数字通信原理课件第1章绪论
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常见传输多路信号有两种复用方式，即频分复用、时 分复用。
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。
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。
其他分类方式：按多地址方式可分为频分多址通信、 时分多址通信、码分多址通信等。按用户类型可分 为公用通信和专用通信等。
无论怎样划分通信系统，都只是在信号处理方 式、传输方式或传输介质等外在特征上做文章，其 通信的实质并没改变，即大量、快速、准确、广泛、 方便、经济、安全地传送信息。因此，在分析、研 究、设计、搭建和使用一个通信系统时，只要抓住 这个实质，就不会被系统复杂的结构、先进的技术 和生涩的技术术语所迷惑。
3X10-6 3X10-8m
甚低频 VLF 低频 LF 中频 MF 高频 HF
甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF 可见光、红外
有线线对 长波无线电
有线线对 长波无线电
同轴电缆 中波无线电
同轴电缆 短波无线电
同轴电缆 米波无线电
波导 分米波无线电
波导 厘米波无线电
波导 毫米波无线电
通信: 信息（或消息）的传输和交换。（要求准确、迅速）
消息: 信息的物理表现形式。如语言、文字、数据或图像等。
信息: 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。
电通信:是利用电（电流或电波，包括光）来传递信息。现
代通信消一般息均是指“电通信”。
信息
信号: 消息的电的表示形式。在电通信系统中，电信号是
108~104m
30kHz~300kHz
104~103m
300kHz~3MHz
103~102m
3MHz~30MHz
102~10m
30MHz~300MHz
10~1m
300MHz~3GHz
1~10-1m
3GHz~30GHz
10-1~10-2m
30GHz~300GHz 10-2~10-3m
105GHz~107GHz
广播
抑制载波双边带调幅 立体声广播
单边带调幅SSB
连 续
残留边带调幅VSB
波 非线性调制 频率调制FM 调
制
相位调制PM
数字调制 幅度键控ASK
相位键控
载波通信、无线电台、数传 电视广播、 数传、 传真 微波中继、卫星通信、广播 中间调制方式 数据传输 数据传输
调制方式
用途
数字调制
脉冲模拟调 制 脉冲 调制
光通信、蓝牙通信
4、 按调制方式分类
根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传 输和频带（调制）传输。 基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频 市内电话。 频带传输是对各种信号调制后传输的总称。调制 方式很多，表 1 - 2 列出了一些常见的调制方式。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
表 1- 2常见的调制方式
调制方式
用途
线性调制 常规双边带调幅
通信、短波通信、微波通信、远红外线通信等。表 1-1
列出了通信使用的频段、常用的传输媒质及主要用途。
电波在自由空
❖ 工作波长和频率的换算间公中式传播为速；度
工作波长
λ=
c 3108(m / s)
工作频率
f
f (Hz)
表1.1.1 通信使用的频段及主要用途
频率范围
波长
符号
传输媒介
3Hz~30kHz
❖ 无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目 的的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。
2、按信道中所传信号的不同
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地 把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
模拟信号与数字信号示例
3、按工作频段分类
❖ 按通信设备的工作频率不同可分为长波通信、中波
相位键控PSK、 DPSK、 数据传输、 数字微波、 空
QPSK等
间通信
其他高效数字调制QAM、数字微波、 空间通信 MSK等
脉幅调制PAM
中间调制方式、 遥测
脉宽调制PDM(PWM) 中间调制方式
脉位调制PPM
遥测、 光纤传输
脉冲数字调 脉码调制PCM
制
增量调制DM
市话、 卫星、 空间通信 军用、 民用电话
差分脉码调制DPCM 电视电话、 图像编码
其他语言编码方式
中低速数字电话
ADPCM、 APC、 LPC
5
按通信业务分，通信系统有话务通信和非话务通信。
