通信系统概论
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
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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
2024/6/26
2021
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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。
通信系统概论
第1章通信系统概论§ 1.1 数字通信系统的组成图1-1 双绞线1、框图解释信源：完成模/数转换信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性加密与解密目的：保证所传信息的安全信道编码与译码目的：增强抗干扰能力数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号2、数字通信的特点●优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于处理、变换、存储；便于将来自不同信源的信号综合到一起传输；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好；●缺点：需要较大的传输带宽；对同步要求高。
§ 1.2通信信道及其特征●信道分类：有线信道－电线光纤信道－光纤无线信道－电磁波（含光波）水声信道－声波存储信道－磁材料●有线信道明线对称电缆。
由许多对双绞线组成，分非屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）两种。
图1-2 双绞线同轴电缆图1-3同轴电缆●光纤信道结构：纤芯、包层按折射率分类：阶跃型（早期的，只有纤芯、包层两种折射率）、梯度型（随后的，纤芯折射率沿半径增大方向减小）按模式分类：多模光纤（粗）（早期的，发光二极管作为光源，含有多种频率成分，有多条路径存在色散波形失真，限制了传输带宽），单模光纤（细）（后来的，激光作为光源，单一频率成分，一条路径色散小波形失真小，传输带宽宽）单模图1-4 光纤结构示意图损耗与波长关系：损耗最小点：1.31与1.55 mm图1-5 光纤损耗于波长的关系光纤信道传输衰耗的原因:（1）瑞利散射：当光在传播过程中遇到不均匀或不连续点时，部分能量将向各方传向散射而不能达到终点。
（2）材料吸收：材料中含有杂质离子。
这些离子在光波作用下发生振动，从而会耗去部分能量（又分紫外吸收和红外吸收）。
光纤信道时延失真的原因：色散（Dispersion）：光源发射的光载波总是有一定的频谱宽度，而纤维材料的折射率随f而变化，因而在光波中不同的f分量具有不同的传输速度，到达的时间也不一样，从而引起失真。
项目一 通信系统概论
10年
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
1980~1990
10年
卫星“空间接线总机”、移动/蜂窝电话系统、多功能数字显示、每秒20亿取样数字示波、桌面印刷系统、 可编程数字信号处理器、自动扫描数字调音接收机、芯片加密技术、单片数字编码器和解码器、红 外数据/控制链、音频播放压缩盘、200 000字光存储媒体、以太网、远距贝尔系统、数字信号处理器
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 微波中继通信:主要用于传输长途电话和电 视节目。
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 光纤通信:光纤通信是以光导纤维(简称光 纤)为传输媒质、以光波为载波的通信方式。
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 卫星通信:卫星通信的特点是通信距离远,覆盖
面积大,不受地形条件限制,传输容量大,建设周 期短,可靠性高。
第1章 绪论
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。
