展-通信原理-第二章-通信系统概述

主要内容：一．通信系统概述1.通信系统的组成：基本概念、框图（1）源信息格式（Format）是信息采集后的源信息最初表示方式，如模拟电信号的限带波形，图像信号的扫描象素集合或其红绿蓝三个基本分量的PCM编码。

信源格式为信源编码作好了基本格式的准备，其中还包括信源编码前去噪、限带等的预处理。

（2）信源编码为了提高信息的有效性，在源信息中可能存在某种程度的冗余“信息”以及根据需要的质量标准，可以去除其中次要信息，因此提高有效性的措施采用去相关及压缩编码，即用更少的编码位数来表示符合一定接收质量的更多源符号。

其基本理论是仙农率失真理论，其基本技术如无失真预测编码和有损正交变换编码等。

（3）信道编码经过信源编码的码字序列，均应认为是重要信息，因此如果在传输与接收判决中发生错误或超出限定的符号误差概率，则会不满足接收者的质量要求。

如果信源码字之间互为正交或不相关，则有一定的抗干扰能力，或者基带码流的码符号选用某些合适的码型，也有一定抗干扰性。

最好的方法是根据信道环境的特性，将信源码字中按一定规则适当加入冗余码元（监督元），构成差错控制码，可以根据不同的结构和冗余位多少，提供1位或多位自动纠错或通过反馈重发纠错能力。

对于信道带宽无限制而传送信号功率受限（如卫星）的通信系统，在保持所需的误差率时，利用差错控制编码能降低所需的信号功率或信噪比。

（4）信道复用信道复用（Multiplexing）是通信系统中很为重要的组成部分。

其基本功能是使多种信息流共享同一信道，提高通信资源利用率。

如目前无线正在使用整个频段跨越105~1012Hz的频率资源，各个不同频段和频点用于各种类型的无线信号传输，必须采用频分复用（FDM）。

基于有线信道的基带传输，多采用时分复用（TDM）。

还有基于特殊媒体分离和空间分离的空分复用（SDM），现代无线扩频通信的码分复用（CDM），以及水平和垂直激化的电磁波传输提供激化复用（PDM）。

近几年的发展已大量推广利用光密集波分复用（DWDM），可以使一条光纤容纳几亿个数字电话的点对点间传输。

第2章计算机网络通信原理本章首先简单介绍数据通信的基本概念和原理，然后介绍各种传输介质、数据传输方式、数据交换技术、数据编码技术、多路复用技术和差错控制技术等。

通过本章学习，要求掌握数据传输方式，掌握数据交换技术，掌握差错控制技术；熟悉多路复用技术，了解传输介质，了解数据编码技术。

理解数数据据通信的基本概念和原理。

2.1 数据通信基本知识2.1.1信息、数据、信号和信道在计算机网络中，通信的目的就是为了交换信息。

1．信息信息是对客观事物属性和特性的描述，可以是对事物的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以是对事物与外部联系的描述。

信息是字母、数字、符号的集合，其载体可以是数字、文字、语音、视频和图像等。

2．数据数据是指数字化的信息。

在数据通信过程中，被传输的二进制代码（或者说数字化的信息）称为数据。

数据是信息的表现形式或载体。

数据分为数字数据和模拟数据。

数字数据的值是离散的，如电话号码、邮政编码等；模拟数据的值是连续变换的量，如身高、体重、温度、气压等。

数据与信息的区别在于，数据是信息的载体或表现形式，而信息则是数据的内在含义或解释。

3．信号数据通信中，信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式，因此数据只有转换为信号才能传输。

信号是运输数据的工具，是数据的载体，是数据的表现形式，信号使数据能以适当的形式在介质上传输。

从广义上讲，信号包含光信号、声信号和电信号，人们通过对光、声、电信号的接收，才知道对方要表达的消息。

信号从形式上分为模拟信号和数字信号。

模拟信号指的是在时间上连续不间断，数值幅度大小也是连续不断变化的信号，如传统的音频信号、视频信号等。

数字信号指的是在时间轴上离散，幅度不连续的信号，可以用二进制1或0表示，如计算机数据、数字电话、数字电视等输出的都是数字信号。

4．信道信道是信息从发送端传输到接收到的一个通路，它一般有传输介质（线路）和相应的传输设备组成。

在数据通信系统中，信道为信号的传输提供了通路。

通信原理讲义第一章绪论1．1 通信系统的组成1．1．1 通信一般系统模型点对点通信模型：反映了通信系统的共性。

连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像），也称为模拟消息。

●消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。

通常，消息被载荷在电信号的某以参量上。

数字信号：电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。

模拟信号：电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。

●相应的通信系统分成两类数字通信系统模拟通信系统●模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数（数-模）转换器，接受端使用数-模（模-数）转换器。

