当前位置：文档之家 › 第1章通信系统概论(第1讲_130909)

第1章通信系统概论(第1讲_130909)

  • 格式：pdf
  • 大小：774.95 KB
  • 文档页数：41

下载文档原格式

  / 41

合集下载

项目一 通信系统概论

项目一 通信系统概论

10年
商用接力卫星通信（音频和数字）、Gbit数字传输速率、大规模集成电路（LSIC）、通信集成电路、陆地 间的计算机通信网络、低损耗光纤、光通信系统、分组交换数字数据系统、星际间大型漫游发射、 微处理器、计算机断层成像、超级计算机
1980~1990
10年
卫星“空间接线总机”、移动/蜂窝电话系统、多功能数字显示、每秒20亿取样数字示波、桌面印刷系统、 可编程数字信号处理器、自动扫描数字调音接收机、芯片加密技术、单片数字编码器和解码器、红 外数据/控制链、音频播放压缩盘、200 000字光存储媒体、以太网、远距贝尔系统、数字信号处理器
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 微波中继通信:主要用于传输长途电话和电 视节目。
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 光纤通信:光纤通信是以光导纤维(简称光 纤)为传输媒质、以光波为载波的通信方式。
1.1.2 通信技术的发展与展望
❖ 卫星通信:卫星通信的特点是通信距离远,覆盖
面积大,不受地形条件限制,传输容量大,建设周 期短,可靠性高。
第1章 绪论
电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、 因特网和计算机通信等。
移动通信
基站 基站
基站
第1章 绪论
电通信发展史
1837年：莫尔斯发明有线电报
消息——“点、划、空格”
金属线
发报
收报
第1章 绪论
1876年：贝尔发明有线电话
1876年贝尔电话
话筒
耳机
℡
℡
第1章 绪论
无线通信：
《电磁场力学的理论》。 电磁波的传播速度等于光速（3.0×108米/秒）。
1864年麦克斯韦从理论 上预言了电磁波的存在