移动通信
基站 基站
基站
第1章 绪论
电通信发展史
1837年：莫尔斯发明有线电报
消息——“点、划、空格”
金属线
发报
收报
第1章 绪论
1876年：贝尔发明有线电话
1876年贝尔电话
话筒
耳机
℡
℡
第1章 绪论
无线通信：
《电磁场力学的理论》。 电磁波的传播速度等于光速（3.0×108米/秒）。
1864年麦克斯韦从理论 上预言了电磁波的存在
通信系统概论期末重点总结
通信系统概论期末重点总结一、引言通信系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，其作用在于传递信息以实现人类的交流和信息传播。
通信系统的研究和应用领域广泛，包括无线通信、光纤通信、卫星通信、移动通信等多个方面。
本文将对通信系统的基本原理、技术特点和应用进行综述，以期对通信系统的学习和理解有所帮助。
二、通信系统的基本原理（一）信号传输与调制技术1. 信号传输的基本要求：带宽、信噪比、误码率等。
2. 调制技术：AM调制、FM调制、PM调制、数字调制等。
（二）信道特性与编码技术1. 信道特性：衰减、失真、干扰等。
2. 编码技术：奇偶校验码、海明码、卷积码、纠错码等。
（三）多路复用与分用技术1. 频分多路复用技术（FDM）2. 时分多路复用技术（TDM）3. 波分多路复用技术（WDM）4. 码分多路复用技术（CDM）三、通信系统的技术特点（一）抗干扰性1. 抗多径传播干扰2. 抗噪声干扰3. 抗多用户干扰（二）高性能要求1. 高速传输性能：数据传输速率、误码率等。
2. 高可靠性：校验码、纠错码等保证通信质量。
（三）适应不同应用场景1. 宽带通信：视频传输、大容量数据传输等。
2. 移动通信：移动性、覆盖范围、无线传输技术等。
四、通信系统的应用（一）无线通信系统1. 蜂窝网络：GSM、CDMA、WCDMA、LTE等技术。
2. WIFI与蓝牙通信技术。
（二）光纤通信系统1. 光缆传输技术与系统组成。
2. 光纤放大器、光解调器、光交换机等关键设备。
（三）卫星通信系统1. 卫星通信技术与应用。
2. 地球站设备与卫星链路配置。
（四）移动通信系统1. 手机通信技术：GSM、3G、4G、5G等。
2. 移动通信网络：基站、核心网、用户终端等。
五、未来发展趋势（一）5G通信技术的发展与应用1. 5G技术的优势和特点。
2. 5G在物联网、智能制造、自动驾驶等领域的应用。
（二）光通信技术的创新与突破1. 光通信技术的发展趋势和应用前景。
通信系统概论
通信系统概论引言通信是现代社会中不可或缺的一部分，它使得人们能够快速、便捷地传递信息。
通信系统是由多个组件和技术组成的，它们一起协作以实现信息的有效传输。
本文将介绍通信系统的基本原理、组成部分和常见技术。
通信系统原理通信系统的主要原理是将信息从一个地方传输到另一个地方，在传输过程中保持信息的准确性和完整性。
通信系统包括发送端、传输媒介和接收端。
发送端将信息转换为适合传输的信号。
这可以通过编码、调制或其他信号处理技术来实现。
传输媒介是信息传输的媒介，可以是有线电缆、光纤、无线电波等。
接收端将传输的信号恢复为原始的信息。
通信系统组成部分通信系统通常由以下几个主要组成部分构成：发送端负责将原始信息转换为适合传输的信号。
它通常包括以下组件：•数据源：生成要传输的原始信息。
•编码器：将原始信息转换为适合传输的信号。
•调制器：将信号调制为能够在传输媒介中传输的形式。
传输媒介传输媒介是信息传输的媒介。
常见的传输媒介包括：•有线电缆：如网线、同轴电缆等。
•光纤：利用光的传导特性传输信息。
•无线电波：通过空气传播信号。
传输媒介的选择取决于传输距离、速度要求、设备成本等因素。
接收端负责将传输的信号恢复为原始的信息。
它通常包括以下组件：•解调器：将传输的信号解调为原始信号。
•解码器：将解调后的信号解码为原始信息。
•终端设备：接收并处理信息。
通信系统技术通信系统中使用的技术主要包括调制解调技术、多路复用技术和编码解码技术。
调制解调技术是将原始信号转换为适合传输的信号的过程。
调制技术可以将信号调制为不同的频率、相位或振幅，使其能够在传输媒介中传输。
解调技术则将传输的信号恢复为原始信号。
多路复用技术允许将多个信号通过同一个传输媒介同时传输。
常见的多路复用技术包括时分复用和频分复用。
