现代通信概论第1章
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现代通信系统概论
编 码 器
调 制 器
信道
噪声源
解 调 器
译 码 器
解 密 器
信 宿
同步
图1-3 数字频带通信系统的模型
数字频带传输通信系统的模型
2024/6/26
2021
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2. 数字基带传输通信系统
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；
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
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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 终端 终端 ... 终端
A
B
C
N
(b)
终端A 终端B 终端C
第一章 现代通信系统概论
1.1 通信的定义 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类及通信方式 1.4 通信系统的主要性能指标
2024/6/26
2021
1
课程描述
导航、遥控遥测等军用尖端技术和包括数字电话、广 播电视、综合信息网、多媒体宽带网等现代民用技术。
通信在过去分为模拟通信和数字通信两个方面来研究。 目前，随着数字技术和计算机技术日新月异的发展，数 字通信方式在许多领域已逐步取带模拟通信方式，成为 通信的主流，也成为我们研究的重点。
现代通信概论复习总结
现代通信概论复习总结第一篇：现代通信概论复习总结第一章概论1．通信系统的基本模型。
2．消息，信息，信号的基本概念。
消息：是信息的载体，不同的消息可以包含相同的信息。
信息：可理解为消息中包含的有意义的内容。
信号：传输的消息是以光、电或磁的形式表现出来的称为信号。
3．电信的概念，电信是以什么的发明为开端的。
电信是利用电信号驮载待传信息进行传输和交换的通信方式。
1831年，法拉第提出“电磁感应现象”，预告了发电机的诞生。
1937年，莫尔斯发明有线电报，标志着人类从此进入了电通信时代。
4．信息论之父是谁？通信的基本问题是什么？香农。
“通信的基本问题就是在一点重新准确地或近似地再现另一点所选择的消息。
” ——《通信的数学理论》5．信道带宽和信号带宽的概念，信道无失真传输的基本条件是什么？信道的带宽：指信道不失真传输信号的频率范围，即信道容许通过的最高与最低信号频率之差。
信号带宽:信号所含最高频率与最低频率之差，即信号所含频率的宽度。
根据奈奎斯特定律，信道的带宽应该大于信息的码元速率的两倍以上才能进行无失真传输。
6．奈奎斯特准则。
信道传输速率有上限。
有限带宽，无噪声信道（“理想”低通信道）情况下的最高码元传输速率V为：V=2W。
7．数字信号和模拟信号的特点？数字信号和模拟信号表示信息的方式。
模拟信号特点：信号的波形幅度连续。
它连续地“模拟”着信息的变化。
数字信号特点：波形从时间和幅度上都是离散的、不连续的。
模拟信号将待传递的信息包含在信号的波形之中。
数字信号将待传递的信息包含在码元的不同组合之中。
8．信息传输速率和码元传输速率的概念和计算。
信息传输速率简称传信率，又称信息速率、比特率，它表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特／秒，记为bit/s、b/s、bps。
码元传输速率简称传码率，又称符号速率、码元速率、波特率、调制速率。
它表示单位时间内（每秒）信道上实际传输码元的个数，单位是波特（Baud），常用符号“B’来表示。
现代通信概论第一章
1.1 通信的基本概念
图中的“1”和“0”可对应电流开启或关闭两种状态或其 他能表示两种状态的电压取值（如正负电压两种取值）， 分别称为“1”码或“0”码， 由于每个码都有一定的持续时间Ts，因此每个码又称为数 字脉冲或码元。
1.1 通信的基本概念
数字信号的特点: 波形从时间和幅度上都是离散的（取值是有限个）、不 连续的。 数字信号将待传递的信息包含在码元的不同组合之中。 对数字信号来讲，信号的数据率越高，信号的带宽 也就越宽。
1.1 通信的基本概念
