数字通信原理课件第1章绪论
合集下载
数字通信原理第1章-绪论
数字通信原理北京理工大学电子与信息学院关于本课程z目的与任务：数字通信原理为专业技术基础课程。
通过对通信系统组成、通信系统建模等基本概念、基础知识的了解，学习和掌握通信理论和通信系统性能分析方法，掌握常用数字通信系统性能指标及其应用条件，并对现代通信技术及其发展方向有所了解，使学生具备初步从事通信系统评价及设计的能力，也为相关课程奠定基础z先修课程：随机信号分析，信号与系统等z学习方式：课堂教学/课后作业z考试方式：笔试(闭卷考试)z答疑：10-311主要参考书z樊昌信等编，通信原理，第6 (5) 版，国防工业出版社z J.G.Proakis. Digital Communication (4rd Edition). 电子工业出版社（影印版：数字通信）z曹志刚等编，现代通信原理，清华大学出版社z郝建军等编，通信原理考研指导，北邮出版社课程的基本内容z绪论（2 学时）z随机过程（2 学时）z信道（4 学时）z模拟调制系统（4 学时）z数字基带传输系统（8 学时）z数字带通传输系统（8 学时）z模拟信号的数字传输（8 学时）z数字信号的最佳接收（4 学时）z差错控制编码（6 学时）z复习课（2 学时）成绩评定初步计划z成绩评定平时+作业：20%期末考试：60%实验：20%z每一章结束，下一次上课时收取作业（一次作业一章的内容）对所交作业进行登记，作为平时成绩依据未按时交的作业不予批改和登记课件邮箱z请将你的邮件地址放到邮件列表第1章绪论z1. 1 通信的基本概念通信的目的：传递消息中所包含的信息。
消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。
信息：是消息中包含的有效内容。
实现通信的方式和手段：非电的：如旌旗、消息树、烽火台…电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。
通信的解释z百度百科通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。
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
数据通信原理PPT课件(490页)
能够被通信双方理解 可以传递
上一页
下一页
2、信号
把消息转换成适合于信道传输的物理量，就是 信号。信号携带着消息，它是消息的运载工具。 通信中的信号有电信号和光信号两种。 信号可以分为模拟信号和数字信号。 模拟信号是指信号的某一参量可以取无穷多个 值，并且与原始消息直接对应的信号，如话音 信号及其按照抽样定理所得的PAM样值信号等；
1，„ ，M-1”个码元，且各码元出现的概率不相
等，分别为P0，P1，„，PM-1，此时每个码元包含的
信息量并不相等，分别为：
I j log 2
Pj
上一页
下一页
对上式求其期望，将其称作平均信息量H，表示平 均每个码元包含信息的多少，单位为bit/符号如下
式所示：
H Pj log 2
a=M
I= -logMP
单位为M进制信息单位
上一页
下一页
数据通信中若数据采用二进制传输，此时将二 进制的每个符号“0”或“1”称为码元。 当两个码元等概出现时，每个码元包含的信息 量为： I=log22=1 bit
因此通常常将二进制序列称为比特流，但若两 个码元出现的概率不等，此时每个码元包含的 信息量已不是1bit。 更一般的情况，当采用M进制传输时，此时共有“0，
所帮助。
上一页
下一页
数据通信的重要性：
计算机之间的通信：数据通信
通信网的发展趋势：
电话网 计算机网 有线电视网 三网融合 宽带IP网
就是数据通信 （可见它的重要性）
上一页
下一页
目录
第1章 绪论
第2章 数据通信基础知识
第3章 数据信号的基带传输
第4章 数据信号的频带传输
第5章 差错控制与信道编码
上一页
下一页
2、信号
把消息转换成适合于信道传输的物理量，就是 信号。信号携带着消息，它是消息的运载工具。 通信中的信号有电信号和光信号两种。 信号可以分为模拟信号和数字信号。 模拟信号是指信号的某一参量可以取无穷多个 值，并且与原始消息直接对应的信号，如话音 信号及其按照抽样定理所得的PAM样值信号等；
1，„ ，M-1”个码元，且各码元出现的概率不相
等，分别为P0，P1，„，PM-1，此时每个码元包含的
信息量并不相等，分别为：
I j log 2
Pj
上一页
下一页
对上式求其期望，将其称作平均信息量H，表示平 均每个码元包含信息的多少，单位为bit/符号如下
式所示：
H Pj log 2
a=M
I= -logMP
单位为M进制信息单位
上一页
下一页