编码解码技术用于将信息转换为二进制数据或其他形式的数字信号，并在接收端将其解码为原始信息。
常见的编码解码技术包括差分编码、哈夫曼编码等。
结论通信系统是现代社会中信息传输的关键部分。
通信系统概论 第4章
图4-5移动通信网络分类
3)移动通信网 移动通信网是通信网的一个主要分支，其信息交流机动、 灵活、迅速、可靠，具有广阔的发展前景。移动通信系统分 类示意图如图4-5所示。 现代移动通信网按照网络的覆盖范围和工作方式又可分 为宽域网和局域网、双向对话式蜂窝公共移动通信、单向或 双向对话式专用移动通信、单向接收式无线电寻呼、家用无 绳电话及无线电本地用户环路网、集群移动通信等。
(4)按卫星与地球上任一点的相对位置的关系可分为同 步卫星和非同步卫星。
同样，卫星通信系统根据不同的标准也可以分为不同的 种类。
(1)按多址技术可分为FDMA卫星网、TDMA卫星网、SDMA 卫星网、CDMA卫星网和随机接入(ALOHA)卫星网等。其中， 最常用的是把公用信道用频分多址(FDMA)或时分多址(TDMA) 划分成多个子信道，每对通信用户占用其中两个子信道(上、 下行)来实现相互双向通信。
4)卫星通信网 卫星通信是指利用人造卫星作中继站转发无线电信号， 在两个或多个地面站之间进行的通信。卫星通信属于宇宙无 线电通信的一种，工作在微波频段，是一种“视距”通信。 由于卫星处于电离层之外的空间，地面上发射的电磁波必须 能穿透电离层到达卫星；同样，从卫星到地面上的电磁波也 必须穿透电离层。在无线电频段中只有微波频段符合这一条 件，因此卫星通信使用微波频段。
(2)按卫星制式可分为静止卫星通信系统、随机轨道卫 星通信系统和低轨道卫星（移动)通信系统。
(3)按通信覆盖区域的范围划分为国际卫星通信系统、 国内卫星通信系统和区域卫星通信系统。
(4)按用户性质可分为公用(商用)卫星通信系统、专用 卫星通信系统和军用卫星通信系统。
(5)按业务范围可分为固定业务卫星通信系统、移动业 务卫星通信系统、广播业务卫星通信系统和科学实验卫星通 信系统。
无线通信系统概论
第1章 绪论
信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性 （如时间常数）与之相适应。
2. 频谱特性 对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号等）, 用频谱分析法表示较为方便。
0 t
图 1 — 2 信号分解
信号幅度
第1章 绪论
对于周期性信号, 可以表示为许多离散的频率分量 （各分量间成谐频关系）, 例如图 1 — 3即为图 1 — 2所 示信号的频谱图; 对于非周期性信号, 可以用傅里叶变换 的方法分解为连续谱, 信号为连续谱的积分。
•
用对自我的永远不满意，来换取顾客 的永远 满意。2 020年9 月22日 星期二 10时40 分29秒 10:40:2 922 September 2020
•
内部审核定期做，系统维持不会错。 上午10 时40分2 9秒上 午10时4 0分10:40:2920 .9.22
•
来料检验照标准，交期品质必然稳。2 0.9.222 0.9.221 0:4010:40:291 0:40:29 Sep-20
第1章绪论音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器图11无线通信系统的基本组成第1章绪论超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大
第1章 绪论
第1章 绪论
➢1.1 无线通信系统概述 ➢1.2 信号、频谱与调制 ➢1.3 本课程的特点 ➢思考题与习题
脆弱的生命需要安全的呵护。10:40:29 10:40:2 910:40 9/22/20 20 10:40:29 AM 安全来于警惕，事故出于麻痹。20.9.2 210:40:2910:4 0Sep-2 022-Sep -20 质量是制造出来的，而不是靠检验出 来的。1 0:40:29 10:40:2 910:40 Tuesday , September 22, 2020 不懂莫逞能事故不上门。20.9.2220.9.2 210:40:2910:4 0:29Sep tember 22, 2020
高速公路通信系统概论
