第1讲 通信的基本概念、通信系统的组成
第1章 通信基础
1.1.3 通信的方式
1．按消息传送的方向与时间划分 如果通信仅在点对点之间，或一点对多点之间进行，那
么按消息传送的方向与时间的不同，通信的工作方式可分为 单工通信、半双工通信和全双工通信，如图1-1所示。
单工通信是指消息只能单方向传输的通信方式，如广播、 遥控、无线寻呼等。在这种通信方式下，信号(消息)从广播 发射台、遥控器和无线寻呼中心分别单向传到收音机、遥控 对象和BB机上。
消息都有其量值的概念。在一切有意义的通信中，虽然 消息的传递意味着信息的传递，但对接收者而言，某些消息 比另外一些消息具有更多的信息。
例如，甲方告诉乙方一件非常可能发生的事情“明天中 午12时正常开饭”，与告诉乙方一件极不可能发生的事情 “明天12时有地震”相比，前一消息包含的信息显然要比后 者少些。因为对乙方(接收者)来说，前一件事很可能(或必然) 发生，不足为奇，而后一事情却极难发生，使人惊奇。这表 明消息确实有量值的意义，而且，对接收者来说，事件越不 可能发生，越使人感到意外和惊奇，则信息量就越大。消息 是多种多样的，因此，量度消息中所含的信息量值，必须能 够估计任何消息的信息量，且与消息种类无关。另外，消息 中所含信息的多少也应和消息的重要程度无关。
2．按信道中传输的信号分
信道是个抽象的概念，这里可理解成传输信号的通路。 通常，信道中传输的信号可分为数字信号和模拟信号两种， 由此，通信也可分为数字通信和模拟通信，与它们相对应的 系统是数字通信系统和模拟通信系统。
若信号的某一参量(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，则称其为模拟信号。模拟信号有时也称为连续信 号，“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。
通信原理(1).
信道解码是信道编码反过程。
④调制和解调:数字调制的任务是把各种数 字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带 信号。经变换后的已调信号有两个基本特征: 一
是携带信息,二是适应在信道中传输。数字解
调
是数字调制的逆变换。
⑤信道:信道是信号传输的通道(媒质)。信道 分为有线和无线信道.在某些有线信道中,若传输 距离不远,通信容量不大时,数字基带信号可以直 接传送,称为基带传输;而在无线信道和光缆信道 中,数字基带信号必须经过调制,即把信号频谱搬 移到高处才能传输,这种传输称为频带传输。
模拟通信中的两种变换: (1)发送端的连续消息要变换成原始电信号(非 电/电转换),接收端收到的信号要反变换成连续消 息(电/非电转换)。即非电/电转换和电/非电转换。 (2)将原始电信号变换成其频带适合信道传输 的信号,称为调制,接收端进行反变换,称为解调。
(3)经过调制后的信号称为已调信号,有两个基
(3)信道:是指信号传输的通道,即传输媒质,分 为有线和无线两类。 (4)噪声源:是信道中的噪声以及分散在通信 系统其它各处的噪声的集中表示。 (5)接收设备:接收设备的功能与发送设备的 相反的,它能从接收信号中恢复出相应的原始信
号,而受信者(信宿)是将复原的原始信号转换成
相应的消息。
信息源和发送设备统称为发送端;接收设备和
受信者统称为接收端。
1.2.2模拟通信与数字通信系统模型 因为消息有离散消息与连续消息,与它对应的 信号有模拟信号和数字信号,所以就有模拟通信与 数字通信系统之分。
1.模拟通信系统模型
信息源 调制器 信道 噪声 解调器 受信者
该模型与简化模型比较的话发端多个调制器 (或发送设备用调制器换了),接收端的接收设备用 解调器换的。
第一章 通信的基本概念PPT课件
• 1938年美国贝尔实验室为美国军方制成了世 界上第一部“移动电话”手机
• 1942年，对讲机应用于二战
微波通信
• 1931年，英国多佛尔和法国加来之间在 建立世界上第一条超短波接力线路
• 20世纪50年代出现微波接力通信
光纤通信
• 1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆发表了关于传输介 质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性 和技术途径，奠定了现代光纤通信的基础。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s
• 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面
• 宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.4.2 模拟通信系统
模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框 图如图1-2所示:
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
（1）信息与信号
• 信息←→冗余
– 消息中不定的部分
• 信号
– 信息的物理载体： 电、光信号
• 模拟信号与数字信 号
精品课件-数字通信原理(李白萍)-第1章
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。
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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)
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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。
通信原理第一章
任何人、任何时候在任何地方以任意的方式进行通信。
1.1.1 通信系统的一般模型（主要培养全局系统的概念） 通信: 从一地向另一地传递和交换信息。
