大学通信工程原理经典课件第一章序论共19页文档
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第一章 绪论 通信原理课件
2020/11/11
1.3 通信系统和通信网的构成
• 通信网模型（图1.2）
– 转接设备（交换设备）：选择路由，将信息 从信源一站一站传递，直到到达信宿
– 信令、协议：为通信网中传送信息，必须符 合预先制定的规程，才能保证通信成功，这 样的规程叫信令（电话网）或协议（计算机 网）
2020/11/11
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 远程和大容量化
– 有线：明线→同轴电缆→光纤 –无线：短波→微波→卫星
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 网络和综合化
– PSTN：电路交换 – Internet：分组交换
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 移动和个人化
• 一些概念
– 有效性：单位带宽内传送的信息量的多少。 模拟通信系统用单位带宽内能传送的电话或 电视路数表示；数字通信系统用频带利用率 （bit/Hz）表示
– 可靠性：接收信息的准确程度。模拟通信系 统用接收端的输出信噪比表示；数字通信系 统用误比特率表示
– 有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互换。
2020/11/11
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 通信的发展方向
– 数字化 – 远程与大容量化 – 网络与综合化 – 移动和个人化
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 数字化
– 数字信息和模拟信息的区别：前者取值离散 ，后者取值离散
– 数字通信的主要优点
• 抗干扰能力强，且中继时无噪声积累 • 可使用现代数字信号处理技术进行处理 • 差错可以控制，传输质量好 • 易于加密 • 易于实现设备小型化
1.3 通信系统和通信网的构成
• 通信网模型（图1.2）
– 转接设备（交换设备）：选择路由，将信息 从信源一站一站传递，直到到达信宿
– 信令、协议：为通信网中传送信息，必须符 合预先制定的规程，才能保证通信成功，这 样的规程叫信令（电话网）或协议（计算机 网）
2020/11/11
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1.2 通信发展简史和展望
• 远程和大容量化
– 有线：明线→同轴电缆→光纤 –无线：短波→微波→卫星
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1.2 通信发展简史和展望
• 网络和综合化
– PSTN：电路交换 – Internet：分组交换
2020/11/11
1.2 通信发展简史和展望
• 移动和个人化
• 一些概念
– 有效性：单位带宽内传送的信息量的多少。 模拟通信系统用单位带宽内能传送的电话或 电视路数表示；数字通信系统用频带利用率 （bit/Hz）表示
– 可靠性：接收信息的准确程度。模拟通信系 统用接收端的输出信噪比表示；数字通信系 统用误比特率表示
– 有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互换。
2020/11/11
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1.2 通信发展简史和展望
• 通信的发展方向
– 数字化 – 远程与大容量化 – 网络与综合化 – 移动和个人化
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1.2 通信发展简史和展望
• 数字化
– 数字信息和模拟信息的区别：前者取值离散 ，后者取值离散
– 数字通信的主要优点
• 抗干扰能力强，且中继时无噪声积累 • 可使用现代数字信号处理技术进行处理 • 差错可以控制，传输质量好 • 易于加密 • 易于实现设备小型化
通信原理课件第1章绪论资料
的－－差错可控：检错、纠错； ●易加密（进行人为的扰乱）； ●易于与现代技术相结合（数字终端、计算机等）。
（4）数字通信需要解决的问题： ●差错可控：通过信道编码实现（第11章） ； ●加密：通过加密、解密实现； ●节拍一致：位同步/帧同步（第13章） 。
2020/10/13
通信原理
14
第1章 绪论
通信原理电子教案
西北工业大学
2009.2
第1章 绪论
第1章 绪论
本章主要介绍通信的基本概念，目的对通信的基本概念、 术语以及本课程所要研究的主要对象有一个初步了解。是 通信原理与技术的基础。 研究内容： ➢ 1.1 引言 ➢ 1.2 通信系统的组成 ➢ 1.3 通信系统分类及通信方式 ➢ 1.4 信息及其度量 ➢ 1.5 主要性能指标
●传输电信号的通信系统为电信通信系统，常简称之通 信系统。
2020/10/13
通信原理
5
第1章 绪论
通信的再定义： 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。
2020/10/13
通信原理
6
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
（5）分类 ●数字基带传输通信系统（第6章） ●数字频带传输通信系统（第7、8章） ●模拟信号的数字传输系统（第9章）
2020/10/13
通信原理