对采集的数据进行清洗、整合、转换和计算，提取有价值的信息。
数据存储
采用高性能的数据库管理系统，对处理后的数据进行存储和管理， 确保数据的安全性和可访问性。
业务应用软件开发与集成
软件开发
根据高速公路通信系统的业务需求，开发相应的应用软件，如监控软件、调度软 件、信息发布软件等。
软件集成
将各个应用软件进行集成，形成一个完整的业务应用系统，实现数据的共享和协 同工作。
交换网络技术
01
02
03
电路交换技术
通过建立固定的物理连接 来实现通信，适用于语音 通话等传统通信业务。
分组交换技术
将数据分成多个小组进行 传输和交换，适用于数据 业务突发性和不确定性的 特点。
ATM交换技术
基于异步传输模式（ATM） 的信元交换技术，支持语 音、数据和视频等多种业 务的综合传输。
包括程控交换机、以太网交换机等，根据高速公路通信系统的需 求选择合适的类型。
交换设备容量与扩展性
选择具有足够容量和良好扩展性的交换设备，以适应未来通信业务 的发展。
设备性能与管理功能
考虑交换设备的性能参数、稳定性、管理功能等因素，选择高质量 的交换设备。
接入设备介绍与选型建议
01
接入设备类型
包括光接入设备、无线接入设备等，根据高速公路通信系统的接入需求
06 高速公路通信系统发展趋 势与挑战
技术创新带来的机遇和挑战
新技术的应用
随着5G、物联网、云计算等技术的不断发展，高速公路通信 系统正面临着技术升级和转型的机遇，这些新技术的应用将 带来更高的传输速度、更低的时延和更广泛的覆盖范围。
技术挑战
然而，新技术的应用也带来了一系列技术挑战，如网络安全 、数据隐私保护、设备兼容性等问题，需要通信行业和相关 领域共同合作解决。
第一章通信系统概论-图文
第一章通信系统概论-图文广义上说用任何方法通过任何媒介跨时/空传递信息，均称为通信。
1.1绪论通信的定义：是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
通信的目的：就是传递消息。
本课程对通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号)实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号变换成适合在信道中传输的信号。
信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的。
接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。
信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。
1.2通信系统的组成1.2.2模拟通信系统和数字通信系统1.信源消息分为两大类连续消息离散消息消息的状态连续变化或是不可数的。
如语音、活动图片等消息的状态是离散的或是可数的。
如符号、数据等消息的载体是电信号，电信号的变化体现在某一参量的变化上（如连续波的幅度、频率或相位；脉冲波的幅度、宽度或位置）。
1.2通信系统的组成信号分类：按信号参量的取值方式不同可把信号分为两类。
模拟信号数字信号f(t)0tf(t)0时间离散、参量离散f(t)抽样0时间离散、参量连续t 量化t时间连续、参量连续1.2通信系统的组成2.模拟通信系统模型利用模拟信号来传递信息的通信系统信息源基带信号调制器已调信号噪声源信道解调器受信者1.2通信系统的组成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优点：技术成熟、设备简单、成本低。
缺点：易受干扰、频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成和设备庞大等。
1.2通信系统的组成3.数字通信系统模型利用数字信号来传递信息的通信系统信源编码器信道编码器数字调制器数字解调器信道译码器信源译码器信息源信道受信者噪声源1.2通信系统的组成数字通信涉及的技术内容有：1）编/译码——包括信源编码/译码、信道编码/译码。
2）调制/解调——数字调制/解调3）数字复接4）同步5）加密1.2通信系统的组成信源编码的作用（1）设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩。