通信系统：实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质基于点与点之间的通信系统的模型用图1 -1 来描述。
送设备信道接收设备受信者噪声源接收端信息源：消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为基带信号。
包括：电话机、电视摄像机和电传机、计算机等。
前者是模拟信源，输出模拟信号；后者是数字信源，输出数字信号。
发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，比如：放大、调制、编码等等； 信道：指传输信号的物理媒质。
包括：大气（自由空间）、明线、电缆或光纤。
模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号。
数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。
通信系统分为模拟通信系统+数字通信系统。
1. 模拟通信系统模型图1-4 模拟通信系统模型信息源调制器信道解调器受信者噪声源课程重点调制器：原始基带信号变换成适合信道传输的信号；从信号与系统的角度：调制器=频带搬移。
调制后的信号称为已调信号、频带信号。
已调信号有三个基本特征：一：携带有完整的基带信息二：适合在信道中传输三：信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称频带信号。
信道编译码 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”。
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。
作用：提高通信系统抗干扰能力。
数字调制与解调 把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。
基本的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。
通信基础培训-第1章__通信与通信系统的基本概念
1.1 通信的概念
•
谈到通信，我们每个人都不陌生。古代的烽火报警，就是
把敌人入侵的消息通过烽火传达给远方的人们(类似的例子还有抗
日战争时期的“消息树”)；舰船上的灯语和旗语通过灯的闪烁和旗
子的挥动与另一舰船或港口进行无声的对话；
• 传统的信函以文字形式把游子的思乡之情浓 缩于尺素之中，再利用邮政媒体送达家人；在 各种建设工地上，工人们经常使用对讲机相互 联络，协调工作；在电影电视中经常看到军人 或警察利用无线电台进行作战指挥；还有电报、 电传、电话、寻呼、移动电话、有线广播、无 线广播、有线电视、无线电视等当代最为普及 的通信手段都是现实生活中我们所熟悉的通信 实例。
第1章 通信与通信系统的基本概念
• 1.1 通信的概念 • 1.2 通信系统 • 1.3 通信方式 • 1.4 信道和传输介质 • 1.5 信号与噪声 • 1.6 信号频谱与信道通频带
• 1.7 信息的度量与香农公式 • 1.8 多路复用的基本概念 • 1.9 常用的通信手段 • 1.10 通信系统的性能评价 • 1.11 通信技术发展史
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设
宿
备
质
备
干 扰
图1―1 模拟通信系统的一般模型
•
比如电话通信系统就包括：送话器、电
线、交换机、载波机、受话器等要素。广播通
信系统包括麦克风、放大器、发送设备、无线
电波、收音机等。两个通信系统实例示意图如
图1―2所示。
导线 载波机
载波机
(a) 有 线 长 途 电 话 系 统 示 意 图
声被不断地放大，形成噪声积累直到通信终端。
现代通信技术教案通信本通信升
现代通信技术教案通信本通信升Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】北京城市学院教案2014-2015学年第二学期课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级： 12通信本1、14通信升学部：信息学部敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第10周课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第课程名称：现代通信技术任课教师：汪敏授课班级：12通信本1、14通信升授课日期：第。
通信原理授课教案第一章一、通信系统的组成1、基本的点对点通信系统
通信原理授课教案第一章一、通信系统的组成1、基本的点对点通信系统的简化模型如图1——1所示：图1——1通信系统的简化模型2、模拟通信系统模型如图1——2所示：图1——2模拟通信系统模型3、基带数字通信系统模型如图1——3所示：图1——3基带数字通信系统模型4、频带数字通信系统模型如图1——4所示：图1——4频带数字通信系统模型二、通信系统的分类和通信方式1.通信系统的分类（1）按被传输消息的物理特性分：电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等。
（2）按调制方式分：总的说来，根据是否采用调制，可分为基带传输和频带（带通）传输两大类。
基带传输是直接以基带信号来传输，而频带传输是对基带信号先进行调制，再以调制后的信号来传输。
根据载波是连续波还是脉冲波以及调制信号是模拟信号还是数字信号，调制方式可分为四类。
（3）按传输信号的特征分：根据信道中传输的信号是模拟信号，还是数字信号，可分模拟通信系统和数字通信系统。
与上面向联系可知：模拟通信系统的调制信号是 模拟信号，数字通信系统的调制信号是数字信号，反之亦然。
（4）按传输媒介分：有线（含光纤）通信和无线通信系统。
（5）按信号复用方式：频分复用、时分复用、码分复用。
2.通信方式（1）按消息传送的方向和时间分：①单工通信：单向，如广播、无线寻呼。
