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方
式、分支方式和交换方式，
终端A (a)
转接站
终端B
终端 A
终端 B
终端 C
...
终端 N
(b)
终端A 终端B 终端C
交换设备
通信网的构成.pdf
一、ADSL技术背景
9 ADSL的提出最初是为了支持基于ATM的VOD 视频 点播业务
9 VOD具有信息流上下行不对称的特点，即下行速 率传输视频流远大于上行速率传输点播命令
9 ADSL 作为一种宽带接入技术其传输特点恰好与 个人用户和小型企事业用户信息流的特征一致， 即下行的带宽远高于上行
二、ADSL工作原理（1）
9 ADSL技术是一种以普通电话双绞线作为传输媒介，实现高速数据 接入的一种技术。 9 其最远传输距离可达4～5 km，下行传输速率最高可达6～8 Mb/s， 上行最高768 kb/s 9 为实现普通双绞线上互不干扰的同时执行电话业务与高速数据传 输，ADSL采用FDM(频分复用)和离散多音调制(DMT：Discrete Multitone)技术。
（D/A）转换器尽可能靠天线处理，所有基带信号处理都用软件 方式替代硬件实施。
软件无线电系统的关键部分为宽带多频段天线、高速A/D和 D/A转换器以及高速信号处理部分。
软件无线电技术最大的优点是基于同样的硬件环境，针对不 同的功能采用不同的软件来实施，其系统升级、多种模式的运行 可以自适应地完成。软件无线电能实现多模式通信系统的无缝连 接。
BSS：基站子系统
NSS：网络子系统
DPPS：数据后处理系统
SEMC：安全性管理中心
PCS：用户识别卡个人化中心 MSC：移动业务交换中心
HLR：归属用户位置寄存器
AUC：鉴权中心
BSC：基站控制器
BTS：基站收发信台
PSTN：公用电话网
ISDN：综合业务数字网 MS：移动台
GSM系统结构与功能
一个GSM系统可由三个子系统组成，即操作支持子系统 (OSS)，基站子系统(BSS)和网路子系统(NSS)三部分.
通信原理讲义
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。
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）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：1．2 通信系统的分类及通信方式 1．2．1 通信系统分类● 按消息的物理特征分类电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统图像通信系统 ● 按调制方式分类基带传输线性调制载波调制 非线性调制 频带传输 数字调制脉冲模拟调制脉冲调制消息 消息消息消息脉冲数字调制●按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统●按传输媒介分类有线无线1．2．2 通信方式分类●点对点通信，按传送方向与时间关系：单工通信：消息只能单方向传输半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发全双工通信：通信双方可同时进行收发●数字通信中，按数据信号码元排列方式：串行传输：数字信号码元序列按时间顺序一个接一个的在信道中传输，适合远距离传输。
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。
1.1 通信系统的基本模型
16
§1.1 通信系统的基本模型
第 二、基本概念 一 1. 信源与信宿 章 信源 信源是产生消息(或消息序列)的源(人或者机器)； 引 论
消息可以是语言、文字、图象、符号、函数等等。 信源是发信者，输出消息，携带信息。
信宿 信宿是收信者，收到消息，获得信息。 2. 换能器 换能器进行能量变换，如声电变换、光电变换等等， 得到电信号。 17
§1.1 通信系统的基本模型
第 二、基本概念 一 3. 模/数转换与数/模转换 章 模拟信号 即连续(时间)信号。 引 论
取值任意，时间连续(一维)； 取值任意，空间连续(二维)。
x(t )
t
模拟信号
离散信号 即离散(时间)信号。
x(n )
取值任意，时间离散(一维)； 取值任意，空间离散(二维)。
第 一 章 引 论