（2）接收设备 对接收信号进行与发送设备相反的变换处理，如解调、 译码、转换等，以便恢复出消息供受信者接收。 尽可能的抑制干扰，使所恢复的信号尽可能准确。
1.1 通信的基本概念
3. 信道(channel) 信号传输媒介的总称。 （1）信道的带宽： 信道容许通过的最高与最低信号频率之差。 若要求信道无失真地传输信号，则要求 信道带宽B′> 信号的带宽B。
幅度
Hale Waihona Puke 0时间1.1 通信的基本概念 （2）数字信号 幅度取值离散的信号。电报是用数字信号传递信息的 最简单的方式。
1.1 通信的基本概念
早期的莫尔斯电报， 其电报信号是用“点”和“划”组成的电码（叫做莫 尔斯电码）来代表文字和数字。 如果用“1”代表有电流、 “0”代表无电流，那么“点 ”就是1、0，“划”就是1、1、1、0。 莫尔斯电码是用一点一划代表A，用一划三点代表B， 所以A就是101110，B就是1110101010。 如现在要拍发一份电报，含有“中国”两字，用“0022” 代表中。
1.1 通信的基本概念
四、通信系统的主要性能指标 性能指标 衡量系统的质量优劣的标准。 通信系统的性能指标涉及其有效性、可靠性、适应性 、标准性、经济性及维护使用等等， 从研究消息的传输来说，通信的有效性与可靠性将是 衡量通信系统性能的主要的指标。 有效性：指给定信道内传送信息的能力。 可靠性：指系统接收端恢复信息的准确度。
现代通信技术概论 教学课件 ppt 作者 王新良 第一章 通信系统概述
电信方式：
电信：利用电信号驮载待传信息进行传输和 交换的通信方式。 通信（communication)作为电信 （Telecomunication)是从19世纪30年代开 始的。
现代通信手段
电报 电话 寻呼 移动电话 有线广播、无线广播 有线电视、无线电视 因特网
字信号，即所谓再生，于是消除了干扰噪声。
这个过程，每经过一个再生中继器就重复一次。
通信系统的分类
结论: 正因为采用了中继再生和检纠错的手段， 所以数字传输不仅适于较远距离的传输， 也能适应性能较差的线路。
通信系统的分类
3.按传输媒介和系统组成特点分类 实用的通信系统有下述五类：
现代通信发展历史回顾
1906年
发明电子管，进入了 电子时代，开辟了模 拟通信的新纪元 发射第一颗人造卫星， 太空通信时代到来 因特网（Internet）的前身 ARPAnet出现，被后人称为 网络之父
1957年 1969年
20世纪通信技术高速发展：
双绞线－同轴电缆－微波－光纤－卫星 长波－中波－短波－超短波－微波－毫
米波
21世纪 通信与信息 融入生活 改变生活 不可缺 少
1.2 通信系统的基本概念和模型
1.通信系统：
传递信息所需要的一切技术设备和传输媒介。 端到端的传送系统
通信系统实例
2.通信系统基本模型： （P3）
为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技术
在发送端需经：
用户终端设备将信源的消息转换成电信号，并令其经信道传
远古通信方式的实现消息的远距离传送，都 需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。 但是，远距离传递消息的速度和距离都很不如 人意，迫切的需要一种新的传输手段 谁能跑得又快又远呢？ “电“
电信：利用电信号驮载待传信息进行传输和 交换的通信方式。 通信（communication)作为电信 （Telecomunication)是从19世纪30年代开 始的。
现代通信手段
电报 电话 寻呼 移动电话 有线广播、无线广播 有线电视、无线电视 因特网
字信号，即所谓再生，于是消除了干扰噪声。
这个过程，每经过一个再生中继器就重复一次。
通信系统的分类
结论: 正因为采用了中继再生和检纠错的手段， 所以数字传输不仅适于较远距离的传输， 也能适应性能较差的线路。
通信系统的分类
3.按传输媒介和系统组成特点分类 实用的通信系统有下述五类：
现代通信发展历史回顾
1906年
发明电子管，进入了 电子时代，开辟了模 拟通信的新纪元 发射第一颗人造卫星， 太空通信时代到来 因特网（Internet）的前身 ARPAnet出现，被后人称为 网络之父
1957年 1969年
20世纪通信技术高速发展：
双绞线－同轴电缆－微波－光纤－卫星 长波－中波－短波－超短波－微波－毫
米波
21世纪 通信与信息 融入生活 改变生活 不可缺 少
1.2 通信系统的基本概念和模型
1.通信系统：
传递信息所需要的一切技术设备和传输媒介。 端到端的传送系统