15
第1章 绪论
1. 数字频带传输通信系统
－－数字通信系统的一般模型
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
（4）数字通信需要解决的问题： ●差错可控：通过信道编码实现（第11章） ； ●加密：通过加密、解密实现； ●节拍一致：位同步/帧同步（第13章） 。
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通信原理
14
第1章 绪论
通信原理电子教案
西北工业大学
2009.2
第1章 绪论
第1章 绪论
本章主要介绍通信的基本概念，目的对通信的基本概念、 术语以及本课程所要研究的主要对象有一个初步了解。是 通信原理与技术的基础。 研究内容： ➢ 1.1 引言 ➢ 1.2 通信系统的组成 ➢ 1.3 通信系统分类及通信方式 ➢ 1.4 信息及其度量 ➢ 1.5 主要性能指标
●传输电信号的通信系统为电信通信系统，常简称之通 信系统。
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通信原理
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第1章 绪论
通信的再定义： 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。
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通信原理
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第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
（5）分类 ●数字基带传输通信系统（第6章） ●数字频带传输通信系统（第7、8章） ●模拟信号的数字传输系统（第9章）
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通信原理
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第1章 绪论
1. 数字频带传输通信系统
－－数字通信系统的一般模型
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
通信原理第一章PPT课件
2010年12月17日 19
2.6 通信系统的性能 续） 通信系统的性能(续
数字系统 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 ）：每秒钟传送码元的数目 单位---波特 单位 波特(B) 波特 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 ）：每秒钟传送的信息量 单位---比特 秒 单位 比特/秒(bit/s) 比特 误比特率： 误比特率：Pe =
2010年12月17日
9
2.2.2 通信系统
1. 信源：连续信源->模拟信号 信源：连续信源 模拟信号 离散信源->符号序列， 离散信源 符号序列，数字信号 符号序列 2. 信号处理：预处理，数字化， 信号处理：预处理，数字化，转换
3. 发送与接收 4. 传输媒质：声波，电磁波，光波 传输媒质：声波，电磁波， 电缆，光缆， 电缆，光缆，无线电波等 5. 通信网络与信令
1.3 学好通信的经验
选修几门基础课程
信号与系统 随机过程 通信系统原理 通信电路原理 卫星通信 移动通信 信源编码 信道编码 应用信息论
自学
2010年12月17日
5
1.4 教学内容和重点
《现代通信原理》将以通信系统为背景，主要 现代通信原理》将以通信系统为背景， 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、数字 信号的基带传输、频带传输、 信号的基带传输、频带传输、模拟信号的数字传 数字信号的最佳接收、 输、数字信号的最佳接收、差错控制编码及同步 原理等 原理等。 重点以数字通信为主，以上内容作为电信类学 重点以数字通信为主， 生必须掌握的知识， 生必须掌握的知识，以作为进一步深入该领域学 生的先修知识。 生的先修知识。
2.6 通信系统的性能 续） 通信系统的性能(续
数字系统 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 ）：每秒钟传送码元的数目 单位---波特 单位 波特(B) 波特 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 ）：每秒钟传送的信息量 单位---比特 秒 单位 比特/秒(bit/s) 比特 误比特率： 误比特率：Pe =
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2.2.2 通信系统
1. 信源：连续信源->模拟信号 信源：连续信源 模拟信号 离散信源->符号序列， 离散信源 符号序列，数字信号 符号序列 2. 信号处理：预处理，数字化， 信号处理：预处理，数字化，转换
3. 发送与接收 4. 传输媒质：声波，电磁波，光波 传输媒质：声波，电磁波， 电缆，光缆， 电缆，光缆，无线电波等 5. 通信网络与信令
1.3 学好通信的经验
选修几门基础课程
信号与系统 随机过程 通信系统原理 通信电路原理 卫星通信 移动通信 信源编码 信道编码 应用信息论
自学
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1.4 教学内容和重点