●数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求（1）数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累；（2）传输差错可以控制；（3）便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理；（4）易于加密处理；（5）可以综合传递各种消息，增强系统功能。

●模拟通信系统模型（点对点）调制器：将基带信号转变为频带信号的设备。

解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。

模拟通信强调变换的线性特性，既已调参量与基带信号成比例。

● 数字通信系统模型（点对点） 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。

数字通信需要解决的问题：（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错； （3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；（4） 同步：发送和接收节拍一致，包括：位同步（码元同步）和群同步、帧同步、句同步或码组同步。

数字通信模型：1．2 通信系统的分类及通信方式 1．2．1 通信系统分类● 按消息的物理特征分类电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统图像通信系统 ● 按调制方式分类基带传输线性调制载波调制 非线性调制 频带传输 数字调制脉冲模拟调制脉冲调制消息 消息消息消息脉冲数字调制●按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统●按传输媒介分类有线无线1．2．2 通信方式分类●点对点通信，按传送方向与时间关系：单工通信：消息只能单方向传输半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发全双工通信：通信双方可同时进行收发●数字通信中，按数据信号码元排列方式：串行传输：数字信号码元序列按时间顺序一个接一个的在信道中传输，适合远距离传输。

通信原理知识要点第一章概论1 、通信的目的2 、通信系统的基本构成●模拟信号、模拟通信系统、数字信号、数字通信系统●两类通信系统的特点、区别、基本构成、每个环节的作用3 、通信方式的分类4 、频率和波长的换算5 、通信系统性能的度量6 、传码速率、频带利用率、误码率的计算第二章信息论基础1 、信息的定义2 、离散信源信息量的计算（平均信息量、总信息量）3 、传信率的计算4 、离散信道的信道容量5 、连续信道的信道容量：掌握香农信道容量公式第三章信道与噪声了解信道的一般特性第四章模拟调制技术1 、基带信号、频带信号、调制、解调2 、模拟调制的分类、线性调制的分类3 、 AM 信号的解调方法、每个环节的作用第五章信源编码技术1 、低通、带通信号的采样定理（例 5 － 1 、例 5 －2 ）2 、脉冲振幅调制3 、量化：●均匀量化：量化电平数、量化间隔、量化误差、量化信噪比●非均匀量化： 15 折线 u 律、 13 折线 A 律4 、 13 折线 A 律 PCM 编码（过载电压问题－ 2048 份）5 、 PCM 一次群帧结构（ P106 ）6 、 PCM 系统性能分析7 、增量调制 DM 、增量脉码调制 DPCM ：概念、特点、与 PCM 的比较第六章数字基带信号传输1 、熟悉数字基带信号的常用波形2 、掌握数字基带信号的常用码型3 、无码间干扰的时域条件、频域条件（奈奎斯特第一准则）4 、怎样求“等效”的理想低通（）5 、眼图分析（示波器的扫描周期）6 、均衡滤波器第七章数字调制技术1 、 2ASK 、 2FSK 、 2PSK 、 2DPSK 的典型波形图2 、上述调制技术的性能比较3 、 MASK 、 MFSK 、 MPSK 、 MDPSK 、 QPSK 、 QDPSK 、 MSK （ h=0.5 ）、APK 的含义、特点4 、数字调制技术的改进措施第七章复用与多址技术1 、复用与多址技术的基本概念、分类、特点、目的（区别）2 、同步技术的分类、应用第九章差错控制技术1 、常用的差错控制方式（ ARQ 、 FEC 、 HEC ）、优缺点2 、基本概念3 、最小码距与检错纠错能力的关系4 、常用的简单差错控制编码（概念、特点、编写）5 、线性分组码：基本概念、特点6 、汉明码的特点6 、循环码●概念●码字的多项式描述、模运算、循环多项式的模运算●循环码的生成多项式●根据生成多项式求循环码的：码字、（典型）生成矩阵、监督多项式、（典型）监督矩阵较大题目的范围1 、信息量的度量2 、信道容量的计算3 、 13 折线 A 律 PCM 编码4 、均衡效果的计算5 、数字调制波形的绘制6 、 HDB3 编码、解码7 、循环码重点Part I 基础知识1. 通信系统的组成框图 , 数字 / 模拟通信系统的组成框图。