非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据 库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视 图文及会议电视、图像通信等。
6、 按信号复用方式分类
数字通信
掌握数字通信的基本原理，对信息的表示、 信道的通信能力、信源的编码、信道的编码以 及同步原理有基本的了解。
对通信系统的有效性和可靠性的分析，并 能根据一定的参数要求，设计相应的数字通信 系统。
第1章 概 述
本章从信系统模型的构成、数字传输方式、数 字通信的特点、数字通信复用技术、数字通信系统 的主要指标等作比较全面的概括介绍,并提出一些 最基本的概念。
学习要点: (1)通信系统及数字通信系统模型的构成； (2)数字信号和模拟信号的特点; (3)数字通信的特点; (4)数字通信系统的主要指标
1.1 通信的基本概念 1.2 通信系统的组成 1.3 现代通信技术发展的概况 1.4 数字通信系统的主要性能指标 1.5 本书讨论的数字通信的主要问题
1.1 通信的基本概念
1.2 通信系统的组成
信息源（简称信源）：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话 系统中的电话机，信源输出的通信信号系成统为模基型带信号。所谓基带信号是 指没有经过调制（频率搬移）的原始信号，频率较低。基带信号可 分为数字基带信号和模拟基带信号。 发送设备：对基带信号进行某种变换和处理，使原始信号（基带信 号）适应信道传输特性的要求。 信道：信号传输的通路，分为有线和无线两大类。 噪声源：叠加在信道中所有噪声以及分散在通信系统中其他各处噪 声的集合。 接收设备：将从收到的信号中恢复出相应的原始信号。 受信者（信宿或收终端）：将复原的原始信号转换成相应的消息。
光纤 激光空间传播
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 电视、空间遥测、雷达导航、点 对点通信、移动通信 微波接力、卫星和空间通信、雷 达 雷达、微波接力、射电天文学
消息传递的物质载体。
通信系统:是完成传递信息任务所需要的一切技术设备和传 输媒介所构成的总体。
通信系统分类 1、 按传输媒质分类
可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。
❖ 有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、 光导纤 维、波导等）作为传输媒质完成通信的，如市内电话、有 线电视、海底电缆通信等。
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。
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。
其他分类方式：按多地址方式可分为频分多址通信、 时分多址通信、码分多址通信等。按用户类型可分 为公用通信和专用通信等。
无论怎样划分通信系统，都只是在信号处理方 式、传输方式或传输介质等外在特征上做文章，其 通信的实质并没改变，即大量、快速、准确、广泛、 方便、经济、安全地传送信息。因此，在分析、研 究、设计、搭建和使用一个通信系统时，只要抓住 这个实质，就不会被系统复杂的结构、先进的技术 和生涩的技术术语所迷惑。
3X10-6 3X10-8m
甚低频 VLF 低频 LF 中频 MF 高频 HF
甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF 可见光、红外
有线线对 长波无线电
有线线对 长波无线电
同轴电缆 中波无线电
同轴电缆 短波无线电
同轴电缆 米波无线电
波导 分米波无线电
波导 厘米波无线电
波导 毫米波无线电
通信: 信息（或消息）的传输和交换。（要求准确、迅速）
消息: 信息的物理表现形式。如语言、文字、数据或图像等。
信息: 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。
电通信:是利用电（电流或电波，包括光）来传递信息。现
代通信消一般息均是指“电通信”。
信息
信号: 消息的电的表示形式。在电通信系统中，电信号是
108~104m
30kHz~300kHz
104~103m
300kHz~3MHz
103~102m
3MHz~30MHz
102~10m
30MHz~300MHz
10~1m
300MHz~3GHz
1~10-1m
3GHz~30GHz
10-1~10-2m
30GHz~300GHz 10-2~10-3m
105GHz~107GHz
广播
抑制载波双边带调幅 立体声广播
单边带调幅SSB
连 续
残留边带调幅VSB
波 非线性调制 频率调制FM 调
制
相位调制PM
数字调制 幅度键控ASK
相位键控
载波通信、无线电台、数传 电视广播、 数传、 传真 微波中继、卫星通信、广播 中间调制方式 数据传输 数据传输
调制方式
用途
数字调制