《现代通信原理》将以通信系统为背景，主要 现代通信原理》将以通信系统为背景， 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、数字 信号的基带传输、频带传输、 信号的基带传输、频带传输、模拟信号的数字传 数字信号的最佳接收、 输、数字信号的最佳接收、差错控制编码及同步 原理等 原理等。 重点以数字通信为主，以上内容作为电信类学 重点以数字通信为主， 生必须掌握的知识， 生必须掌握的知识，以作为进一步深入该领域学 生的先修知识。 生的先修知识。
通信原理课件第1章 绪论
2021/1/17
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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
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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。
通信原理课件 第一章 绪论
按照一定的规则在数字信号中添加一些保护成分(冗余信息），从而 提高数字信息对抗噪声和干扰的能力。 信道译码器按照对应的规则进行解码，从解码的过程中发现和纠正错 误，从而提高数字信息的传输可靠性。
调制(Modulate)：使经过编码的信号特性与信道的特性相适应， 使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。
10—1cm
10—1mm
310-4— 310-6 cm
紫外、可见 光、红外
光通信、遥 控等
26
通信传输方式（1）
消息只能单方向传输的工作方式。
发端
信道
收端
单 工
通信双方都能收发消息，但不能同时进行接收和发送消息的工作方式。
发端 收端
发端 信道
收端 半双工
通信双方可以同时进行接收和发送消息的工作方式。
根据消息的状态可分为： 离散消息：可数的消息状态( 符号、文字、数据等) 连续消息：连续的消息状态( 语音、图像等)
（电）信号（signal)：传输消息的手段，是消息的载体。
在通信系统中是用电信号的某一个或多个参量(频率、幅值、相位等) 来承载消息。 按代表消息的参量的取值方式不同，可分为模拟信号和数字信号 区分模拟信号和数字信号的准绳是看其取值是连续的还是离散的，而 不是看时间。数字信号在时间上可以是连续的，模拟信号在时间上可 能是离散的。
信号、文字、影象、声音或任何信息的传输、发射或接收。
通信系统：传递信息所需的一切技术设备的总和。
发话人 信源 空气 信道 通信系统简图 听话人 信宿
7
通信的随机性：通信的本质是随机的
随机信源 被发送的信号，在传输或接收端，会受到随机形式的干 扰（随机噪声）
8
消息、信号、信息
消息（message)：通信系统要传送的内容，例如：语音、文 字、图象等
调制(Modulate)：使经过编码的信号特性与信道的特性相适应， 使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。
10—1cm
10—1mm
310-4— 310-6 cm
紫外、可见 光、红外
光通信、遥 控等
26
通信传输方式（1）
消息只能单方向传输的工作方式。
发端
信道
收端
单 工
通信双方都能收发消息，但不能同时进行接收和发送消息的工作方式。
发端 收端
发端 信道
收端 半双工
通信双方可以同时进行接收和发送消息的工作方式。
根据消息的状态可分为： 离散消息：可数的消息状态( 符号、文字、数据等) 连续消息：连续的消息状态( 语音、图像等)
（电）信号（signal)：传输消息的手段，是消息的载体。
在通信系统中是用电信号的某一个或多个参量(频率、幅值、相位等) 来承载消息。 按代表消息的参量的取值方式不同，可分为模拟信号和数字信号 区分模拟信号和数字信号的准绳是看其取值是连续的还是离散的，而 不是看时间。数字信号在时间上可以是连续的，模拟信号在时间上可 能是离散的。
信号、文字、影象、声音或任何信息的传输、发射或接收。
通信系统：传递信息所需的一切技术设备的总和。
发话人 信源 空气 信道 通信系统简图 听话人 信宿
7
通信的随机性：通信的本质是随机的
随机信源 被发送的信号，在传输或接收端，会受到随机形式的干 扰（随机噪声）
8
消息、信号、信息
消息（message)：通信系统要传送的内容，例如：语音、文 字、图象等
通信原理第01章绪论 ppt课件
信道编码与译码目的：增强抗干扰能力 加密与解密目的：保证所传信息的安全 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两通端信的原理信第0号1章在绪论时间上保持步调一致
第1章 绪论
1.2.3 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
在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实 现的。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信 号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理
串行/并行 转换器
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信
（异步：发送帧首尾有标志；同步：发送端和接收端时间同步）
专线通信和网通信
通信原理第01章绪论
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?