通信系统实例
2.通信系统基本模型： （P3）
为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技术
在发送端需经：
用户终端设备将信源的消息转换成电信号，并令其经信道传
远古通信方式的实现消息的远距离传送，都 需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。 但是，远距离传递消息的速度和距离都很不如 人意，迫切的需要一种新的传输手段 谁能跑得又快又远呢？ “电“
通信概论1章--通信概述.ppt
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.2.1 通信网的构成 1.2.2 通信网的分类 1.2.3 通信网的基本结构 1.2.4 通信网的质量要求 1.2.5 通信网络的发展历史及动向
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.2.1 通信网的组成（1/5）
构成通信网的基本要素： 终端设备、传输链路、交换设备。
17
1.1.4 通信系统的分类（5/7）
数字通信
❖ 数字通信系统框图
加入用于差错检测和控制
的监督码，以提高数字
传输系统的可靠性。
模拟信号
信 信源 源 编码
信道信 编码源
调 制 器
信道
解 调 器
信道 宿译码
信源 信 译码 宿
经过模/数变换(即A/D变换)
形成数字序列，以适宜在数 字系统中的传输。
噪声 数字调制
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.1.5 通信系统的质量要求（4/7）
有效性
❖ 频带利用率是指单位频带内的传输速率，通信系统 占用的频带越宽，传输信息的能力应该越大。
单位频带内传输速率
符号传输速率
η=
频带宽度
或
η=
信息传输速率 频带宽度
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
几个重要的标准化组织
❖ 国际标准化组织ISO (International Standard Organization)：世界上最大的国际标准化专门机构。
2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.1.6 标准化组织（2/2）
《现代通信理论》课件第1章
第1章 通信系统导论
在数字通信系统的接收端, 数字解调器对受到信道 恶化的发送波形进行处理, 并将该波还原成一个数字序 列, 该序列表示发送数据符号的估计值(二进制或M元)。 这个数字序列被送至信道译码器, 它根据信道编码器所 用的关于码的知识及接收数据所含的冗余度重构原始的 信息序列。
第1章 通信系统导论
数字通信抗噪声性能好还表现在微波中继通信时, 它 可以消除噪声积累。 这是因为数字信号在每次再生后, 只 要不发生错码, 它仍然像信源中发出的信号一样, 没有噪声 叠加在上面。 因此中继站再多, 数字通信仍具有良好的通 信质量。 而模拟通信中继时, 只能增加信号能量(对信号放 大), 却不能消除噪声。
第1章 通信系统导论
以两个人之间的对话这种最简单的通信方式为例, 说 明通信系统所包括的最基本的部分。 讲话是利用声音来传 递消息的一种方式, 发话人是消息的来源, 称为信源; 语音 通过空气传到对方, 而传递消息的媒质称为信道, 信道中一 定会不可避免地存在噪声; 听话者听到后获得消息, 是消息 的归宿, 称为信宿。 这样就完成了消息的传递, 也就构成了 最简单的通信系统, 这个过程如图1.1所示。
解调器和译码器工作性能好坏的一个度量是译码序 列中发生差错的频度。 更准确地说, 在译码器输出端的 平均比特错误概率是解调器、 译码器组合性能的一个 度量。 一般地, 错误概率是下列各种因素的函数: 码特 征、 用来在信道上传输信息的波形的类型、 发送功率、 信道的特征(即噪声的大小、 干扰的性质等)以及解调和 译码的方法。
第1章 通信系统导论
模拟信号有时也称连续信号, 它是指信号的某一参量可 以连续变化(即可以取无限多个值), 但不一定在时间上也连 续。 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。 凡某一参量只能取有限个数值, 并且 常常不直接与消息相对应的信号, 称为数字信号。 数字信号 有时也称离散信号, 这个离散是指信号的某参量是离散(不连 续)变化的, 但不一定在时间上也离散。