②（全）双工通信：双向、同时，如电话。
③半双工通信：双向、不同时，如无线对讲机。
（2）按数字信号码元排列方式分：串行（序）传输和并行（序）传输。
三、信息及其度量通信的目的在于传递信息，每一个消息信号必定包含有接受者所需要知道的信息，消息以具体信号形式表现出来，而信息则是抽象的、本质的内容。
只有消息中有不确定的内容才构成信息，所以信息就是对这种不确定性的定量描述。
1.信息量的计算事件的不确定程度，可以用其出现的概率来描述。
消息出现的可能性越小，则消息 中包含的信息量就越大；当消息出现的概率为1时，则它传递的信息量为0；若干独立事件构成的消息所包含的信息量等于各个消息所含信息量的线性叠加，即信息具有相加性。
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通信原理
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第1章 绪论
1. 3. 2 通信方式
1. 按消息传送的方向与时间分
通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。
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发端
发
终 端 A
收
发
终 端 A
收
信道 信道
信道 信道
收端
收
终 端 B
发
收
终 端 B
发
(a)单工 (b)半双工 (c)全双工
通信原理
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第1章 绪论
2. 按数字信号排序分 可将通信方式分为串序传输和并序传输。
交换设备
终端
终端
终端 ... 终端
A
B
C
N
终端C
终端N
(b)
(c)
图1-8 按网络形式划分的通信方式 （a）两点间直通方式；（b）分支方式；
（c）交换方式
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第1章 绪论
注： ●分支方式及交换方式均属网通信的范畴。
与点与点直通方式相比，有其特殊的一面。例：通信网中有 一套具体的线路交换与消息交换的规定、协议等；通信网中既 有信息控制问题，也有网同步问题等。 ●网通信的基础仍是点与点之间的通信。 ●本课程只研究：点对点通信，而不涉及通信网的其它问题 （移动通信、计算机通信、程控交换等）。
信源
发送设备
发送端
信道 噪声源
接收设备
信宿
接收端
图1-1 通信系统的一般模型
信源（信息源，也称发终端）：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。
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（基带信号）变换成适合在信道中传输的
信号。
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第1章 绪论
●有线通信是指传输媒质为架空明线、电缆、光缆、波导 等形式的通信，其特点是媒质能看得见，摸得着。
●无线通信是指传输消息的媒质为看不见、摸不着的媒质 （如电磁波）的一种通信形式。
●有线通信可进一步再分类，如明线通信、电缆通信、光 缆通信等。
●无线通信常见的形式有微波通信、短波通信、移动通信、 卫星通信、散射通信和激光通信、红外通信等，其形式较 多。
注：基带信号形成器：可能包括编码器、加密器以及 波形变换等；
接收滤波器：可能包括译码器、解密器等。 关键：不含调制/解调器。
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3. 模拟信号数字化传输通信系统
解决问题：模拟信源、数字通信系统。
模拟 信息源
由抽样、量化、 编码组成的模数 转换器
数字通信 系统
数模 转换器
注： ●加密/解密 、编码/译码不为必须 ，但一旦存 在，必须成对；
●关键－－必需含调制/解调器。
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第1章 绪论
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
同步脉冲
图1-图4 1数- 4字图基图带图传图输图 系图 图统图模图型图
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第1章 绪论
对于模拟通信来说，系统的有效性和可靠性具体可用系 统频带利用率和输出信噪比（或均方误差）来衡量。
对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可 用误码率和传输速率来衡量。
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第1章 绪论
1. 4. 2 信息及其度量
（1）信息
定义：消息中包含的有意义的内容。 “信息”一词在概念上与消息的意义相似，但它的含义却更具 普遍性、抽象性。消息可以有各种各样的形式，但消息的内容可 统一用信息来表述。 （2）信息量 传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量。
• 模拟信号、数字信号。 • 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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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. 按业务的不同分：话务通信和非话务通信；
