掌握数字通信系统的基本组成

通信系统的组成从古到今，人类的社会活动总离不开消息的传递和交换，古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、书信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。

人们可以用语言、文字、数据或图像等不同的形式来表达信息。

但是这些语言、文字、数据或图像本身不是信息而是消息，信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。

因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。

基于这种认识，“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。

实现通信的方式很多，随着社会的需求、生产力的发展和科学技术的进步，目前的通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电通信方式。

由于电通信迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速的发展和广泛的应用。

当今，在自然科学领域涉及“通信”这一术语时，一般均是指“电通信”。

广义来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波。

本书中的通信均指电通信。

1.1.1通信系统的一般模型通信是从一地向另一地传递和交换信息。

实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。

基于点与点之间的通信系统的模型可用图1 - 1 来描述。

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。

前者属于模拟信源，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。

发送设备的基本功能是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，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式。

对数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。

信道是指传输信号的物理媒质。

在无线信道中，信道可以是大气（自由空间），在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。

有线和无线信道均有多种物理媒质。

媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。

数字通信系统的组成
数字通信系统由以下几个主要部分组成：
1. 信源：信源是产生需要传输的原始信息的设备，如麦克风、摄像头等。

信源输出的信号可以是模拟信号或数字信号。

2. 信道：信道是传输信号的媒介，可以是无线传输或有线传输。

信道的作用是将信号从发送端传输到接收端。

3. 调制器：调制器是将数字信号转换为适合在信道中传输的调制信号的设备。

调制器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信道中进行传输。

4. 解调器：解调器是将接收到的模拟信号还原成数字信号的设备。

解调器的作用是将模拟信号转换为数字信号，以便接收端能够正确地识别和处理。

5. 信宿：信宿是接收和处理传输的信号的设备，如计算机、电视等。

信宿输出的信息是原始信息或其处理结果。

以上是数字通信系统的基本组成，实际应用中可能还包括其他设备，如中继器、放大器等。

这些设备的作用是确保信号能够可靠地传输到目的地。

北邮现代通信技术实验报告实验名称：现代通信技术实验实验目的：1. 理解现代通信技术的基本理论和原理。

2. 掌握数字通信系统的基本组成和工作流程。

3. 熟悉通信系统中信号的调制与解调过程。

4. 学会使用通信系统实验设备，进行实验操作和数据分析。

实验原理：现代通信技术主要依赖于数字信号处理技术，通过数字信号的调制与解调实现信息的传输。

在本实验中，我们将学习数字通信系统中的信号调制方法，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK），以及相应的解调技术。

实验设备与材料：1. 计算机一台，安装有通信仿真软件。

2. 通信原理实验箱一套，包括调制解调模块、信号源模块等。

3. 通信信号发生器。

4. 示波器。

实验步骤：1. 打开通信仿真软件，设置实验参数，如信号频率、调制方式等。

2. 使用通信信号发生器产生模拟信号，输入到通信原理实验箱的信号源模块。

3. 通过实验箱的调制模块对信号进行调制，观察示波器上信号的变化。

4. 将调制后的信号传输至解调模块，观察解调后的信号波形。

5. 记录实验数据，包括调制前后的信号波形、频谱特性等。

实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 调制信号与原始信号的波形对比，展示了调制过程中信号的变化。

2. 解调后的信号与原始信号的对比，验证了调制解调技术的准确性。

3. 通过频谱分析，观察到调制信号的频谱特性，理解了调制对信号频谱的影响。

实验分析：在实验过程中，我们发现不同调制方式对信号的影响各有不同。

例如，ASK调制主要改变信号的幅度，而FSK和PSK调制则分别改变信号的频率和相位。

通过解调过程，我们能够从调制信号中恢复出原始信号，验证了通信系统的有效性。

实验结论：通过本次实验，我们深入理解了现代通信技术中的数字信号调制与解调过程。

实验结果表明，通过合理的调制解调技术，可以有效实现信息的传输和恢复。

同时，实验也加深了我们对通信系统基本原理的认识，为进一步学习通信技术打下了坚实的基础。

《通信技术基础》课程教学大纲一、课程的性质和任务本课程是电子信息工程技术专业的理论课，本课程的主要讲授通信系统的组成、常用的通信技术、数字基带、频带信号的传输、模拟信号的数字化、数字信号的编码、编码技术；常用的通信系统等，通过本课程的学习使学生建立通信系统的概念，掌握无线电发射机和接收机的基本工作原理，掌握数字通信的基础知识，了解组网通信的构成。

培养学生对通信网络安装、管理、使用与维护的初步能力，拓宽学生的知识面和了解通信新技术。

二、课程的教学目标根据三年制高等职业教育电子信息工程技术专业的培养目标，本课程的教学目标是：理解通信的基本原理；建立完整的通信系统的概念；理解无线电发送与接收设备的基本组成及其工作原理，能画出基本通信设备的组成框图并能叙述各组成部分的作用，了解常见通信网络的组成方案及工作特点，了解数字与模拟信号的一般处理方法，了解卫星通信系统、光纤通信系统、移动通信系统及交换系统的工作原理；能进行通信设备性能指标的检测。