通信系统概论章 (2)
第2章 数字通信系统
图2－4 理想抽样信号和频谱图由图
第2章 数字通信系统
2）带通信号的抽样定理 实际中遇到的许多信号是带通型信号。如果采用低通抽样
定理的抽样速率fs≥2fm，对频率限制在f0与fm之间的带通型信 fs太高
了，它会使0～f0一大段频谱空隙得不到利用，降低了信道的
利用率。为了提高信道利用率，同时又使抽样后的信号频谱不
下降多得多，这样就起到了压缩的作用。对于μ律也有类
似的结论。
目前则广泛应用数字电路来实现压扩律，这就是数字 压扩技术。我国的PCM30/32路基群也采用13折线A律压缩 律。
第2章 数字通信系统
设在直角坐标系中，x轴和y轴分别表示输入信号和输出信
号，并假定输入信号和输出信号的最大取值范围都是+1~-1，
明，其中x(t)是模拟信号，抽样速率为，抽样值用“·”表示。
第k个抽样值为，m1―mQ表示Q个电平(这里Q=7)，它们是预先 规定好的，相邻电平间距离称量化间隔，用“Δ”表示。xi表 示第i个量化电平的终点电平，那么量化应该是
xq(kTs)=mi
xi-1≤x(kTs)≤xi
(2－5）
第2章 数字通信系统
第2章 数字通信系统
2．量化
模拟信号经过抽样后，虽然在时间上离散了，但是，抽样
值脉冲序列幅度仍然取决于输入模拟信号，幅度取值是任意的，
无限的(即连续的)，它仍然属于模拟信号，不能直接进行编码。
因此就必须对它进行变换，使其在幅度取值上离散化，这就是
量化的目的。量化的物理过程可通过图2-5表示的例子加以说
的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。在数字通信中， 强调已调参量与代表消息的数字信号之间有一一对应关系。
(通信企业管理)通信系统概论精编
（通信企业管理）通信系统概论通信系统概论§1.1数字通信系统的组成图1-1双绞线1、框图解释信源：完成模/数转换信源编码和译码目的：提高信息传输的有效性加密和解密目的：保证所传信息的安全信道编码和译码目的：增强抗干扰能力数字调制和解调目的：形成适合于信道中传输的带通信号2、数字通信的特点●优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于处理、变换、存储；便于将来自不同信源的信号综合到壹起传输；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好；●缺点：需要较大的传输带宽；对同步要求高。
§1.2通信信道及其特征●信道分类：有线信道－电线光纤信道－光纤无线信道－电磁波（含光波）水声信道－声波存储信道－磁材料●有线信道明线对称电缆。
由许多对双绞线组成，分非屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）俩种。
图1-2双绞线同轴电缆图1-3同轴电缆●光纤信道结构：纤芯、包层按折射率分类：阶跃型（早期的，只有纤芯、包层俩种折射率）、梯度型（随后的，纤芯折射率沿半径增大方向减小）按模式分类：多模光纤（粗）（早期的，发光二极管作为光源，含有多种频率成分，有多条路径→存于色散→波形失真，限制了传输带宽），单模光纤（细）（后来的，激光作为光源，单壹频率成分，壹条路径→色散小→波形失真小，传输带宽宽）图1-4光纤结构示意图损耗和波长关系：损耗最小点：1.31和1.55μm图1-5光纤损耗于波长的关系光纤信道传输衰耗的原因:（1）瑞利散射：当光于传播过程中遇到不均匀或不连续点时，部分能量将向各方传向散射而不能达到终点。
（2）材料吸收：材料中含有杂质离子。
这些离子于光波作用下发生振动，从而会耗去部分能量（又分紫外吸收和红外吸收）。
光纤信道时延失真的原因：色散（Dispersion）：光源发射的光载波总是有壹定的频谱宽度，而纤维材料的折射率随f而变化，因而于光波中不同的f分量具有不同的传输速度，到达的时间也不壹样，从而引起失真。
《通信系统概论》课件
本课程将介绍通信系统的基础概念和术语，包括通信系统的分类和特点、信 号与信道分析、调制与解调技术、数字通信原理与技术、模拟通信原理与技 术等。
基础概念和术语
信号
介绍不同类型的信号，如模拟信号和数字信 号，并解释其在通信中的应用。
编码
解释编码的基本原理和常见的编码技术，如 单极性编码和差分编码。