数据通信中若数据采用二进制传输，此时将二 进制的每个符号“0”或“1”称为码元。 当两个码元等概出现时，每个码元包含的信息 量为： I=log22=1 bit
因此通常常将二进制序列称为比特流，但若两 个码元出现的概率不等，此时每个码元包含的 信息量已不是1bit。 更一般的情况，当采用M进制传输时，此时共有“0，
所帮助。
上一页
下一页
数据通信的重要性：
计算机之间的通信：数据通信
通信网的发展趋势：
电话网 计算机网 有线电视网 三网融合 宽带IP网
就是数据通信 （可见它的重要性）
上一页
下一页
目录
第1章 绪论
第2章 数据通信基础知识
第3章 数据信号的基带传输
第4章 数据信号的频带传输
第5章 差错控制与信道编码
精品课件-数字通信原理(李白萍)-第1章
30
第 1 章 绪论 1.3 数字通信系统的主要性能指标 (1) 有效性。 (2) 可靠性。 (3) 适应性。 (4) 经济性。 (5) 保密性。 (6) 标准性。 (7) 维修性。
31
第 1 章 绪论
1.3.1 1. 例如， 某系统在2 s内传送4800个码元， 则系统的传码率
为2400 Baud。 虽然数字信号有二进制与多进制的区分， 但码 元速率RB与信号的进制无关，只与码元宽度TB有关， 即
28
第 1 章 绪论 1.2.5
相对于模拟通信系统而言， 数字通信系统具有以下优点。 (1) 抗干扰、 抗噪声能力强， 无噪声积累。 (2) 便于加密处理， 保密性强。 (3) 差错可控。 (4) 利用现代技术， 便于对信息进行处理、 存储、 交换。 (5) 便于集成化， 使通信设备微型化。
29
第 1 章 绪论 数字通信系统相对于模拟通信系统来说， 主要有以下两个 缺点。 (1) 数字信号占用的频带宽。 (2) 对同步要求高， 系统设备比较复杂。
在多进制中， RBN与RbN的数值不同， 单位亦不同。 它 们之间在数值上有关系式
(1-7)
RbN=RBN lb N
在码元速率保持不变的条件下， 二进制信息速率Rb2与
多进制信息速率RbN之间的关系为
Rb2
RbN lbN
(1-8)
35
第 1 章 绪论 在信息速率保持不变的条件下， 二进制码元速率RB2与 多进制码元速率RBN之间的关系为
单位时间内错误接收的比特数 Pb 单位时间内系统传输的总比特数
(1-13)
二进制时， Pe=Pb； N进制时， 与解码方式等有关， 一般情况下Pb<Pe。
39
第 1 章 绪论 【例1-2】 某信息源包含A、 B、 C、 D四个符号， 这 四个符号出现的概率相等， 传输时编码为二进制比特， 并已知 信息速率Rb=1 Mb/s (1) 求码元传输速率； (2) 若信息源工作1 h后， 大致均匀地发现了36个差错比特， 求误信率和误码率。
第 1 章 绪论 1.3 数字通信系统的主要性能指标 (1) 有效性。 (2) 可靠性。 (3) 适应性。 (4) 经济性。 (5) 保密性。 (6) 标准性。 (7) 维修性。
31
第 1 章 绪论
1.3.1 1. 例如， 某系统在2 s内传送4800个码元， 则系统的传码率
为2400 Baud。 虽然数字信号有二进制与多进制的区分， 但码 元速率RB与信号的进制无关，只与码元宽度TB有关， 即
28
第 1 章 绪论 1.2.5
相对于模拟通信系统而言， 数字通信系统具有以下优点。 (1) 抗干扰、 抗噪声能力强， 无噪声积累。 (2) 便于加密处理， 保密性强。 (3) 差错可控。 (4) 利用现代技术， 便于对信息进行处理、 存储、 交换。 (5) 便于集成化， 使通信设备微型化。
29
第 1 章 绪论 数字通信系统相对于模拟通信系统来说， 主要有以下两个 缺点。 (1) 数字信号占用的频带宽。 (2) 对同步要求高， 系统设备比较复杂。
在多进制中， RBN与RbN的数值不同， 单位亦不同。 它 们之间在数值上有关系式
(1-7)
RbN=RBN lb N
在码元速率保持不变的条件下， 二进制信息速率Rb2与
多进制信息速率RbN之间的关系为
Rb2
RbN lbN
(1-8)
35
第 1 章 绪论 在信息速率保持不变的条件下， 二进制码元速率RB2与 多进制码元速率RBN之间的关系为
单位时间内错误接收的比特数 Pb 单位时间内系统传输的总比特数
(1-13)
二进制时， Pe=Pb； N进制时， 与解码方式等有关， 一般情况下Pb<Pe。
39
第 1 章 绪论 【例1-2】 某信息源包含A、 B、 C、 D四个符号， 这 四个符号出现的概率相等， 传输时编码为二进制比特， 并已知 信息速率Rb=1 Mb/s (1) 求码元传输速率； (2) 若信息源工作1 h后， 大致均匀地发现了36个差错比特， 求误信率和误码率。
数字通信-PPT课件
1
