通信原理1.1

通信原理11.1 差不多概念1、通信：通信确实是异地间人与人、人与机器、机器与机器进行信息的传递和交换。

通信的目的在于信息的传递和交换。

2、信息：信息是人类社会和自然界中需要传递、交换、储备和提取的抽象内容。

由于信息是抽象的内容，为了传递和交换信息，必须通过语言、文字、图像和数据等将它表示出来，即信息通过消息来表示。

3、消息：消息是信息的载荷者。

消息有不同的形式，例如语言、文字、符号、数据、图片等。

4、信号：信号是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。

信号是消息的载体，是表示消息的物理量。

5、通信系统：我们把实现信息传输过程的全部设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。

1.2 通信系统模型1、一样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，通信系统的一样模型如图1-1所示。

图1-1通信系统的一样模型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。

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。

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复原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。

2、模拟通信系统模型传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。

如图 l-2 所示。

图1-2 模拟通信系统模型变换器将语音信息变成电信号〔模拟信源〕，然后电信号经放大设备后能够直截了当在信道中传输。

为了提高频带利用率，使多路信号同时在信道中传输，原始的电信号〔基带信号〕一样要进行调制才能传输到信道中去。

调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直截了当传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，通过调制后的信号称为已调信号。

在接收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。

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。

通信原理知识点1.1 通信的概念什么是通信？答：通信就是由一地向另一地传递消息。

1.2 通信系统的构成答：通信系统由信源、发送设备、信道、接收设备与收信者构成。

数字通信的要紧特点抗干扰能力强；差错可控；易于与各类数字终端接口，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；易于集成化，从而使通信设备微型化；易于加密处理，且保密强度高；可使用再生中继，实现高质量的远距离通信。

1.2 信源编码与信道编码的概念与区别答：概念：信源编码：用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。

信道编码：在信息码组中按一定的规则附加一些码，以使接收端根据相应的规则进行检错与纠错。

区别：信源编码是用来提高数字信号传输的有效性。

信道编码是用来提高数字信号传输的可靠性。

1.3 什么是信息？信息与消息的区别是什么？信息量的计算（看课件内容）答：消息是指通信系统的传输对象，它是事物状态描述的一种具体形式。

信息是指消息中包含的有意义的内容。

设消息所代表的事件出现的概率为P ( x )，则所含有的信息量设有消息x发生的概率为P（x），则所带来的信息量为：连续消息的信息量可用概率密度来描述。

可证明，连续消息的平均信息量(相对熵)为式中，—连续消息出现的概率密度。

x d xfxfxH xx'''-=⎰+-)(log)()(2若a = 2，则信息量的单位为比特(bit ），它代表出现概率为1/2的消息所含有的信息量。

当两个消息等概率时，任一消息所含有的信息量为1比特。

一位二进制数称之1比特，而不管这两个符号是否相等概率。

1.4 衡量通信系统的性能指标有效性、可靠性、安全性、保密性。

1.4 什么是传码率、误码率与传信率？答：码元传输速率是传码率；在传输中出现错误码元的概率叫误码率；信息传输速率叫传信率。

1.5 通信方式单工通信，是指消息只能在一个方向传输的工作方式。

如广播、电视、遥控等。

所谓半双工通信，是指信号能够在两个方向上传输，但不能同时传输，务必是交替进行，一个时间只能同意向一个方向传送。

通信原理教程第三版课后答案1. 信号与系统。

1.1 信号的基本概念。

信号是指传递信息的载体，可以是电压、电流、光强等。

根据时间变化特性，信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。

1.2 系统的基本概念。

系统是指对输入信号进行处理的装置，可以是电路、滤波器、调制器等。

系统的特性可以通过冲击响应、单位阶跃响应等来描述。

2. 模拟调制与解调。

2.1 调制的基本原理。

调制是将低频信号变换成高频信号的过程，常见的调制方式有调幅、调频、调相等。

2.2 解调的基本原理。

解调是将调制后的信号恢复成原始信号的过程，常见的解调方式有包络检波、同步检波等。

3. 数字调制与解调。

3.1 数字调制的基本原理。

数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程，常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK等。

3.2 数字解调的基本原理。

数字解调是将数字信号恢复成原始数字信号的过程，常见的数字解调方式有包络检波、相干解调等。

4. 传输介质与信道。

4.1 传输介质的分类。

传输介质可以分为导体、光纤、无线电波等，每种介质都有其特点和适用范围。

4.2 信道的特性。

信道的特性包括信噪比、带宽、衰减等，这些特性会影响信号的传输质量。

5. 多路复用技术。

5.1 时分复用。

时分复用是指将多路信号按照时间顺序进行复用的技术，可以提高信道的利用率。

5.2 频分复用。

频分复用是指将多路信号按照频率进行复用的技术，可以实现多路信号的同时传输。

6. 错误控制编码。

6.1 码的基本概念。

编码是将原始信号转换成另一种形式的过程，常见的码有奇偶校验码、循环冗余校验码等。

6.2 错误控制编码的原理。

错误控制编码可以通过增加冗余信息来实现对传输中出现的错误进行检测和纠正。

7. 数字信号处理。

7.1 采样定理。

采样定理规定了对于一个带限信号，如果采样频率大于其最高频率的两倍，就可以完全恢复原始信号。

7.2 量化与编码。

量化是将连续信号转换成离散信号的过程，编码是将离散信号转换成数字信号的过程。

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。

通信原理知识点笔记总结一、信号与系统1.1 时域和频域时域表示信号随时间的变化，频域表示信号在频率上的特性。

通信系统中的信号通常是在时域和频域上进行分析和处理的。

1.2 信号的分类根据波形和性质，信号可以分为连续信号和离散信号。

连续信号是信号在时间上连续变化的，而离散信号是在某些时刻取特定数值的信号。

1.3 傅里叶变换傅里叶变换是将信号在时域上的波形转换到频域上的表示，可以分析信号的频谱特性。

傅里叶逆变换则是将信号从频域上的表示还原为时域上的波形。

1.4 采样和量化在数字通信中，信号需要经过采样和量化处理，将连续信号转换为离散信号，以便进行数字化处理和传输。

1.5 系统的传递函数系统的传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系，可以用来分析系统的性能和稳定性。

二、模拟调制与解调2.1 模拟调制模拟调制是将数字信号调制成模拟信号，以便在传输过程中减小信号的失真和干扰。

常见的模拟调制方式包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）和调相调制（PM）。

2.2 AM调制原理AM调制是通过改变载波的幅度来传输信息，信号可以直接调制到载波上。

2.3 FM调制原理FM调制是通过改变载波的频率来传输信息，信号是通过改变载波的频率来实现。

2.4 PM调制原理PM调制是通过改变载波的相位来传输信息，信号是通过改变载波的相位来实现。

2.5 解调解调是将模拟信号还原成原始数字信号的过程，通常通过相应的解调器实现。

三、数字调制与解调3.1 数字调制数字调制是将数字信号调制成模拟信号的过程，常见的数字调制方式有ASK、FSK和PSK 等。

3.2 ASK调制原理ASK调制是通过改变载波的幅度来传输数字信号，可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。

3.3 FSK调制原理FSK调制是通过改变载波的频率来传输数字信号，可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。

3.4 PSK调制原理PSK调制是通过改变载波的相位来传输数字信号，可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。