10级通信原理内容提纲第一章 绪论1． 通信系统的组成和各部分的功能；2． 通信系统的两个主要性能要求、在模拟和数字通信系统中分别反映为哪个指标。

3． 信源信息量的有关计算● 单个符号的信息量：I=−log 2p(x) bit ● 平均每符号的信息量：211()()()()log()/M Miiii i i H x p x I x p x p x bit symbol ====-∑∑● 信源等概时平均每符号的信息量：H(x)=log 2M bit/symbol ● 整个消息的信息量：I=N·H(x)=I 1+I 2+···+I N bit 4． 比特率、符号率、频带利用率的概念，以及有关计算 ● R b =R s ×每符号所含比特数 bit/s ，对信源有R b =R s ·H(x) ● R b =R s ·log 2M bit/s ，M 个符号等概下5． 误符号率与误比特率的概念、二者关系，以及有关计算 * 说明：本课程中，“比特（bit ）”有两种含义，一是信息量单位，一是二进制的“位”，应根据具体情况判断是哪种含义。

本章内容基本，要求全面掌握。

第二章 随机信号分析本章内容注重概念、结论、参数的物理意义、必要的计算推导，特定函数的付利叶变换与反变换关系。

以下ξ(t )表示随机过程。

1． ξ(t )的概率密度函数与概率分布的关系，E[ξ(t )]、D[ξ(t )]、R(t 1,t 2)的定义及简单计算，广义平稳ξ(t )的定义及判定。

2． 平稳ξ(t )的功率谱密度与R(τ)的关系。

3． 正态分布统计特性特点，一维正态分布概率密度表达式及其参数的物理意义。

4． 白噪声及带限白噪声的功率谱密度和自相关函数的有关计算和结论。

5． 窄带随机过程的统计特性结论。

6． 平稳ξ(t )通过线性系统的统计特性结论。

本章内容，重点掌握基本概念如要点1、3、5、6，并进行相应的随机信号分析。

通信原理（教育部新世纪网络课程，/zskj/5017/txyl/navi/cjwtdhdh.htm）一、课程介绍<<通信原理>>是通信工程、无线电工程、信息工程、计算机通信、图像处理与传输等专业的必修专业基础课。

并且是这些专业考研的专业课程之一。

本网络课程主要介绍现代通信系统所涉及的基础理论、通信中常用的信号及噪声分析、通信系统的构成、原理及性能分析。

在介绍通信系统时以现代常用的及正在发展的通信系统为主。

本网络课程适用于上述专业本科生学习通信原理课程，同时也可作为通信工程技术人员的技术参考教程。

为了便于读者学习，本教程的阐述力求条理清楚、深入浅出，除应用必要的数学工具外，尽量从物理概念上把问题解释清楚。

用多媒体来展示《通信原理》课程中的某些基本原理和系统流程，并对通信原理中的某些关键技术采用Java编程给出定量的分析。

先修课程1高等数学2电子电路基础3信号与系统4概率论与随机过程5数字系统与逻辑设计重点需要的数学工具1 卷积定义及性质2傅立叶变换及性质3 欧拉公式4 积分参考文献樊昌信张甫等编著 <<通信原理>>(第5版) 国防工业出版社，2001 (指定教材)南利平<<通信原理简明教程>> 清华大学出版社,2000张辉曹丽娜王勇<<通信原理辅导>> 西安电子科技大学出版社,2000曹志刚<<现代通信原理>> 清华大学出版社，1992李文海，徐耀先编著．数字通信技术．北京:人民邮电出版社，1991徐靖忠，王钦笙编著．数字通信原理．北京:人民邮电出版社，1990张应中，张得民，温启荣，张继努，胡庆编著．数字通信工程．北京:人民邮电出版社，1996刘颖，王春悦，赵蓉编著．数字通信原理与技术．北京:邮电大学出版社，1999韦乐平，李英灏编著．同步数字体系(SDH)原理与技术．北京:人民邮电出版社,1996曾甫泉，李勇，王河编著．光同步传输网技术．北京:邮电大学出版社，1996纪越峰编著．现代光纤通信技术．北京:人民邮电出版社，1997刘少亭，付慧生．数字通信．北京:煤炭工业出版社王彦骏．数字通信系统．北京：水利电力出版社毛京丽．数字通信原理．北京：中国人民大学出版社二、教学计划本课程是一门原理性的课程，要求掌握通信系统的基本概念和构成。