通信系统概论

通信系统概论

通信系统概论引言通信是现代社会中不可或缺的一部分，它使得人们能够快速、便捷地传递信息。

通信系统是由多个组件和技术组成的，它们一起协作以实现信息的有效传输。

本文将介绍通信系统的基本原理、组成部分和常见技术。

通信系统原理通信系统的主要原理是将信息从一个地方传输到另一个地方，在传输过程中保持信息的准确性和完整性。

通信系统包括发送端、传输媒介和接收端。

发送端将信息转换为适合传输的信号。

这可以通过编码、调制或其他信号处理技术来实现。

传输媒介是信息传输的媒介，可以是有线电缆、光纤、无线电波等。

接收端将传输的信号恢复为原始的信息。

通信系统组成部分通信系统通常由以下几个主要组成部分构成：发送端负责将原始信息转换为适合传输的信号。

它通常包括以下组件：•数据源：生成要传输的原始信息。

•编码器：将原始信息转换为适合传输的信号。

•调制器：将信号调制为能够在传输媒介中传输的形式。

传输媒介传输媒介是信息传输的媒介。

常见的传输媒介包括：•有线电缆：如网线、同轴电缆等。

•光纤：利用光的传导特性传输信息。

•无线电波：通过空气传播信号。

传输媒介的选择取决于传输距离、速度要求、设备成本等因素。

接收端负责将传输的信号恢复为原始的信息。

它通常包括以下组件：•解调器：将传输的信号解调为原始信号。

•解码器：将解调后的信号解码为原始信息。

•终端设备：接收并处理信息。

通信系统技术通信系统中使用的技术主要包括调制解调技术、多路复用技术和编码解码技术。

调制解调技术是将原始信号转换为适合传输的信号的过程。

调制技术可以将信号调制为不同的频率、相位或振幅，使其能够在传输媒介中传输。

解调技术则将传输的信号恢复为原始信号。

多路复用技术允许将多个信号通过同一个传输媒介同时传输。

常见的多路复用技术包括时分复用和频分复用。

编码解码技术用于将信息转换为二进制数据或其他形式的数字信号，并在接收端将其解码为原始信息。

常见的编码解码技术包括差分编码、哈夫曼编码等。

结论通信系统是现代社会中信息传输的关键部分。

通信系统原理概述ppt课件

通信系统原理概述ppt课件
2.近代： 1820年：安培发明电报通信，近代数字通信的 开始。 1838年：莫尔斯将电报通信推向实用。 1876年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。
5
周幽王骄奢淫逸，自从得到褒国进献的美女褒姒后，封为宠妃，整天 沉溺于佳丽之中，朝政荒废。褒姒美艳无比，但生性不笑，面对宫中 玉宇琼楼，锦衣玉食，她毫无悦色。幽王欲睹褒姒笑容，大臣们想尽 千方百计始终不得效果。一天幽王出游骊山，佞臣虢（guo）石父献 出烽火戏诸葛侯拙劣计策，幽王决意一试，遂命点燃烽火。各路诸侯 见烽火报警，以为京城出现敌情。迅速整装带兵而至。见君臣安然无 恙，且游兴正浓，感到莫名其妙。问其原因，对方笑而不答。看到这 种场面，褒姒忍不住开怀大笑。看到褒姒终于开了笑口，而且笑时姿 态更美，昏君乐得忘乎所以。风尘仆仆的诸侯终于明白，烽火报警， 调兵遣将，原本为博宠妃欢心。王命如山，无可奈何，只得怏怏离去。 但事隔不久，犬戎果真来犯，虽然点起了烽火，却无援兵赶到。原来 各诸侯以为周幽王又是故伎重演。结果都城被攻下，褒姒被抢走了， 周幽王也被杀死了，从此西周灭亡了。
1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，一批科 学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯，只见他亲手操纵着电报机， 随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64公里外的巴尔的 摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。第一封电报 的内容是圣经的诗句："上帝创造了何等的奇迹"。
11
1.1 通信的发展
贝尔 （1847-1922） 美国电话发明者
12
1.1 通信的发展
1876年3月10日，美 国发明家贝尔发明世界上 第一部电话，并获美国专 利局批准的电话专利。这 是2005年8月11日拍摄的 美国新泽西州默里山贝尔 实验室博物馆内的世界第 一部电话。

现代通信技术概论 教学课件 ppt 作者 王新良 第一章 通信系统概述

现代通信技术概论 教学课件 ppt 作者 王新良 第一章 通信系统概述
电信方式：
电信：利用电信号驮载待传信息进行传输和 交换的通信方式。 通信（communication)作为电信 （Telecomunication)是从19世纪30年代开 始的。
现代通信手段
电报 电话 寻呼 移动电话 有线广播、无线广播 有线电视、无线电视 因特网
字信号，即所谓再生，于是消除了干扰噪声。
这个过程，每经过一个再生中继器就重复一次。
通信系统的分类
结论: 正因为采用了中继再生和检纠错的手段， 所以数字传输不仅适于较远距离的传输， 也能适应性能较差的线路。
通信系统的分类
3.按传输媒介和系统组成特点分类 实用的通信系统有下述五类：
现代通信发展历史回顾
1906年
发明电子管，进入了 电子时代，开辟了模 拟通信的新纪元 发射第一颗人造卫星， 太空通信时代到来 因特网（Internet）的前身 ARPAnet出现，被后人称为 网络之父
1957年 1969年
20世纪通信技术高速发展：
双绞线－同轴电缆－微波－光纤－卫星 长波－中波－短波－超短波－微波－毫
米波
21世纪 通信与信息 融入生活 改变生活 不可缺 少
1.2 通信系统的基本概念和模型
1.通信系统：
传递信息所需要的一切技术设备和传输媒介。 端到端的传送系统

通信系统实例
2.通信系统基本模型： （P3）
为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技术
在发送端需经：
用户终端设备将信源的消息转换成电信号，并令其经信道传
远古通信方式的实现消息的远距离传送，都 需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。 但是，远距离传递消息的速度和距离都很不如 人意，迫切的需要一种新的传输手段 谁能跑得又快又远呢？ “电“