探讨网络通信系统的分类和 特点，如局域网、城域网和 广域网。
信号与信道分析
1 信号的特性
解释信号的频率、带宽 和功率等特性对通信系 统性能的影响。
2 信噪比
介绍信噪比的概念和计 算方法，以及在通信中 的重要性。
3 信道容量
讨论信道容量的概念， 以及如何提高信道容量 以实现更高的数据传输 速率。
调制与解调技术
传输媒介
探讨传输媒介的种类和特点，例如电缆、光 纤和无线信道。
调制
介绍各种调制技术，包括调幅、调频和调相， 并讨论它们的优缺点以及应用领域。
通信系统的分类和特点
有线通信
介绍有线通信系统的分类和 特点，如电话网络和有线电 视网络。
无线通信
讲解无线通信系统的分类和 特点，包括移动通信和卫星 通信。
网络通信
调制技术
解释调制的目的和过程，讨论 各种调制技术的优缺点。
解调技术
介绍解调的原理和方法，包括 同步解调和检测技术。
调幅
详细讨论调幅技术的工作原理 和应用。
数字通信原理与技术
1
数制和编码
讲解不同的数制和编码方法，如二进制和八进制。
2
调制与解调器
介绍数字调制解调器的工作原理和不同类型的调制解调技术。
3
光纤通信系统介绍
光纤传输原理
通信原理各章习题集的答案
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
通信系统概论章 (1)
第1章 绪 论
图1－2 (a)串序传输方式；(b)并序传输方式
第1章 绪 论
一般的数字通信方式大都采用串序传输，这种方式的优点 是只需占用一条通路，缺点是占用时间相对较长；并序传输方 式在通信中也时有用到，它需要占用多条通路，优点是传输时 间较短。
第1章 绪 论
3. 通信的网络形式通常可分为三种：点到点通信方式、点到 多点通信（分支）方式和多点到多点通信（交换）方式，它们 的示意图如图1－3所示。
第1章 绪 论
2. 发送设备的作用就是将信源产生的信号变换为传输信道所 需要的信号，使信源和信道匹配起来，并送往信道。这种变换 根据对传输信号的要求不同有相应不同的变换方式，通常要求 实现大功率发射、频谱搬移、信源编码、信道编码、多路复用、 保密处理等，其相应的变换方式为功率放大、调制、模/数转 换、纠错编码、FDM或TDM
第1章 绪 论
4.接收设备 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行接 收放大、解调、数/模转换、纠错译码、FDM或TDM的分路、解 密等，其任务是从带有干扰的信号中正确地恢复出原始信号。 图1－4仅是一个单向通信系统模型，实际通信系统要实现 双向通信，通信的双方需要随时交流信息，信源兼为信宿，双 方都要有发送设备和接收设备。如果两个方向用各自的传输媒 介，则双方都独立地进行发送和接收；如果两个方向共用一个 传输媒介，则必须采用频率、时间或代码分割的办法来实现资 源共享。
制
幅度键控 ASK
数据传输
数字调制
频率键控 FSK
数据传输
相位键控 PSK、DPSK、QPSK 等 数据传输、数字微波、空间通信
其他高效数字调制 QAM、MSK 等 数字微波、空间通信
脉幅调制 PAM
第1章通信系统概论(第2讲_130911)
图1－5 二进制信道模型
编码信道特性用信道转移概率矩阵来描述.
P ( y j xi ) pi j
正确传输: 错误传输:
p00 P (0 0) , p01 P (1 0) ,
p00 p01 1
p11 P (1 1) p10 P (0 1)
p10 p11 1
pc p00 p11 pe p01 p10
20
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
消息的信息量 I
b.信息量的数学表达式 设消息发生的概率分布律为 则 mk 的信息量为：
m1 m2 ... mk ... p p ... p ... k 1 2
p
k
k
1
I mk log a
1 pk
c.信息量的单位（与对数的底有关）
T
先到波形
延时时差
后到波形
延时线模型
T
通常 T>>τ, 一般
H (, t )
合成波形
T
T/τ≈10
(c) 多径效应引起时间弥散
2 (t )
(b) 多径效应引起频率选择性衰落
典型信道:短波电离层反射,超短 波及微波对流层散射信道.