度量信息量的原则
能度量任何消息，并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关
【例】 “某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这 条消息包含有更多的信息。
上例表明： 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
第1章 绪论
1.2.3 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
在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实 现的。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信 号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理
串行/并行 转换器
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信
（异步：发送帧首尾有标志；同步：发送端和接收端时间同步）
专线通信和网通信
通信原理第01章绪论
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?
度量信息量的原则
能度量任何消息，并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关
【例】 “某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这 条消息包含有更多的信息。
上例表明： 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
【课件】通信原理第一章ppt
1.2 通信系统的组成 1.2.1 通信系统的一般模型
我们把实现信息传输所需一切设备 和传输媒介所构成的总体称为通信系 统。以点对点通信为例，通信系统的 一般模型如图1-1所示。
图1-1通信系统的一般模型
图1-1中，发送设备的作用一方面是 把信息转换成原始电信号，该原始电 信号称为基带信号；另一方面将原始 电信号处理成适合在信道中传输的信 号。它所要完成的功能很多，例如调 制、放大、滤波和发射等，在数字通 信系统中发送设备又常常包含信源编 码和信道编码等。
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递 信息的通信系统。数字通信系统可进一 步细分为数字频带传输通信系统和数字 基带传输通信系统。
图1-3中，变换器的作用是把信息转 换成数字基带信号。信源编码的主要 任务是提高数字信号传输的有效性。 信源编码器的输出就是信息码元,此外， 话音和图像压缩编码等都是在信源编 码器内完成。接收端信源译码则是信 源编码的逆过程
6、易于与现代技术相结合。
1.3 通信系统分类及通信方式
பைடு நூலகம்
通信中信息的传送是通过信号来进行 的，如：电压、电流信号等。信号是信 息的载荷者。在各种各样的通信方式中， 利用“电信号” 来承载信息的通信方 式称之为电通信，这种通信具有迅速、 准确、可靠等特点，而且几乎不受时间、 空间、地点、距离的限制，因而得到了 飞速发展和广泛应用。如今，在自然科 学中，“通信”与“电通信”几乎是同 义词。在本书中的通信均指电通信。
信道是指信号传输通道，按传输媒介 的不同，可分为有线信道和无线信道两 大类。
图中的噪声源，是信道中的所有噪声 以及分散在通信系统中其它各处噪声的 集合。
在接收端，接收设备的功能与发送设 备相反，即进行解调、译码等。它的任 务是从带有干扰的接收信号中恢复出相 应的原始电信号，并将原始电信号转换 成相应的信息，提供给受信者。
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1.4 主要性能指标
主要性能指标：有效性、可靠性
有效性：速度 可靠性：质量
模拟系统 模拟系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量 模拟系统的可靠性用接收端最终输出信噪比来度量
数字系统性能指标：传输速率(有效性)和差错率(可靠
性)
数字信号的描述：二进制：0、1
两个状态
N 进制：0、1、2 … N-1 N个状态
1 Ilog21Mlog2 M 从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现
所以M 是波形数，p (xi ) =P 是每一波形出现的概率
2、非等概率
设消息由 n 个相互独立的符号组成，称为符号集
xi 对 应 p(xi)
x1
x2 xn
p(x1) p(x2) p(xn)
且每个符号包含的信息量均不相等 所以用统计平均的方法来描述一个符号所含的信息量
1.1 什么是通信
1、通信: 完成信息的转换和传输。 2、通信系统：以电(光)信号作为信息转换和传输系统。 3、通信例子：电报、电话、可视电话、广播、电视、
雷达、遥测遥控系统等。