《现代通信理论》课件第1章

《现代通信理论》课件第1章

第1章 通信系统导论
在数字通信系统的接收端, 数字解调器对受到信道 恶化的发送波形进行处理, 并将该波还原成一个数字序 列, 该序列表示发送数据符号的估计值(二进制或M元)。 这个数字序列被送至信道译码器, 它根据信道编码器所 用的关于码的知识及接收数据所含的冗余度重构原始的 信息序列。
第1章 通信系统导论
数字通信抗噪声性能好还表现在微波中继通信时, 它 可以消除噪声积累。 这是因为数字信号在每次再生后, 只 要不发生错码, 它仍然像信源中发出的信号一样, 没有噪声 叠加在上面。 因此中继站再多, 数字通信仍具有良好的通 信质量。 而模拟通信中继时, 只能增加信号能量(对信号放 大), 却不能消除噪声。
第1章 通信系统导论
以两个人之间的对话这种最简单的通信方式为例, 说 明通信系统所包括的最基本的部分。 讲话是利用声音来传 递消息的一种方式, 发话人是消息的来源, 称为信源; 语音 通过空气传到对方, 而传递消息的媒质称为信道, 信道中一 定会不可避免地存在噪声; 听话者听到后获得消息, 是消息 的归宿, 称为信宿。 这样就完成了消息的传递, 也就构成了 最简单的通信系统, 这个过程如图1.1所示。
解调器和译码器工作性能好坏的一个度量是译码序 列中发生差错的频度。 更准确地说, 在译码器输出端的 平均比特错误概率是解调器、 译码器组合性能的一个 度量。 一般地, 错误概率是下列各种因素的函数: 码特 征、 用来在信道上传输信息的波形的类型、 发送功率、 信道的特征(即噪声的大小、 干扰的性质等)以及解调和 译码的方法。
第1章 通信系统导论
模拟信号有时也称连续信号, 它是指信号的某一参量可 以连续变化(即可以取无限多个值), 但不一定在时间上也连 续。 强弱连续变化的语言信号、 亮度连续变化的电视图像 信号等都是模拟信号。 凡某一参量只能取有限个数值, 并且 常常不直接与消息相对应的信号, 称为数字信号。 数字信号 有时也称离散信号, 这个离散是指信号的某参量是离散(不连 续)变化的, 但不一定在时间上也离散。

《通信系统概论》课件

《通信系统概论》课件
《通信系统概论》
本课程将介绍通信系统的基础概念和术语，包括通信系统的分类和特点、信 号与信道分析、调制与解调技术、数字通信原理与技术、模拟通信原理与技 术等。
基础概念和术语
信号
介绍不同类型的信号，如模拟信号和数字信 号，并解释其在通信中的应用。
编码
解释编码的基本原理和常见的编码技术，如 单极性编码和差分编码。
探讨网络通信系统的分类和 特点，如局域网、城域网和 广域网。
信号与信道分析
1 信号的特性
解释信号的频率、带宽 和功率等特性对通信系 统性能的影响。
2 信噪比
介绍信噪比的概念和计 算方法，以及在通信中 的重要性。
3 信道容量
讨论信道容量的概念， 以及如何提高信道容量 以实现更高的数据传输 速率。
调制与解调技术
传输媒介
探讨传输媒介的种类和特点，例如电缆、光 纤和无线信道。
调制
介绍各种调制技术，包括调幅、调频和调相， 并讨论它们的优缺点以及应用领域。
通信系统的分类和特点
有线通信
介绍有线通信系统的分类和 特点，如电话网络和有线电 视网络。
无线通信
讲解无线通信系统的分类和 特点，包括移动通信和卫星 通信。
网络通信
调制技术
解释调制的目的和过程，讨论 各种调制技术的优缺点。
解调技术
介绍解调的原理和方法，包括 同步解调和检测技术。
调幅
详细讨论调幅技术的工作原理 和应用。
数字通信原理与技术
1
数制和编码
讲解不同的数制和编码方法，如二进制和八进制。
2
调制与解调器
介绍数字调制解调器的工作原理和不同类型的调制解调技术。
3
光纤通信系统介绍
光纤传输原理

第1章 通信概论[112页]

第1章 通信概论[112页]

1.1 通信系统概述
➢ 1.1.1 通信简介 ➢ 1.1.2 通信系统的组成 ➢ 1.1.3 通信系统的分类与通信方式 ➢ 1.1.4 通信系统的性能指标
1.1.2 通信系统的组成
❖ 1．通信系统的一般模型 ❖ 对于通信来说，首先要把消息转变成电信号，然后经过发送设备将信
号送入信道，在接收端利用接收设备对接收的信号做相应的处理后， 送给信宿再转换为原来的消息。这一过程可用图1-2所示的通信系统一 般模型来表示。
❖ 这里将通信系统一般模型中的发送设备和接收设备分别用调制器和解 调器代替。因为模拟信源将连续消息变换成的原始电信号是基带信号 ，具有频率较低的频谱分量，只有某些特殊的有线信道可以直接传输 这种信号，而其他大多数信道，如长途电缆、以自由空间作为信道的 无线电，均无法直接传输这种信号。
1.1.2 通信系统的组成
❖ （6）信宿
❖ 信宿是传输消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原 成消息，如扬声器（音频信号转换成声音）、显示屏（视频信号转换 成图像）或者是打印机（数字信号转换成键盘字符）等。
1.1.2 通信系统的组成
❖ 2．模拟通信系统 ❖ 信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，其模型如图1-3所示。 ❖
1.1.2 通信系统的组成
❖ （2）发送设备
❖ 发送设备的作用是将信源产生的原始电信号变换成适合在信道中传输 的信号，即将发送信号的特性和信道特性相匹配，使其具有抗信道干 扰的能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此，发 送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等 过程。多路传输系统发送设备中还包括多路复用器。
1.1.2 通信系统的组成
❖ （4）噪声源
❖ 图1-2中的噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的 集中表示。噪声通常是随机的、形式多样的，它影响了正常信号的传 输，造成接收信号时的误码和失真。