36 35 40 45 49 60 70 74 68 63 66 69 59 58 60 57 50 59 67 70 70 65 58 51 51 45 43 42 46 56 65 70 66 54 49 46 43 47 44 42 40 38 41 52 57 57 61 56 77 70 59 49 44 45 52 50 45 41 40 37 40 40 42 45 42 39 35 37 38 39 39 45 87 75 63 53 44 38 35 36 35 37 38 40 44 44 44 51 54 51 44 37 35 32 34 33 80 54 49 42 37 37 35 37 40 40 44 50 54 58 61 62 55 59 54 44 37 32 29 27 68 46 39 36 36 34 34 38 44 53 58 61 62 56 62 61 62 60 54 49 49 42 35 30 59 47 43 38 38 40 46 52 64 74 73 68 72 63 63 57 60 58 54 50 49 44 43 39 55 50 45 43 43 45 56 69 80 86 80 77 74 71 62 65 65 57 53 50 46 41 38 36 47 49 50 54 59 64 67 64 55 48 46 48 46 49 49 51 51 51 48 43 39 36 34 33 48 52 61 63 59 45 34 29 25 27 31 29 26 24 25 28 31 35 36 39 34 34 31 28 54 61 60 51 33 28 24 22 19 23 23 24 26 27 23 22 24 25 25 29 33 31 28 27 54 59 48 34 27 20 18 28 29 24 32 24 14 27 16 17 17 16 16 19 22 27 27 27 61 61 46 26 23 28 42 90 57 35 37 14 25 64 28 25 24 16 15 10 10 9 17 22 70 59 46 33 36 50 70 124 89 42 50 34 35 46 36 47 51 30 20 14 18 21 24 32 95 83 50 44 55 77 97 154 146 59 46 46 49 44 45 72 67 51 40 34 24 23 26 36
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。
通信电路沈伟慈第一章
第1章绪论本章主要内容1.1 通信系统模型1.1.1 通信系统的基本组成1.1.2 无线电发射系统的组成及工作原理1.1.3 无线电接收系统的组成及工作原理1.1.4 无线电系统的通信方式1.2 无线信道及无线电波的传播特性1.3 本课程的主要内容及特点课程名称的说明通信电子线路、高频电路、射频电路以及非线性电子线路等等。
➢高频与射频概念的区别与联系高频和射频指的都是适合于无线传输和无线发射的电信号。
什么电路叫高频呢？高频电路是指能够产生、处理适合于无线传输和无线发射的电信号的电路，高频电路是通信系统，特别是无线通信系统的基础，是无线通信设备的重要组成部分。
无线系统中常用的术语“射频”，实际上就是高频的广义语。
它指的是适合于无线电发射和传播的频率。
Question3:究竟什么是高频和射频的上、下限？Answer:射频(Radio Frequency)广义地来说，没有严格的定义。
本课本所研究的是f<30MHz的电信号，f在30MHz～4G之间就是下学期我们将要学习的射频电路。
，就可以用“路”的概念来分析Note：只要电路尺寸小于8电路。
与“路”相对应的“场”，将在《电磁波与电磁场》这门课程中学习。
值得注意的是，“路”用的是克希霍夫方程,“场”用的是麦克斯韦方程。
Question4:“无线发射”的(物理)含义。
Question5:如何才能实现有效发射？Answer4:“无线发射”指的是“把高频电流转换成电磁波的形式在空间传播”。
高频电流在天线周围激发同频率的交变磁场，交变磁场又激发起交变电场，交变电场又激发交变磁场，如此反复交叉激发，使电磁能以波的形式传向远方(电磁场与电磁波的课程将讨论这部分内容)。
Note：水波：看得见“碧波荡漾”；声波：悠扬的琴声；这些波的传输，需要媒质。
电磁波，看不见，但它客观存在。
我们常看到电磁污染，事实上，我们就置身于一个充满电磁波的世界里。
手机、广播电视、雷达、导航、遥控、遥测等技术领域，它们的共同点就是利用电磁波来传递消息。
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、
- 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)。
(3) 根据信道的传输特性： 恒参信道；变参信道。 (4) 根据信道是否存在干扰：无扰信道；有扰信道。
29