脉冲模拟调 制 脉冲 调制
光通信、蓝牙通信
4、 按调制方式分类
根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传 输和频带（调制）传输。 基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频 市内电话。 频带传输是对各种信号调制后传输的总称。调制 方式很多，表 1 - 2 列出了一些常见的调制方式。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
表 1- 2常见的调制方式
调制方式
用途
线性调制 常规双边带调幅
通信、短波通信、微波通信、远红外线通信等。表 1-1
列出了通信使用的频段、常用的传输媒质及主要用途。
电波在自由空
❖ 工作波长和频率的换算间公中式传播为速；度
工作波长
λ=
c 3108(m / s)
工作频率
f
f (Hz)
表1.1.1 通信使用的频段及主要用途
频率范围
波长
符号
传输媒介
3Hz~30kHz
❖ 无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目 的的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。
2、按信道中所传信号的不同
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地 把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
模拟信号与数字信号示例
3、按工作频段分类
❖ 按通信设备的工作频率不同可分为长波通信、中波
相位键控PSK、 DPSK、 数据传输、 数字微波、 空
QPSK等
间通信
其他高效数字调制QAM、数字微波、 空间通信 MSK等
脉幅调制PAM
中间调制方式、 遥测
脉宽调制PDM(PWM) 中间调制方式
脉位调制PPM
遥测、 光纤传输
脉冲数字调 脉码调制PCM
制
增量调制DM
市话、 卫星、 空间通信 军用、 民用电话
差分脉码调制DPCM 电视电话、 图像编码
其他语言编码方式
中低速数字电话
ADPCM、 APC、 LPC
5
按通信业务分，通信系统有话务通信和非话务通信。
非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据 库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视 图文及会议电视、图像通信等。
6、 按信号复用方式分类
数字通信
掌握数字通信的基本原理，对信息的表示、 信道的通信能力、信源的编码、信道的编码以 及同步原理有基本的了解。
对通信系统的有效性和可靠性的分析，并 能根据一定的参数要求，设计相应的数字通信 系统。
第1章 概 述
本章从信系统模型的构成、数字传输方式、数 字通信的特点、数字通信复用技术、数字通信系统 的主要指标等作比较全面的概括介绍,并提出一些 最基本的概念。
学习要点: (1)通信系统及数字通信系统模型的构成； (2)数字信号和模拟信号的特点; (3)数字通信的特点; (4)数字通信系统的主要指标
1.1 通信的基本概念 1.2 通信系统的组成 1.3 现代通信技术发展的概况 1.4 数字通信系统的主要性能指标 1.5 本书讨论的数字通信的主要问题
1.1 通信的基本概念
1.2 通信系统的组成
信息源（简称信源）：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话 系统中的电话机，信源输出的通信信号系成统为模基型带信号。所谓基带信号是 指没有经过调制（频率搬移）的原始信号，频率较低。基带信号可 分为数字基带信号和模拟基带信号。 发送设备：对基带信号进行某种变换和处理，使原始信号（基带信 号）适应信道传输特性的要求。 信道：信号传输的通路，分为有线和无线两大类。 噪声源：叠加在信道中所有噪声以及分散在通信系统中其他各处噪 声的集合。 接收设备：将从收到的信号中恢复出相应的原始信号。 受信者（信宿或收终端）：将复原的原始信号转换成相应的消息。
光纤 激光空间传播
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 电视、空间遥测、雷达导航、点 对点通信、移动通信 微波接力、卫星和空间通信、雷 达 雷达、微波接力、射电天文学
消息传递的物质载体。
通信系统:是完成传递信息任务所需要的一切技术设备和传 输媒介所构成的总体。
通信系统分类 1、 按传输媒质分类
可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。
❖ 有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、 光导纤 维、波导等）作为传输媒质完成通信的，如市内电话、有 线电视、海底电缆通信等。