18
图1-11两条路径的多径效应
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
19
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
消息的信息量 I
2.消息(或符号)的信息量I： 事件发生的不确定性越大，所含信息量越大。 例如：某一北京至上海浦东机场飞机航班，原定中午１２点抵达。 现有三则相关消息：１．飞机１２点抵达浦东机场。２．飞机因北 京突降大雨延误。３．飞机在途中遭遇突发事件坠毁。 从中人们获得的信息量不同，显然第三则消息信息量最大。 a.信息量I 须满足的条件：设消息为mk ，其发生概率为 pk
西安邮电大学通信系统概论复习
信道容量
模拟信道的信道容量可以根据香农公式计算。香农 (Shannon)公式指出：在信号平均功率受限的高斯白噪 声信道中，信道的极限信息传输速率(信道容量)C为
S C B log 2 1 bit / s N
S/N为平均信号/噪声功率比，噪声为正态分布的加性白 噪声；B为信道带宽；C为信道容量。
1.2 信息和信息量
对于图1-2-1(b)所示的四进制码元序列，其有四 个计数符号0、1、2、3，且出现概率均为1/4， P(0)=P(1)= P(2)= P(3)= 1/4，则四进制一个码元的信 息量为： I = log21/P = log24 = 2(bit)
1.2 信息和信息量
1.2.3
发 端
信 道
收 端
单工方式传输是只能单方向传输的通信方式
通信的传输方式
半双工通信方式，是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发 的工作方式。
发 发
终 端 A
收
信道
收
终 端 B
发
发
终 端 A
收
信道
收
终 端 B
半双工方式是通信双方可以收发消息，但不能同时收和发的工作方式
通信的传输方式
所谓全双工通信，是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式。
216 Pe 3 105 4000 30 60
1.3 通信系统的主要性能指标
误比特率：用Pb 表示 ，即：
错误接收的比特数 Pb 传输的总比特数
例5：误比特率的计算
设一个四进制系统传输了1000个码元，其中一个码 元传输错误，由“01”错为“00”，计算误码率 及误比特率。
点到点通信系统
《通信系统概论》课件_第5章
2)数字信息易加密 由于扩频通信可以传送数字信号，因此当把模拟信号变 换成数字信号时，数字信号不但加密很方便，而且数字加密 的密级也较高，保密性能强。 3)通信信息不易被窃取 扩频通信电台地址采用伪随机编码，可以进行数字加密， 在收端如不掌握发端信号随机码的规律，是接收不到信号的， 收到的只是一片噪声。即便是知道了地址码，解出了加密的 发射信息信号，如果不了解密钥，不采取相应的解密措施， 还是听不懂对方的讲话，解不出正确的数字、文字符号，所 以扩频系统通信安全性好。
(2）扩频通信具有共用信道自动选呼能力。每个用户有 自己的号码，每个用户可以自由选呼其他各个用户，呼叫中 自动接续，不需人工交换，如同自动电话一样使用方便。在 同一信道内，若几十对电台同时通话，可以做到互不影响。 目前已能达到了60～70个用户同时通话。
(3)由于组成多址通信时，网内并不需要各电台严格同 步，因此，网内可随机接入电台，增加用户数，随时随地可 增减电台号码。各个通信系统也便于用微处理机进行信息处 理与自动交换控制。
带宽成反比。不确定度Δt与脉冲上升时间成正比，即与脉
冲信号带宽B成反比，即 t 1 B
(5－1)
因此，带宽B越大，测距的精度就越高。在高斯信道中，对
单个脉冲的一次性测量是不可靠的，扩频技术中通常采用极
性不断变化的长序列编码信号(如2PSK调制信号)代替单个脉
冲。接收端对接收序列与本地移位序列进行相关检测，即可
对于干扰环境中的典型情况，S／N<<1时，
C 1.44 S
B
N
(5－3)
例如，我们希望一个系统工作于干扰比信号大100倍的环境 中，即S／N=1/100。要求传信率是3000b／s，由式(5－3)可 知，系统应有的带宽为
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1.2 通信系统的组成
• 数字通信的优点
（1） 抗干扰能力强。 （2） 差错可控。 可以采用信道编码技术使误码率降低，
提高传输的可靠性。 （3） 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。 （4） 易于集成化， 从而使通信设备微型化。 （5） 易于加密处理， 且保密强度高。
模拟信号
数字信号
f(t)
f(t)
0
t
时间连续、参量连续
f(t)
0
t
时间离散、参量离散
抽样
0 时间离散、参量连续 t
量化
1.2 通信系统的组成
2.模拟通信系统模型 利用模拟信号来传递信息的通信系统
信息源 基带信号
调制器
信道
已调信号
噪声源
解调器
受信者
1.2 通信系统的组成
• 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 • 优点：技术成熟、设备简单、成本低。 • 缺点：易受干扰、频带不宽、频带利用
率不高、信号处理难、不易集成和设备 庞大等。
1.2 通信系统的组成
3.数字通信系统模型 利用数字信号来传递信息的通信系统
信
信
源
息
编
源
码
器
信
数
数
信
道
字
信
字
道
编
调
解
译
码
制
道
调
码
器
器
器
器
噪声源
信
源
受
译
信
码
者
器
1.2 通信系统的组成
数字通信涉及的技术内容有：