现代通信技术导论课件第1章绪论
图1.10 第一个蜂窝移动电话
1972年-1980年的这8年间，国际电信界集中研究电信 设备数字化，这一进程，提高了电信设备性能,并改善了 电信业务质量。
1977年美国、日本科学家制成超大规模集成电路，30平 方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管。
1979年，发明局域网；
1982年，发明了第二代蜂窝移动通信系统，分别是欧洲 标准的GSM，美国标准的D-AMPS和日本标准的D-NTT
1957年，发明电话线数据传输；
1959年美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，从此微 电子技术诞生了（如图1.9所示）。
图1.9 第一块集成电路
1962年，地球同步卫星发射成功；
1964年，美国Tand公司Baran提出无连接操作寻址技术 ，目的是在战争残存的通信网中，不考虑实验限制，尽可 能可靠的传递数据报；
1882年2月21日，丹麦大北电报公司在上海开通了第一 个人工电话交换所。当时有用户二十多家，每个话机年租 金为银元150元。
1887年，在当时的台湾巡抚刘铭传的主持下，花费重金 敷设了长达433里的福州至台湾的电报水线--闽台海缆， 于1887年竣工。它使台湾与大陆联通一气，对台湾的开 发起了重要作用。这是中国自主建设的第一条海底电缆。
1907年，北京市内电话改为共电式，同年5月15日，英 商上海华洋德律风公司的万门共电式交换设备投入使用。
1908年，英商在上海英租界的汇中旅馆私设了一部无线 电台，这是上海地区最早的无线电台。
1911年，德商西门子德律风公司向清政府申请，要求在 北京、南京设立无线电报机，进行远距离无线电通信试验 。电台分设在北京东便门和南京狮子山，通报试验结果良 好。辛亥革命时，南北有线电通信阻断，南北通信就靠这 两地的试验电台沟通。
现代通信概论A4红字部分
第一章通信过程可以理解为变化的消息信号对“载体”信号施加“影响”并让接收端能够“感知到”这 信号施加 影响 并 接收端能够 感知到个影响，从而检测并获得消息。
通信系统的一般模型：各组成部分的主要功能: 噪声、信源、发送设备、信道、接受设备、信宿、信源、发送设备、信道、接受设备、信宿 一个通信系统质量如何，通常由两个指标来衡量，即系统的有效性和可靠性。
有效性指的是单位时间内系统能够传输消息量的 有效性指的是单位时间内系统能够传输消息量的多少，以信道带宽（Hz ）或传输速率（bit/s ）为单位。
模拟通信系统：有效传输频带; 数字通信系统：信息传输速率 Rb ，单位：bit/s 可靠性指的是消息传输的准确程度，以不出差错 可靠性指的是消息传输的准确程度，以不出差错或差错越少越好。
模拟通信系统：输出信噪比=输出端信号平均功率 /输出端噪声平均功率 ; 数字通信系统：误码率=出现错误的码元(比特率)数/传输的总码元(比特率)数 。
信道是信号传输的通路，其传输特性描述的是不同频率的信号通过信道后能量幅度和相位变化 不同频率的信号通过信道后能量幅度和相位变化的情况。
信道带宽用以衡量一个信道的传输能力，带宽 信道带宽用以衡量 个信道的传输能力，带宽越大表明传输能力越强。
单位：Hz 信道容量则是用来衡量信道所能达到的最大传 信道容量则是用来衡量信道所能达到的最大传输能力的一个重要指标。
单位：bit/s 信道复用是利用同一传输媒介同时传为了不失真地实现通信信号传输，信号的有效带宽必须和信道带宽相匹配。
失真：当信号带宽>信道带宽，且大部分能量在该信道带宽内（部分失真），外（严重） 数据通信的含义：信源本身发出的就是数字形式的消息，如电报、计算机数据及指令等等。
数据通信系统与数字通信系统的主要区别：信源发出数字信号，无需经过模／数转换，只需考虑对信源进行压缩编码以降低信源的冗余度，提高有效性。
数字通信是数据通信的技术基础，数据通信是数字通信技术与计算机技术结合的成果。
现代通信技术概论-完整版
精选ppt
5
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
现代通信概论第一章
[例] 设英文字母 f 出现的概率为0.51，x 出现的概率 为0.034。试求 f 及 x 的信息量。
• 英文字母 f 出现的概率为 P( f ) 0.51
1 log 2 0.51 0.97bit P( f )