三、课题和课时分配表四、课程教学内容和基本要求1.通信技术概论主要内容：（1）信号；（2）通信系统与通信网络；（3）标准与标准化组织；（4）模拟通信及模拟通信系统基本要求：（1）会叙述模拟信号与数字信号的区别（时间上、状态上）；（2）会叙述4种典型信道的传输特性及其优缺点；（3）会画出基本通信系统的组成框图；会画出数字通信系统的组成框图；（4）会叙述5种通信网络的拓扑结构；会画出5种通信网络的拓扑结构示意图；（5）会叙述协议、标准的含义；（6）会叙述4个通信的标准化组织；（7）会叙述模拟信号的特点；（8）会叙述通信系统的组成和信号处理流程。

2.数字基带信号的传输（1）主要内容：（2）信号在信道中的传输；（3）数字基带信号传输；（4）通用异步收发器；（5）RS-232C标准；基本要求：（1）掌握数字基带信号的概念；（2）理解信号在信道中传输的特性；（3）理解数字信号的基带传输方式；（4）了解RS-232标准。

通信系统的基本组成1.2.1 通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。

以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）如图 1-1 所示。

图 1-1 通信系统的一般模型图中，信源（信息源，也称发终端）的作用是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。

信源输出的信号称为基带信号。

所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。

根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

发送设备的基本功能是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。

变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。

信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。

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、解码等。

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来。

信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。

图 1-1 给出的是通信系统的一般模型，按照信道中所传信号的形式不同，可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。

1.2.2 模拟通信系统我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。

模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，如图 l-2 所示。

这里，一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。

对于模拟通信系统，它主要包含两种重要变换。

一是把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续消息（收端信宿完成）。

通信工程简单的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解通信工程的基本概念和原理，掌握通信系统的基本组成和功能。

2. 学习并掌握常用的通信技术和方法，如模拟通信和数字通信的特点及适用场景。

3. 了解通信工程中常用的信号处理技术和传输媒介，并理解其工作原理。

技能目标：1. 能够运用通信原理进行简单的通信系统设计和分析，解决实际问题。

2. 培养学生使用通信设备和软件进行数据传输、接收和处理的能力。

3. 培养学生的团队协作和沟通能力，通过小组合作完成课程设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程学科的兴趣，激发其探索通信领域新技术的好奇心。

2. 培养学生的创新意识和实践能力，使其能够将理论知识应用于实际工程问题。

3. 增强学生的责任感，使其认识到通信工程在国民经济发展和社会进步中的重要作用。

课程性质：本课程设计旨在帮助学生将通信工程理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力和创新能力。

学生特点：高中生具有一定的通信工程基础知识，对通信技术和设备感兴趣，希望通过实践操作提升自己的技能。

教学要求：结合通信工程教材，注重理论与实践相结合，引导学生通过课程设计深入理解通信原理，培养实际操作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 通信系统基本概念：介绍通信系统的定义、分类和基本组成，包括信源、信道、信宿等。