1）编/译码——包括信源编码/译码、信道编码/译码。 2）调制/解调——数字调制/解调 3）数字复接 4）同步 5）加密
1.2.1 通信系统模型
将信源产生的消息信号 变换成便于传送的形式
从带有干扰的 接收信号中正 确恢复出原始 信号
信 发送设备
源
信 道
信 接收设备
宿
信号传输的通道
各处噪声的集中表现
产生或发出消 息的人或机器
噪声源
接受消息 的人或机
器
1.2 通信系统的组成
信 源 ：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话 系统中电话机可看成是信源。
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”。接收端的信道译码器按一定规则进行解 码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而 提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。
1.2 通信系统的组成
• 数字调制方式有：振幅键控ASK 频移键控FSK 绝对相移键控PSK
相对（差分）相移键控DPSK
1.2 通信系统的组成
同步与数字复接
• 同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的不 可缺少的前提条件。同步是使收、发两端的信号在时 间上保持步调一致。
• 按照同步的功用不同，可分为 载波同步 位同步 群同步 网同步
• 基带信号 是指信号的频谱从零频附近开 始，由于这种信号具有频率很低的频谱 分量， 一般不宜直接传输。
• 语音信号：300~3400Hz • 图像信号：0~6MHz
1.2 通信系统的组成
• 已调信号 是指经过调制以后的信号 • 有三个特征
1. 携带有信息 2. 适合在信道中传输 3. 是信号的频谱具有带通形式且中心频率远 离零频。
发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的 原始电信号变换成适合在信道中传输的信号。
信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无 线的。
接收设备： 任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相 应的原始电信号来。
信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。
1.2 通信系统的组成
1.2.2 模拟通信系统和数字通信系统
1.信源消息分为两大类 连续消息
消息的状态连续变化或是不可数的。 如语音、活动图片等
离散消息
消息的状态是离散的或是可数的。 如符号、数据等
消息的载体是电信号， 电信号的变化体现在某一参量
的变化上（如连续波的幅度、频率或相位； 脉冲波的
幅度、宽度或位置）。
1.2 通信同 可把信号分为两类。
加密与解密
在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信 息的安全， 人为将被传输的数字序列扰乱， 即加上密码，这种处理过程叫加密。在接收端 利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字 序列进行解密，恢复原来信息，叫解密。
1.2 通信系统的组成
数字调制与解调
• 数字调制是将数字基带信号的频谱搬移到高频 处， 形成适合在信道中传输的频带信号。
1.2 通信系统的组成
信源编码的作用
（1）设法减少码元数目和降低码元速率，即通 常所说的数据压缩。码元速率将直接影响传输 所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的 有效性。
（2）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。
1.2 通信系统的组成
信道编码与译码
1.3 通信系统的分类与通信方式
3. 按信号特征分类
模拟通信系统 数字通信系统
4. 按传输媒质分类
有线通信系统 电缆通信
光纤通信
无线通信系统
短波通信 微波中继通信 卫星通信
……
1.3 通信系统的分类与通信方式
5. 按工作波段分类
长波通信
中波通信
短波通信
微波通信
工作波长和频率的换算公式为
c 3108(m / s)
1.1 绪论
通信 广义上说用任何方法 通过任何媒介跨时/ 空传递信息，均称为 通信。
1.1 绪论
通信的定义： 是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
通信的目的： 就是传递消息。
本课程对通信的定义： 利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号)
实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
1.2 通信系统的组成
• 已调信号又称频带信号。
1.3 通信系统的分类与通信方式
1.3.1 通信系统的分类
1. 按通信业务分类 话务通信：电话通信 非话务通信：计算机通信、数据库检索、电子信箱等。
2. 按调制方式分类 基带传输：将未经调制的信号直接传送 频带传输：对各种信号调制后传输的总称
表 1 - 1 列出了一些常见的调制方式
1.2 通信系统的组成
• 数字通信的缺点
（1）占据更宽的系统频带（频带利用率不高）
一路模拟电话带宽为4kHz， 一路数字电话可能要占据 20～60kHz的带宽。
（2）系统设备比较复杂
• 数字通信的前景
宽带信道（光纤）的发展，其缺点已可以接受，在现 代通信的发展中已成为主流。
1.2 通信系统的组成
f
f (Hz)