其信息量为 I f log 2
•
英文字母 x 出现的概率为 P( x) 0.034 其信息量为 I x log2 0.034 4.88bit
19
周期正弦信号
周期正弦信号u(t)=Asin(2πft+ψ)是一种频率单一、幅值固 定的模拟信号，三个参量A、f、ψ常被用作“携带”（载波） 消息。
f(t) A ψ O -A (a) 周期正弦信号 T sin(2πft+ψ) 2T t
20
周期脉冲信号
周期脉冲数字信号是一种幅度为A、周期为T、 宽度为τ的重复出现的矩形波。
• 频域分析也称为频谱分析，是指对信号在频率域内进行 分析。分析的结果是以频率为坐标的各种物理量的谱线 和曲线，可得到各种幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱 密度等。
频率幅值 An
f0
2f0
3f0
4f0
f
频率成份
图 一个周期信号的频谱
18
1.2.2 信号的时域和频域特性
• 时域分析与频域分析是对信号的两个观察面。 • 时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系； • 频域分析是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。 • 时域的表示较为形象与直观，频域分析则更为简练，剖析问题更为深 刻和方便。 • 信号分析的趋势是从时域向频域发展，但它们是互相联系，缺一不可， 相辅相成的。
• • 信号在传输过程中若输出端功率小于输入端功率，则称 信号受到了衰耗（减） 若输出端功率大于输入端功率，则称信号得到了增益
• 英文字母 f 出现的概率为 P( f ) 0.51
1 log 2 0.51 0.97bit P( f )
其信息量为 I f log 2
•
英文字母 x 出现的概率为 P( x) 0.034 其信息量为 I x log2 0.034 4.88bit
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周期正弦信号
周期正弦信号u(t)=Asin(2πft+ψ)是一种频率单一、幅值固 定的模拟信号，三个参量A、f、ψ常被用作“携带”（载波） 消息。
f(t) A ψ O -A (a) 周期正弦信号 T sin(2πft+ψ) 2T t
20
周期脉冲信号
周期脉冲数字信号是一种幅度为A、周期为T、 宽度为τ的重复出现的矩形波。
• 频域分析也称为频谱分析，是指对信号在频率域内进行 分析。分析的结果是以频率为坐标的各种物理量的谱线 和曲线，可得到各种幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱 密度等。
频率幅值 An
f0
2f0
3f0
4f0
f
频率成份
图 一个周期信号的频谱
18
1.2.2 信号的时域和频域特性
• 时域分析与频域分析是对信号的两个观察面。 • 时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系； • 频域分析是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。 • 时域的表示较为形象与直观，频域分析则更为简练，剖析问题更为深 刻和方便。 • 信号分析的趋势是从时域向频域发展，但它们是互相联系，缺一不可， 相辅相成的。
• • 信号在传输过程中若输出端功率小于输入端功率，则称 信号受到了衰耗（减） 若输出端功率大于输入端功率，则称信号得到了增益
现代通信网概论(1-8)完整1
3．网络管理的标准化
在选用通信网络设备时，应考 虑它具有开放性，设备可以和其它 设备兼容，并与其他用户连通。
2．第二阶段
现代通信网发展的第二阶段是在20世 纪50～70年代。晶体管、半导体集成电路 和计算机等技术的发展，为通信网的发展 起到了关键作用。 3．第三阶段 现代通信网发展的第三阶段大致在20 世纪的70～80年代。1970年一根涂有二氧 化硅的光导纤维的传输损耗达到了 20dB/km，而1959年激光的发明导致光通 信技术的起步。
四、反变换器
反变换器的工作过程是变换器的 逆工作过程。
五、信宿
信宿是信息传输的终点，也就是
信息的接收者。
六、噪声源
噪声源并不是人为实现的实体，但在 实际通信过程中又是实际存在的。 通信的基本形式是在信源和信宿之间建立 一个传输（包括信息转移）信息的通 道，即传输信道。