1.2 通信系统的组成
通信系统模型 通信系统可以用下图模型加以抽象概括。
发送端
接收端
信
信号源 发送设备
接收设备 受信者
道
模拟通信系统模型
信号源
基 带 信 号
调制器
频 带 信 号
信 道
噪声源
解调器
受信者
数字通信系统模型
信
加
编
调
信
息
密
码
制
源
器
器
受
调
码
密
信
器
器
器
者
噪声源
基
频
带
带
信
信
号
号
数字通信系统的优点
• 抗干扰性能 • 便于加密 • 灵活性与通用性（便于现代终端接口） • 便于大规模集成 • 便于采用现代数字信号处理
噪声源
系统模型中的各个组成部分
信息源——把各种可能消息转换成原始电信号。 语声、事件场景、数据记录 → 麦克风、摄象机、光驱、软盘。 发送设备——将原始电信号变换成利于在信道传输的信号。 广播电台、电视发射塔、计算机COM口。 信道——信号传输通道。 空间、电线。 接收设备——从接收信号恢复相应的原始信号。 收音机、电视机、计算机COM口。 受信者——将原始电信号转换成消息。 喇叭、TV显象管、显示器。 噪声源——信道中噪声及分散在通信系统其它各处的噪声集中表示。 上述模型是通信系统的一般表示，反映了通信系统的共性，通信原理的讨论 是围绕着通信系统的模型展开的。
6、按通信方式分类 单工、半双工与双工
1.3 信息及其度量
1.4.1 信息的描述
传输信息的多少用信息量衡量 信息：消息中有意义的内容，消息理解为信源 由信息论知：消息出现的概率愈小，所包含的信息量愈大 （1） 定义：信息量为 I、消息出现的概率为 p(x )
则 I =[ p(x )] I 是p (x )函数
定义信息源的熵 H(X )
1.4.3
H ( X ) p ( x 1 ) _ l[ 2 o p ( x 1 ) g p ( ] x 2 ) _ l[ 2 o p ( x 2 ) g ] p ( x n ) _ l[ 2 o p ( x n )g ]
∑ n
_ p(xi)log2 p(xi)
i1
连续消息的信息量
用概率密度来描述 f (x) ∞
平 均 H (信 X)息 ∫ f(x)loeg f(x)dx
_∞
例 ： 信 息 组 源 成 有 0、 1、 2、 3 ： 四 ，个 它符 们号 出 为 现 3， 1的 ， 1， 1， 概 8448
且每 个信 息 ，量 求相 某2互 个 0'012独 '1 信 03'2立 0息 1'030'210'231'100'3021
01 '002 '13 0 '020 '021 '301 '023 '120 '102 '201的 0 信息量
解：方法一
0出2现 次 3 I0： 23lo23 g183b 3it1出1现 次 4 I1： 14lo21 g142b 8it
2出1现 次 3 I2： 13lo21 g142b 6it
3出7现 次I： 37l
对由若干个相互独立事件构成消息，有： I [p(x1 ) p(x2 )… ] = I [ p(x1 )] + I [ p(x2 )] + … （2）
∵ I 与 P(x ) 间的关系必满足（1）、（2）
∴
I
=
loga
1
p(x)
=-
loga p(x)
取 a = 2 I：bit 比特 取 a = e I：net 奈特 取 a = 10 I：哈特莱
1.4.2 信息的度量
1、等概率 1）设有二进制，等概率出现的离散消息
0、 1 消息 p (x1 )=p (x2 )= 1/2
1
1
Ilo2gp(x1)lo2g121bit
定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为 1 bit
2） 对M进制，等概率出现的离散消息
0，1，2 ,┅ , M-1 消息 p( x1 )=p (x2 )=┅ =1/M
1 o21 g82b 1it
总 I'I0 I1 I2 I3 10 b8 it
因消息共57个符号，一个符号含有算术平均信息量为
H I'/5 7 10 /58 7 1 .8b 9/istymbol
∑ 方法二
4
统计H 平 (x)_ 均 p(xi)lopg (xi)
i1
总 I ' H 8 3 ( lx o ) 2 8 3 5 g 1 4l1 . 7 o 9 21 4 g 1 4 0 5 lo ≈ 21 4 1 g 6 7 1 8 . l6 o 0 21 8 g ( b 4 18 ) .90i 6bit t符号
数字信号：PCM 、 ∆M 等 脉冲数字调制
3、按信号特征分类 最常用分为模拟与数字通信系统两大类
4、按传输媒介分类 最常用分为有线（包括光纤）与无线
5、按信号复用方式分类 频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围 时分复用：不同的信号占据不同的时间区间 码分复用：用一组包含正交码字的码组携带多路信息
1.3通信系统的分类
通信系统分类
1、按消息的物理特征分类（业务）
如电报、电话、数据、图像通信系统 2、按调制方式分类
Base-band vs Frequency-band
频带
正弦波调制
模拟信号 AM、DSB、SSB、VSB FM、PM
数字信号：ASK、FSK、PSK、DPSK 数字调制
模拟信号：PAM、PDM、PPM 脉冲模拟调制 脉冲调制