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。

通信原理与系统概述通信是信息传递和交流的一种方式，通过使用各种技术和设备，将信息从发送方传输到接收方。

通信原理与系统是研究和实现这种信息传递的基础。

一、通信原理通信原理是指揭示人们在通信过程中所依据的一些基本规律和原则。

通过研究通信原理，我们可以了解信息在媒介中的传输和处理方式，并从中获得相关的信息。

1. 信号与系统在通信中，信号是信息的载体。

信号可以是模拟信号或数字信号。

模拟信号是连续的，可以采用模拟调制技术进行传输。

数字信号是离散的，需要经过数字化和调制过程。

系统是对信号进行处理的设备或网络，可以包括信号的生成、调制、传输和解调等过程。

2. 传输媒介传输媒介是信号传输的介质，可以是空气、电缆、光纤等。

不同的传输媒介有不同的特性，如传输速度、传输距离和抗干扰能力等。

3. 编码与调制在通信过程中，为了提高传输效率和抗干扰能力，信号通常需要进行编码和调制。

编码是将原始信号转换为具有特定规则和结构的信号，调制是将信号调整到载波上进行传输。

二、通信系统通信系统是由发送和接收设备组成的系统，用于实现信息的传输。

通信系统可以分为有线和无线两种类型。

1. 有线通信系统有线通信系统依靠电缆或光纤等物理媒介进行信息传输。

常见的有线通信系统包括电话网络、局域网和广域网等。

有线通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强等特点。

2. 无线通信系统无线通信系统通过无线电波或红外线等无线媒介进行信息传输。

无线通信系统包括无线电通信、移动通信和卫星通信等。

无线通信系统具有传输距离远、移动性强等特点。

三、应用与发展通信原理与系统广泛应用于各个领域，如电信、互联网、广播电视、无人驾驶等。

随着技术的不断发展，通信系统也在不断演化。

1. 5G通信5G是第五代移动通信技术，具有更高的传输速度、更低的延迟和更多的连接容量。

5G通信系统将推动物联网、工业自动化和智能交通等领域的发展。

2. 光纤通信光纤通信利用光纤作为传输媒介，具有传输速度快、抗干扰能力强的优势。

《通信原理电子教案》课件第一章：通信系统概述1.1 通信系统的定义与分类1.2 通信系统的性能指标1.3 通信系统的基本模型1.4 通信系统的分类与比较第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的组成与工作原理2.2 调制与解调技术2.3 模拟通信系统的性能分析2.4 模拟通信系统的应用实例第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的组成与工作原理3.2 数字基带信号传输技术3.3 数字调制与解调技术3.4 数字通信系统的性能分析第四章：信息论基础4.1 信息论的基本概念4.2 信息熵与信道容量4.3 信息传输率与误码率4.4 信息加密与解密技术第五章：现代通信技术5.1 卫星通信技术5.2 光纤通信技术5.3 移动通信技术5.4 互联网通信技术第六章：信号与系统分析6.1 信号的分类与特性6.2 线性时不变系统的性质6.3 傅里叶变换与频谱分析6.4 拉普拉斯变换与复变函数第七章：模拟信号处理7.1 滤波器的设计与分析7.2 信号的采样与恢复7.3 信号的调制与解调7.4 信号的噪声与抗干扰技术第八章：数字信号处理8.1 数字滤波器的设计与实现8.2 快速傅里叶变换（FFT）8.3 数字信号处理的应用实例8.4 数字信号处理软件与硬件实现第九章：信道编码与误码控制9.1 信道编码的基本原理9.2 常用的信道编码技术9.3 误码控制策略与算法9.4 信道编码在通信系统中的应用第十章：计算机通信与网络10.1 计算机通信的基本概念10.2 数据通信与网络模型10.3 传输层与网络层协议10.4 互联网技术及其应用第十一章：无线通信技术11.1 无线通信的基本概念与技术11.2 无线传播特性与信道模型11.3 无线调制与解调技术11.4 无线通信系统的应用与发展趋势第十二章：光纤通信技术12.1 光纤通信的基本原理12.2 光纤的传输特性与损耗12.3 光纤通信系统的设计与设备12.4 光纤通信技术的应用与挑战第十三章：移动通信技术13.1 移动通信系统的基本结构13.2 移动信道的特性与模型13.3 移动通信的调制与解调技术13.4 移动通信系统的演进与5G技术第十四章：网络安全与加密技术14.1 网络安全的基本概念与威胁14.2 数据加密与解密技术14.3 数字签名与认证算法14.4 网络安全协议与体系结构第十五章：通信系统的实验与实践15.1 通信系统实验的目的与意义15.2 通信系统实验的设备与原理15.3 通信系统实验的项目与步骤15.4 通信系统实验结果的分析与评估重点和难点解析本文主要介绍了《通信原理电子教案》课件的十五个章节内容，涵盖了通信系统概述、模拟通信系统、数字通信系统、信息论基础、现代通信技术、信号与系统分析、模拟信号处理、数字信号处理、信道编码与误码控制、计算机通信与网络、无线通信技术、光纤通信技术、移动通信技术、网络安全与加密技术以及通信系统的实验与实践等方面的知识。