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
《数字通信原理》课件
信道编码
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
数字通信原理与技术(第四版)章 (1)
进入19世纪后,人们开始试图用电信号进行通信。表1－1 中列出了一些与通信相关的历史事件,读者可从中清晰地掌握 通信发展的概貌。
第1章 绪 论
年代 1826~1897 1904~1940 1940~1960 1960~1970 1970~1980
1980~1990
1990~今
经历时间 71 年 36 年 20 年 10 年 10 年
激光、第一颗通信卫星、PCM 实验、激光通信、集成电路（IC）、数字信 号处理（DSP）、探月电视实况转播、高速数字计算机、
商用接力卫星通信（音频和数字）、Gbit 数字传输速率、大规模集成电路 （LSIC ）、通信集成电路、陆地间的计算机通信网络、低损耗光纤、光通信系 统、分组交换数字数据系统、星际间大型漫游发射、微处理器、计算机断层成 像、超级计算机
10 年
10 多年
表 1-1 与通信相关的历史事件 相关事件
欧姆定律、有线电报、电磁辐射方程、电话、麦克斯韦理论、无线电报等 二极管、空中辐射传输声音信号、信号放大器、有线电话传输、超外差无 线接收机、抽样定律、电传机、频率调制、调频无线电广播、脉冲编码调制（PCM）、 电视广播 雷达和微波系统、晶体三极管、香农“通信的数学理论”、通信统计理论、时分 多路通信、越洋电话电缆
第1章 绪 论
光传送网是通信网未来的发展方向,它可以处理高速率的 光信号,摆脱电子瓶颈,实现灵活、动态的光层联网,透明地支 持各种格式的信号以及实现快速网络恢复。因此,世界上许多 国家纷纷进行研究、试验,验证由波分复用、光交叉连接设备 及色散位移光纤组成的高容量通信网的可行性。光纤通信的 主要发展方向是单模长波长光纤通信、大容量数字传输技术 和相干光通信。
第1章 绪 论
1.1.2 通信技术的发展与展望 通信技术的发展主要体现在电缆通信、微波中继通信、光
第1章 绪 论
年代 1826~1897 1904~1940 1940~1960 1960~1970 1970~1980
1980~1990
1990~今
经历时间 71 年 36 年 20 年 10 年 10 年
激光、第一颗通信卫星、PCM 实验、激光通信、集成电路（IC）、数字信 号处理（DSP）、探月电视实况转播、高速数字计算机、
商用接力卫星通信（音频和数字）、Gbit 数字传输速率、大规模集成电路 （LSIC ）、通信集成电路、陆地间的计算机通信网络、低损耗光纤、光通信系 统、分组交换数字数据系统、星际间大型漫游发射、微处理器、计算机断层成 像、超级计算机
10 年
10 多年
表 1-1 与通信相关的历史事件 相关事件
欧姆定律、有线电报、电磁辐射方程、电话、麦克斯韦理论、无线电报等 二极管、空中辐射传输声音信号、信号放大器、有线电话传输、超外差无 线接收机、抽样定律、电传机、频率调制、调频无线电广播、脉冲编码调制（PCM）、 电视广播 雷达和微波系统、晶体三极管、香农“通信的数学理论”、通信统计理论、时分 多路通信、越洋电话电缆
第1章 绪 论
光传送网是通信网未来的发展方向,它可以处理高速率的 光信号,摆脱电子瓶颈,实现灵活、动态的光层联网,透明地支 持各种格式的信号以及实现快速网络恢复。因此,世界上许多 国家纷纷进行研究、试验,验证由波分复用、光交叉连接设备 及色散位移光纤组成的高容量通信网的可行性。光纤通信的 主要发展方向是单模长波长光纤通信、大容量数字传输技术 和相干光通信。
第1章 绪 论
1.1.2 通信技术的发展与展望 通信技术的发展主要体现在电缆通信、微波中继通信、光
数字通信原理_1：绪论18052 ppt课件_
2020/8/4
7
例：信号的失真与再生：
原脉冲 信号
随传输距离增大衰 减变化的信号
再生的脉 冲信号
传输距离增大
2020/8/4
8
5、典型的数字通信系统
信源
信源编码器
信道编码器
调制器
噪声源
信道
信宿
2020/8/4
信源解码器
信道译码器
解调器
图1-3-1 数字通信系统模型
9
6、典型的数字通信系统（续） 发送端功能模块：
（1）信源：产生（模拟信号经抽样量化后的）数字信号；
（2）信源编码：去除信源消息序列的冗余性，提高传输效 率；
（3）信道编码：对信息加入检错和纠错的功能，提高抗干扰 能力；
（5）调制器：将基带信号搬移到适合特定介质传输的频段上 传输。
2020/8/4
10
6、典型的数字通信系统（续） 接收端功能模块： （1）解调； （2）信道译码； （8）信源译码； （9）信宿。