教材章节：第一章 通信系统概述2. 通信原理：讲解模拟通信和数字通信的基本原理，重点掌握调制、解调、编码、解码等技术。

教材章节：第二章 通信原理3. 信号处理技术：学习信号采样、量化、滤波等处理方法，了解其在通信系统中的应用。

教材章节：第三章 信号处理技术4. 传输媒介：介绍有线和无线传输媒介的特点及适用场景，如光纤、同轴电缆、无线电波等。

教材章节：第四章 传输媒介5. 通信设备与软件：学习常用通信设备和软件的使用方法，如示波器、信号发生器、通信仿真软件等。

教材章节：第五章 通信设备与软件6. 通信系统设计：结合实际案例，指导学生进行简单通信系统的设计和分析，培养实践能力。

简述数字通信系统的组成
数字通信系统通常由以下几个部分组成:
1. 数据编码和调制:数字通信系统中,数据被编码和调制到信号中,以便在传输过程中进行传输和处理。

编码和调制的主要目的是产生传输数据的压缩和优化。

2. 信道:信道是数字通信系统中的一个重要组成部分。

在信道中,数据传输过程中产生的噪声、干扰、失真等都会对数据的准确性和完整性产生影响。

因此,数字通信系统需要对信道进行适当的控制和滤波,以保证数据传输的质量和可靠性。

3. 数字信号处理:数字通信系统需要对数字信号进行适当的处
理和变换,以使其适合传输和处理。

数字信号处理包括信号编码、调制、解调、滤波、采样和量化等。

4. 数字通信协议:数字通信系统中的协议是指一组标准和方法,用于控制数据传输的格式、数据结构、错误检测和纠正等内容。

常见的数字通信协议包括TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP等。

5. 数字通信设备:数字通信系统需要配备相应的数字通信设备,如路由器、交换机、防火墙、调制解调器、数字信号处理器等。

这些
设备的作用是支持数字通信系统的运行和实现数据传输和处理。

数字通信系统需要数据编码、调制、信道控制、数字信号处理、数字通信协议和数字通信设备等多个组成部分相互协作,以实现数据的高效、可靠、安全传输。

通信原理知识点串讲第1章 绪论1.1 通信系统的组成：1. 通信系统的一般模型的框图2. 模拟信号、数字信号的定义，数字通信系统的模型框图及各部分的作用（1）信源编码与译码：作用有两个，一个是将模拟信号转换为数字信号，即通常所说的模数转换；二是设法降低数字信号的数码率，即通常所说的数据压缩。

信源译码是信源编码的逆过程。

（2）信道编码与译码：数字信号在信道上传输时，由于噪声、干扰等影响，将会引起差错。

信道编码的目的就是提高通信系统的抗干扰能力，尽可能地控制差错，实现可靠通信。

译码是编码的逆过程。

（3）加密与解密：为保证所传信息的安全。

将输入的明文信号人为干扰，即加上密码。

这种处理过程称为加密。

在接收端对收到的信号进行解密，恢复明文。

（4）调制与解调：其作用是在发端进行频谱的搬移，在收端进行频谱的反搬移。

1.3 信息及其度量：信息量、熵（1）信息量I 与消息出现的概率P(x)之间的关系为： （2）说明： a=2时，信息量的单位为比特（bit ）； a=e 时，信息量的单位为奈特（nit ）； a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。

（3）定义：信源熵H ：统计独立的M 个符号的离散信息源的平均信息量为：11logMi i iH p p ==å1.4 主要性能指标：1. 有效性：信息速率、码元速率、频带利用率有效性：指在给定信道内所传输的信息内容的多少，用码元传输速率或信息传输速率或频带利用率来度量。

（1）码元传输速率（R B ）码元传输速率简称为传码率，又称为码元速率或符号速率。

定义为单位时间（每秒）内传输码元的数目单位为波特，可记为Baud 或B 。

码元可以是多进制的也可以为二进制。

如果一个码元占用的时间宽度为T ，则码元速率为：TR B 1=Baud （码元/秒）（2）信息速率信息传输速率简称传信率，又称信息速率。

定义为单位时间（每秒）内传递的信息量。

信息传输速率R b 与码元速率R B 的关系为：H R R B b =比特/秒M 个码元独立等概时，H=log 2M 比特/符号，此时：M R H R R B B b 2log ==比特/秒（3）频带利用率B R h B=Baud/Hz （码元/秒.赫兹） BR h b=比特/秒.赫兹 2. 可靠性：误信率、误码率 （1）误码率传输总码元数错误码元数=e P（2）误信率传输总比特数错误比特数=b P3. 可靠性：指接收信息的准确程度，用误码率或误信率来衡量。

第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。

2. 掌握模拟通信和数字通信的基本知识。

3. 通过实验，验证通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本过程。

二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 信号发生器3. 示波器4. 数字信号发生器5. 计算机及实验软件三、实验原理通信原理实验主要涉及模拟通信和数字通信两个方面。

模拟通信是将模拟信号通过调制、传输、解调等过程实现信息传递；数字通信则是将数字信号通过编码、传输、解码等过程实现信息传递。

四、实验内容及步骤1. 模拟通信实验（1）调制实验① 打开通信原理实验平台，连接信号发生器和示波器。

② 设置信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为1V。

③ 将信号发生器输出信号接入调制器，选择调幅调制方式。

④ 通过示波器观察调制后的信号波形，记录调制信号的幅度、频率和相位变化。

⑤ 调整调制参数，观察调制效果。

（2）解调实验① 将调制后的信号接入解调器，选择相应的解调方式（如包络检波、同步检波等）。

② 通过示波器观察解调后的信号波形，记录解调信号的幅度、频率和相位变化。

③ 调整解调参数，观察解调效果。

2. 数字通信实验（1）编码实验① 打开数字信号发生器，生成二进制信号序列。

② 将信号序列接入编码器，选择相应的编码方式（如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等）。

③ 通过示波器观察编码后的信号波形，记录编码信号的时序和幅度变化。

（2）解码实验① 将编码后的信号接入解码器，选择相应的解码方式。

② 通过示波器观察解码后的信号波形，记录解码信号的时序和幅度变化。

五、实验结果与分析1. 模拟通信实验结果（1）调制实验：调制信号的幅度、频率和相位发生了变化，实现了信息的传递。

（2）解调实验：解调信号的幅度、频率和相位与原始信号基本一致，验证了调制和解调过程的有效性。

2. 数字通信实验结果（1）编码实验：编码后的信号波形符合编码方式的要求，实现了信息的编码。

（2）解码实验：解码后的信号波形与原始信号基本一致，验证了编码和解码过程的有效性。