1.2 现代通信网的分类
（1）大量低延时数据业务应用（诸如 Web浏览、LAN）需要高带宽。 （2）本身带宽窄，但通信量极大的业 务应用（诸如电话、E-mail）也需要很高 的网络带宽。 （3）固有的宽带应用（诸如图像、文 件备用）更需要高带宽。
从核心网看，这几年SDH已成燎 原之势，全世界已敷设了大约80万个 独立网，其速率已高达10Gbit/s。 从长远看，仅有波分复用链路而 不消除节点“电瓶颈”是无法真正实 现通信网络容量宽带化的。
2．网络管理智能化
现代通信网已经发展到使网络的维护 和操作相当复杂的程度。本地中心受控于 远地的监控中心，维护工作需要预先安排。 网络维护对操作人员提出了更高的要求： 要会使用多种设备或网络实体；能够在隔 离故障的同时协调多种资源的运作状态； 拷贝大量的网络管理数据；识别各种事件 的优先级，并快速反应；与其他操作员或 维护机构协作等。
现代通信概论第1章
不确定性：就是随机性，具有不确定性的事件就是
随机事件 。因此可运用研究随机事件的数学工具—
—概率来测度不确定性的大小。
根据概率论知识，事件的不确定性可用事件
出现的概率来描述。
可能性越小，概率越小；反之，概率越大。 结论： 消息中包含的信息量与消息发生的概率
密切相关。消息出现的概率越小，消息中包含 的信息量就越大。
时分复用：不同信号占据不同的时间区间 码分复用：相互正交的码进行区分
（7）按终端用户移动性分类 通信还可以按终端用户是否移动分为移动
通信和固定通信。
1.1.3 通信系统的主要性能指标
有效性：指消息传输的“速度”问题
可靠性：主要指消息传输的“质量”问题
适应性：通信系统使用时的环境条件
信道编码：提高数字信号传输的可靠性。 基本做法：在信息码组中按一定的规则附加
一些监督码元，以使接收端根据相应的规则
进行检错和纠错，信道编码也称纠错编码。 接收端信道译码是其相反的过程。
③数字通信的主要特点
抗干扰能力强 差错可控 易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号
进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网
图1-7 数字基带传输系统模型
② 数字频带传输通信系统模型
图1-8 数字频带传输系统模型
信源编码：提高数字信号传输的有效性。 作用：一是当信息源给出的是模拟信号时， 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；二是当信息源给出的 是数字信号时，信源编码器设法用适当的方 法降低数字信号的码元速率以压缩频带。信 源编码的目的是提高数字信号传输的有效性。 接收端信源译码则是信源编码的逆过程。
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3、现代信息交换
4、光纤传输技术 5、短波与超短波通信技术 6、数字微波与数字卫星通信技术 7、数字移动通信技术
8、数据通信
9、宽带接入网
第1章
1.1 1.2 1.3
概论
通信概论 通信信道与噪声 通信网基本概念
1.4
现代通信技术与信息高速公路
1.1通信概述
古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信
周期信号：满足下列条件
f (t ) f (t nT ), n 0, 1, 2, 3,,
t
式中T为周期
非周期信号：不具有重复性的信号。
（3）模拟信号与数字信号
模拟信号：是指代表消息的信号参来自（幅度、 频率或相位）随消息连续变化的信号。 数字信号：是指它不仅在时间上离散，而且在
I
的两种含义：
当事件x发生以前，表示事件x发生的不确定性 当事件x发生以后，表示事件x所提供的信息量
信息量的单位：
若对数以2为底时单位是“比特”（bit ）
若以e为底时单位是“奈特”（nat ）
若以10为底时单位是“哈特”（Hart ）
[例1.1] 设英文字母 f出现的概率为0.51，x出现的概率 为0.034。试求f及x的信息量。 解：英文字母f出现的概率为 其信息量为
设有一个信号为 u(t ) 3sin 1t sin 31t 式中， 1 2 2 f1 ，则信号u(t)的信号特征如图1-3所 T 示。
（a）时域波形 （b）频谱图 图1-3 u(t)的信号特征图
信息的度量
通信的目的在于信息的传递和交换 信息：是对事物运动状态或存在方式的不确定性的 描述。 消息：一般将语音、文字、图像或数据称为消息。