分别完成与发送端对应模块相反的功能。 数字通信系统中的其他可能附加的功能模块：
信息的加解密、复用解复用、信道的波形编译码 多址接入、扩频与解扩 等等。
2020/8/4
11
基带数字传输系统
• 1、基带信号：未经调制的信号称为--• 2、基带传输：将数字基带信号直接送到
信道上的传输方式称为--• 3、频带传输:将数字基带信号经过调制
（1）数字信号有良好的抑止噪声累积干扰的能力，信号易 于再生；
（2）可通过信源编码提高传输效率； （3）可通过信道编码降低传输的差错概率； （4）易于对信息进行加密和各种复杂的信号处理； （5）易于实现基于网络的各种信息交换。
数字通信的缺点：
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
精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
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。
数字通信原理与技术
第1章
绪 论
6. 按收信者是否运动分 按收信者是否运动分 通信还可按收信者是否运动分为移动通信和固定通信。移 动通信是指通信双方至少有一方在运动中进行信息交换。由 于移动通信具有建网快、 投资少、 机动灵活， 它使用户能随 时随地快速可靠地进行信息传递，因此，移动通信已被列为 现代通信中的三大新兴通信方式之一。 另外，通信还有其它一些分类方法，如按多地址方式可 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。
第1章
绪 论
1.4.2 信息及其量度
(1) 消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即
I = I [ P ( x )]
(2) 消息出现的概率愈小， 它所含信息量愈大； 反之信 息量愈小。 且
P = 1时 P = 0时
I =0 I =∞
第1章
绪 论
(3) 若干个互相独立事件构成的消息， 所含信息量等于各 独立事件信息量的和， 即
第1章
绪 论
3. 克服数字通信不足的办法 克服数字通信不足的办法 由于数字信号占用的频带宽，而使数字通信的频带利用率 低。系统的频带利用率，可用系统允许最大传输带宽(信道的 带宽)与每路信号的有效带宽之比来表征，即
BW n= Bi
式中，BW 为系统允许最大频带宽度；Bi 为每路信号的频带宽 度；n为系统在其带宽内最多能容纳(传输)的话路数。n值大， 说明系统利用率高。
第1章
绪 论
5. 按业务的不同分 按业务的不同分 目前通信业务可分为电报、电话、 传真、 数据传输、 可视电话、 无线寻呼等。 另外从广义的角度来看，广播、 电视、 雷达、 导航、 遥控、 遥测等也应列入通信的范畴， 因为它们都满足通信的定义。由于广播、电视、雷达、导航 等的不断发展，目前它们已从通信中派生出来，形成了独立 的学科。
通信原理第1章18158ppt课件
通信原理第1章18158教学
通信原理
第1章 绪论
2
第1章 绪论
1. 1 通信的基本概念
通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：
非电的：如旌旗、消息树、烽火台…
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类：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：基带传输系统和带通（调制）传 输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 信…… 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分 12 复用
I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] P(x) ，I ； P(x) ，I ； P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ； I [ P ( x ) P ( x ) ] I [ P ( x )] I [ P ( x )] 1 2 1 2
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
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
15
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?