§1.1 通信系统的基本模型 第 一 章 引 论
轻松一下吧 ……
30
§1.1 通信系统的基本模型 第 附：人物介绍 —— 香农 一 简介 章 一、 引 论
克劳德 . 香农
Claude Elwood Shannon
(1916～2001)
美国数学家、信息通信学家
信息科学及数字通信时代的奠基人。 他是使我们的世界能够进行即时通信的少数科学家和
思想家之一。
31
§1.1 通信系统的基本模型 第 附：人物介绍 —— 香农 一 生平 章 二、 1916.4.30 生于美国密西根州的 Petoskey。 引 论 1936年 在密西根大学获得数学与电气工程学士学位。
18
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 4. 编码与译码 引 论 信源编码 通过消除冗余、控制码长等手段对信源进行编码，
以提高传输效率。信源编码又称为有效性编码。
控制码长 晴
阴
雨
x1 x2 x3 x4
0 1 2 3
00 01 10 11
0 1 10 11
雪
◈ 经常发生的消息用短码。 ◈ 如果受到干扰，发出“0”，收到“1”，怎么办？
28
§1.1 通信系统的基本模型 第 四、信源与信道分类 一 章 2. 信道分类 P3 (1) 根据信道的传输形式： 引 论 离散信道(又称为数字信道)；
连续信道(又称为模拟信道)。 有线信道(光纤、同轴电缆、双绞线等)； 无线信道(微波、红外等)。
(2) 根据信道的传输媒质：
(香农)
7
§1.1 通信系统的基本模型 第 一 章 引 论
§1.1 通信系统的基本模型
一、基本流程 二、基本概念 三、基本要求 四、信源与信道分类
8
§1.1 通信系统的基本模型 第 一、基本流程 一 章 一般而言， 引 首先信息被产生， 论 然后通过某种方式传递， 最后收到信息或者获得信息。 最基本的通信系统模型 信源
比如 电平： , 0 , ; 图像：像素点，256级灰度。
(图像举例)
16
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 4. 编码与译码
P3
引 编码 将信源产生的消息或者信源码变换为一个数字序列。 论 通常为二进制数字序列。
提高有效性(信源编码)； 编码的目的主要有 增加可靠性(信道编码)； 加强保密性(加密编码)。
3
信 二、教材与参考书 息 论 贾世楼，《信息论理论基础》， 基 础 哈尔滨工业大学出版社。 傅祖芸，《信息论 — 基础理论与应用》，
电子工业出版社。
4
信 三、教学内容 息 论 本课程主要讲解香农信息论的基本概念、基本理论和 基 基本方法， 以及编码的理论和实现原理。 础 第一、二、四、六章： (1) 介绍信息的统计度量(熵)，信道的熵速率和信道容量； (2) 介绍无失真信源编码及常用的信源编码方法； (3) 介绍信道编码理论及常用的信道编码方法； (4) 简单介绍限失真信源编码的一些知识。
§1.1 通信系统的基本模型 第 附：人物介绍 —— 香农 一 贡献 章 四、 引 论 1949年 在 贝尔系统技术杂志 》 上发表 “噪声下的通信”。 《 这两篇文章成了现在信息论的奠基著作， 而刚刚三十出头的香农成了这门新兴学科的奠基人。
信息。
现代通信系统传递消息或者信息的手段已不断改进， 整个系统已经相当发达和完善。
12
§1.1 通信系统的基本模型 第 一、基本流程(现代通信系统) 一 章 信源 引 论
产生消息(携带信息)
P4 图1.2
信宿 换能器
换能器 模拟信号 模/数转换 变 数字信号 换 编码 加强有效性和可靠性 调制
25
§1.1 通信系统的基本模型 第 三、基本要求 P4 一 章 可靠性 尽可能准确地、不失真或限失真地传输消息。 引 有效性 用尽可能短的时间和尽可能少的设备传输消息。 论 换句话说，在一定的条件下，以任意小的差错(可靠性) 实现最大的传输效率(有效性)。 可靠性与有效性也称为通信系统的主要性能指标。 此外，安全性也是通信系统的一个非常重要的性能指标。
烽火不一定总是报警，它也报平安。
当年安史之乱，安禄山从范阳起兵，仅用23天便
逼近洛阳、潼关一带。 高仙芝、封常清固守潼关，遭 诬陷抵抗不力被杀；接着哥舒翰坚守潼关，从而出现 相持局面。这一段时间每天都点平安火。后来哥舒翰
被迫出战，在灵宝大败，人们看不到平安火。几天之
后，皇帝逃往四川。
11
§1.1 通信系统的基本模型 第 一、基本流程 一 章 同样是报平安(消息)，但平时与战时报平安所传递的 引 信息不可同日而语。 论 可见，消息
§1.1 通信系统的基本模型 第 附：人物介绍 —— 香农 一 荣誉 章 三、 美国科学院院士、美国工程院院士。 引 美国哲学学会会员、英国皇家学会会员。 论