●电话业务在电信领域中一直占主导地位，它属于人与人之间的通信。 ●非话务通信主要包括数据传输、计算机通信、电子信箱、电报、传 真、可视图文及会议电视、图像通信等。 电话通信最为发达，其它通信常借助于公共的电话通信系统进行。未 来的综合业务数字通信网中，各种用途的消息都能在一个统一的通信 网中传输。 ●另: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。但已从通信中派生出来，形成了独立的学科。
1. 2. 3 数字通信系统
（1）定义：信道中传输数字信号的系统，称为数字通 信系统。 （2）基本特征
●消息或信号具有“数字”的特性； ●强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对 应关系（模拟：强调变换的线性特性，即强调已调参量 与代表消息的基带信号之间的比例特性）。
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1. 4 通信系统的主要性能指标
1. 4. 1 一般通信系统的性能指标
一般通信系统的性能指标归纳起来有以下几个方面: （1）有效性：通信系统传输消息的“速率”问题，即快慢问题。 （2）可靠性：通信系统传输消息的“质量”问题，即好坏问题。 （3）适应性：通信系统对环境条件的适应性。 （4）经济性：系统的成本问题。 （5）保密性：系统对所传信号的加密措施。对军用系统尤为重要。 （6）标准性：系统的接口、各种结构及协议是否合乎国家、国际标 准。 （7）维修性：系统是否维修方便。 （8）工艺性：通信系统各种工艺要求。 通信的任务是快速、准确地传递信息，从研究消息传输的角度来说， 有效性和可靠性是评价通信系统优劣的主要性能指标 。
模拟 受信者
图 1- 5 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
图1-5 模拟信号数字化传输系统模型
关键：模拟信号数字化及其反之。 A/D转换器组成：抽样、量化、编码。
发端将模拟信号数字化，即进行A/D转换； 接收端需进行相反的转换，即D/A转换。
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第1章 绪论
通信的目的是传递消息，消息（message）具 有不同的形式，例如：语言、文字、数据、 图像、符号等等。
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第1章 绪论
要素
• 一地、另一地：发信、收信方。 • 消息：有待于传输的语音、图象、符号、数字、图片等－
－概率论意义上的“事件”。消息带有需要送给收信者的 信息（information）。消息以信号的形式在系统中进行传 输。 • 系统：电子系统、语音系统、声光系统等。 • 通信系统：完成通信这一过程的全部技术设备和传输媒介。
（5）分类
●数字基带传输通信系统
●数字频带传输通信系统
●模拟信号的数字传输
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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 源
加 密 器
编 码 器
调 制 器
信道
解 调 器
译 码 器
解 密 器
信 宿
噪声源
同步
图图1-13- 3数图字图频图带图传图输图通图信图系图 统图 的图 模型
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C第1章 绪论 f
6. 按收信者是否运动分：移动通信和固定通信。 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（FDMA）、时分多址通信（TDMA）、 码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）通信等；按用 户类型可分为公用通信和专用通信等。
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信源
发送设备
发送端
信道 噪声源
接收设备
信宿
接收端
信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是 无线的，甚至还可以包含某些设备。
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。 非人为加入。
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（受信者、收终端）：将复原的原始电信号转 换成相应的消息。
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C第1章 绪论 f
2. 按信道中所传信号特征分：模拟通信系统与数字通信系统； 3. 按工作频段分：长波通信、中波通信、短波通信、微波通 信等。地波、天波、反射波、视距波 4. 按调制方式分：基带传输和频带传输（AM、SSB、DSB、VSB；
ASK、FSK、PSK、DPSK；Pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱM、PCM、△M等）；
➢ 1.1 通信的基本概念 ➢ 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
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第1章 绪论
1. 1 通信的基本概念
通信的定义：是指由一地向另一地进行消息 的有效传递。
•古代：烽火台、驿站。 •近代：鸡毛信、消息树。 •现代：电话、广播、电视。
通信原理电子教案
广东海洋大学信息学院 2012年9月
《通信原理》电子教案
授课班级：通信1103班、通信1104班 授课教师：广东海洋大学信息学院 梁能
第1章 绪论
第1章 绪论
本章主要介绍通信的基本概念，使学生对通信的基本 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。本章是通信原理与技术的基础。 研究内容：