通信原理
第1章 绪论
2
第1章 绪论
1. 1 通信的基本概念
通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：
非电的：如旌旗、消息树、烽火台…
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类：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：基带传输系统和带通（调制）传 输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 信…… 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分 12 复用
I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] P(x) ，I ； P(x) ，I ； P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ； I [ P ( x ) P ( x ) ] I [ P ( x )] I [ P ( x )] 1 2 1 2
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
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
15
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?
数字通信原理-第一章
数字通信原 理
电信学院通信教研室
信道
信道是指传输信号 的通道，从发送设 备到接收设备之间 信号传递所经过的 媒介。
接收设备
接收设备的基本功 能是完成发送设备 的反变换，即进行 解调、译码、解码 等等。它的任务是 从带有干扰的信号 中正确恢复出原始 消息来。
电信学院通信教研室
编码器输出
调 制 器
按照信道中所传输的 是模拟信号还是数字 信号，可以相应地把 通信系统分为两类， 即模拟通信系统和数
字通信系统。
正弦:
二进制代码
1
0
01
二 进电制信基学带 信 院号通信教研室
t
数 字 通 A M : 信 原
2ASK
t
理
FM:
2FSK
02
模拟信号与数字信号
t
PM:
2PSK
t
1
电信学院通信教研室
数字通信原 理
数字通信原理
前言
----克服地域、时空障碍，迅速、及时地传递信息是通信的基本任 务。 人类社会要进行信息交流就离不开通信，通信是推动人类社会文 明进步与发展的巨大动力。现代的人类社会已进入信息时代，现代 通信系统就是信息时代的生命线。由于人们要进行交换的信息已不 再是单一的电话业务，而是集声、图、文为一体的综合性的多种信 息服务，因此现代通信网应是一个综合业务数字网。为适应世界性 的政治与经济活动的需要，人们已经建立起世界性的全球通信网， 现代通信已成为最重要的信息技术服务。
数字通信原 理
电信学院通信教研室
01
数字通信的主要特点：
○ 无噪声积累，能保证较
高的通信质量
02
○ 便于加密处理
○ 数字信号便于直接与计
数字通信原理(1.1)
处理的目的在于使单位时间内传输更多的消息。
从信息论的观点来说，消息传输速度可用单位时间内传送的 信息量来衡量。
模拟通信中还有一个重要性能指标：均方误差。它是衡 量发送的模拟信号与接收端复制的模拟信号之间误差程度的 质量指标。均方误差越小，复制的信号越逼真。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
log以2为底时，单位为比特：bit log以e为底时，单位为奈特：nit。
2001 Copyright
信息量的单位与对数的底有关：
SCUT DT&P Labs
22
3. 离散信源的信息量
下面先来讨论等概率出现的离散消息的度量： 传递Ｍ个消息之一，只需采用一个Ｍ进制的波形来传递； 任意一个Ｍ进制波形总可用若干个二进制波形来表示。 定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为１， 单位：比特 则： I log ( 1 ) 1(bit)
2）模拟通信系统的优缺点 优点：通过信道的信号频谱比较窄，因此信道的利用 率高。 缺点： （1）传输的信号是连续的 ，混入噪声干扰后不易清除， 即抗干扰能力差。 （2）不易保密通信，即安全性差。 （3）设计不易大规模集成化。 （4）不适于飞速发展的计算机通信要求。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
信息的度量方式还应满足可加性； 信息量应该是事件发生概率的函数；
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
20
1.2 信息的度量
3. 离散信源的信息量
离散信源统计特性的描述－－概率场
设离散信源包含N种可能的符号，相应的概率场： x1 p(x1) x2 p(x2) x3 . . . . . xN
- 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)。
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。
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。
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
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。
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
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。
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
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~z~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
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
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
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
❖ 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
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
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。
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。
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
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。
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
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。
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
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~z~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
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
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
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
❖ 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
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