1949年 Morris 奖。
1955年 Ballantine奖。 1962年 Kelly奖。 1966年 国家科学奖章、IEEE的荣誉奖章。 1978年 Jaquard奖。 1983年 Fritz奖。 1985年 基础科学京都奖。 34
26
§1.1 通信系统的基本模型 第 四、信源与信道分类 一 章 1. 信源分类 引 连续信源 所发出的消息在时间上或幅度上是连续分布的。 论 离散信源 所发出的消息在时间上和幅度上是离散分布的； 此时的消息常常表现为离散的符号形式。 离散无记忆信源 所发出的各个符号之间是相互独立的。
离散有记忆信源 所发出的各个符号之间是相互依赖的。
5
第 一 章 引 论
第一章 引论
§1.1 通信系统的基本模型 §1.2 信息论的研究范畴
6
第 一 章 引 论
第一章 引论
信息论是在长期的通信实践活动中，来自通信技术与概率论、随机过程、数理统计等学科相结合发展起来的
一门新兴交叉学科。 美国数学家香农于 1948 年发表的论文“通信的数学 理论”奠定了信息论的基础。
1938年 在麻省理工学院(MIT)获得电气工程硕士学位。
硕士论文《继电器与开关电路的符号分析》采用 布尔代数分析并优化开关电路，奠定了数字电路 的理论基础。 哈佛大学的 Howard Gardner 教授说： “ 这可能 是本世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。” 32
§1.1 通信系统的基本模型 第 附：人物介绍 —— 香农 一 生平 章 二、 1940年 在 MIT 获得数学博士学位。 引 论 博士论文《理论遗传学的代数学》。 1941年 以数学研究员的身份进入新泽西州的贝尔电话公司, 并在贝尔实验室工作到 1972 年，整整 31 年。 1956年 到 MIT 做访问教授，1958 年成为正式教授。 1978年 退休。 2001.2.24 在马萨诸塞州的 Medford 辞世，享年 85 岁。 33
可以传输的信号
噪声 信道
数/模转换 反 变 换 译码 解调
13
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 1. 信源与信宿 P1 信源 信源是产生消息(或消息序列)的源(人或者机器)； 引 消息可以是语言、文字、图象、符号、函数等等。 论
信源是发信者，输出消息，携带信息。
信宿 信宿是收信者，收到消息，获得信息。 2. 换能器
P2
换能器进行能量变换，如声电变换、光电变换等等， 得到电信号。 14
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 3. 模/数转换与数/模转换 引 论
P2
模拟信号 即连续(时间)信号。
x(t )
取值任意，时间连续(一维)； 取值任意，空间连续(二维)。
(信源)
(信道)
(信宿)
信道
信宿
9
§1.1 通信系统的基本模型 第 一、基本流程 一 章 比如 古代烽火台 —— 最早的信息通信系统 引 论
◈ 边防士兵点燃烽火，
传递出某种消息或者信息(如报警等)；
◈ 人们看到烽火，
获得某种消息或者信息。
10
§1.1 通信系统的基本模型 第 一、基本流程 一 章 引 论
19
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 4. 编码与译码 引 论 信道编码 通过增加冗余等手段对信源码进行编码，使消息 在传递的过程中具有一定的抗干扰能力，以提高 信息传送的可靠性。信道编码又称为可靠性编码 或者纠错编码。 增加冗余 增加消息中符号或者信源码之间关联性。 比如 身份证号码中的校验码， 计算机中的奇偶校验码， 条型码，……… 20
调制信号 对应频谱
~ g ( t ) cos ( 0 t ) f ( t ) 1 (e j 0 t e j 0 t ) f ( t ) 2 1 G ( ) [ F ( 0 ) F ( 0 )] 2
24
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 6. 信道与噪声 引 信道 用来传递消息、信号及信息，沟通信源与信宿。 论 噪声 包含外部噪声干扰及内部噪声干扰。 噪声及干扰可发生于信道中， 也可发生于变换与反变换中。 在信息论的模型里，为了研究方便， 一般将噪声和干扰都归入信道中考虑。
离散信号 即离散(时间)信号。
t
模拟信号
x(n )
取值任意，时间离散(一维)； 取值任意，空间离散(二维)。
t
采样信号
15
§1.1 通信系统的基本模型 第 二、基本概念 一 章 3. 模/数转换与数/模转换 引 论 数字信号
取值离散，时间离散(一维)； 取值离散，空间离散(二维)。