P( f ) 0.51
1 I f log 2 log 2 0.51 0.97bit P( f )
英文字母x出现的概率为 其信息量为
P( x) 0.034
I x log2 0.034 4.88bit
【例】 设二进制离散信源， 以相等的概率发送数
字0或1，则信源每个输出的信息含量为 I(0)=I(1)=log22=1 (bit)
消息：表示信息的语言、文字、图像和数据
信息：是人类社会和自然界中需要传递、
交换、存储和提取的抽象内容
信号：运载消息的声、光、电等物理量
1、信号的分类
（1）确知信号与随机信号 确知信号：指能够以确定的时间函数表示的
信号，它在定义域内任意时刻都
有确定的函数值。 随机信号：具有随机性的信号。
（2）周期信号与非周期信号
幅度取值上也是离散的信号。
图1-1模拟信号
图1-2 数字信号示意图
2、信号的特性
（1）时域特性
表示函数值如信号电压或电流随时间的 变化关系。
（2）频域特性
指任意信号总可以表示为许多不同频率、 不同振幅正弦信号的线性组合，这些正弦信 号所包含的频率范围，称为该信号的频谱， 通常用函数表示时域信号的频谱。称信号的 绝对带宽为频谱的带宽，单位为赫兹（Hz）
结论：当离散信源的每一符号等概率出现 时，即 P( x ) 1/ n(i 1, 2,, n)
i
此时的熵最大。
最大熵值为 log2 n(bit/符号）
[例1.2] 某信息源的符号集由A，B，C，
D组成，设每一符号独立出现，其出现 概率分别为1/4，1/8，1/8和1/2。试求
该信息源符号的平均信息量。
图1-4 四进制数字信号示意图
信息熵（平均信息量）
由n个符号组成的集合，符号集中的每一个符 号 x i 在消息中是按一定概率 P( xi ) 独立出现的，
又设符号集中各符号出现的概率为
x1 , P( x ), 1 P( x2 ),, P( xn ) ，且有 x2 , , xn
这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通信
问题。
现代：电话、电视、广播、邮政、因特网等
目前的这些现代的通信方法和手段已为我们大家所熟知，
并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随着科
学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高。
1.1.1 通信的基本概念
消息、信号和信息
通信的目的：为了获取信息
P( x ) 1
i 1 i
n
则 x1 , x 2 , x n 所包含的信息量分别为 log2 P( x1 )， log 2 P( x2 ) ，…， log 2 P( xn )
平均信息量为
H ( x) P( xi ) log 2 P( xi )
i 1 n
(bit/ 符号）
P(x)→1时， I→0
P(x)→0时， I→∞
在信息论中， I ( xi )与消息 xi 出现的概率 P( xi ) 的 关系式为
1 I ( xi ) log a log a P( xi ) P( xi )
信息量 I ( xi ) 表示这个事件 xi 发生所包含的信
息量，或它发生的不确定性。
现代通信概论
教材
何方白等，现代通信概论，北京：人民邮电 出版社
课程目的和任务
本课程通过讲述通信基本模型、 通信信道、数字 通信系统、通信传输技术、现代交换技术等内容，
使学生了解各种通信系统的基本组成，掌握通信系
统的基础理论和工作原理。
课程主要内容
1、概论 2、数字通信系统及技术
不确定性：就是随机性，具有不确定性的事件就是
随机事件 。因此可运用研究随机事件的数学工具—
—概率来测度不确定性的大小。
根据概率论知识，事件的不确定性可用事件
出现的概率来描述。
可能性越小，概率越小；反之，概率越大。 结论： 消息中包含的信息量与消息发生的概率
密切相关。消息出现的概率越小，消息中包含 的信息量就越大。
解：该信息源符号的平均信息量为
H ( x) P( xi )log 2 P( xi )
传送等概率的二进制波形之一(P=1/2）的信息 量为1比特；
传送等概率的四进制波形之一（P=1/4）的信息
量为2比特；
传送等概率的八进制波形之一（P=1/8）的信息
量为3比特。
四进制数字信号的每种状态可以用两位二进制符号来
表示，即0、1、2、3分别用00、01、10、11来表示。
F(t) 3 2 1 0 t