通信系统概论

通信系统概论

第1章通信系统概论§ 1.1 数字通信系统的组成图1-1双绞线1、框图解释信源：完成模/数转换信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性加密与解密目的：保证所传信息的安全信道编码与译码目的：增强抗干扰能力数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号2、数字通信的特点●优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输过失可控；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##性好；●缺点：需要较大的传输带宽；对同步要求高。

§ 1.2通信信道与其特征●信道分类：有线信道－电线光纤信道－光纤无线信道－电磁波〔含光波〕水声信道－声波存储信道－磁材料●有线信道明线对称电缆。

由许多对双绞线组成，分非屏蔽〔UTP〕和屏蔽〔STP〕两种。

图1-2双绞线同轴电缆图1-3同轴电缆光纤信道结构：纤芯、包层按折射率分类：阶跃型〔早期的，只有纤芯、包层两种折射率〕、梯度型〔随后的，纤芯折射率沿半径增大方向减小〕按模式分类：多模光纤〔粗〕〔早期的，发光二极管作为光源，含有多种频率成分，有多条路径→存在色散→波形失真，限制了传输带宽〕，单模光纤〔细〕〔后来的，激光作为光源，单一频率成分，一条路径→色散小→波形失真小，传输带宽宽〕单模图1-4 光纤结构示意图损耗与波长关系：损耗最小点：1.31与1.55 mm图1-5 光纤损耗于波长的关系光纤信道传输衰耗的原因:〔1〕瑞利散射：当光在传播过程中遇到不均匀或不连续点时，局部能量将向各方传向散射而不能达到终点。

〔2〕材料吸收：材料中含有杂质离子。

这些离子在光波作用下发生振动，从而会耗去局部能量〔又分紫外吸收和红外吸收〕。

光纤信道时延失真的原因：色散〔Dispersion〕：光源发射的光载波总是有一定的频谱宽度，而纤维材料的折射率随f而变化，因而在光波中不同的f分量具有不同的传输速度，到达的时间也不一样，从而引起失真。

第01讲义章概述

第01讲义章概述
图1-4 模拟通信系统模型
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）。
由信源输出的电信号（基带信号）由于它具有频率较低的 频谱分量，一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因 此，模拟通信系统里常有第二种变换，即将基带信号转换成 其适合信道传输的信号，这一变换由调制器完成；在收端同 样需经相反的变换，它由解调器完成。经过调制后的信号通 常称为已调信号。
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。
多数情况下，信源兼为信宿，通信的双 方需要随时交流信息，因而要求双向通信。
通信双方都要有发送设备和接收设备， 如果两个方向有各自的传输媒介，则双方都 可独立进行发送和接收。
但若共用一个传输媒介，则用频率或时 间分割的办法来共享。
发送设备还包括为达到某些特殊要求而进行的种 种处理，如多路复用、保密处理、纠错编码处理等 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。
图1-1 连续信号
2.离散信号
与连续信号对应的是离散信号。离散信号 在时间上是离散的，代表离散信号的时间函 数只在某些不连续的时间值上给定函数值， 在其他时间没有定义。如图1-2所示是离散信 号的例子。
图1-2 离散信号
1.1.2 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，通信系统的一般模型如图1-3所示。

通信系统概论章 (1)

通信系统概论章 (1)

第1章 绪 论
图1－2 (a)串序传输方式；(b)并序传输方式
第1章 绪 论
一般的数字通信方式大都采用串序传输，这种方式的优点 是只需占用一条通路，缺点是占用时间相对较长；并序传输方 式在通信中也时有用到，它需要占用多条通路，优点是传输时 间较短。
第1章 绪 论
3. 通信的网络形式通常可分为三种：点到点通信方式、点到 多点通信（分支）方式和多点到多点通信（交换）方式，它们 的示意图如图1－3所示。
第1章 绪 论
2. 发送设备的作用就是将信源产生的信号变换为传输信道所 需要的信号，使信源和信道匹配起来，并送往信道。这种变换 根据对传输信号的要求不同有相应不同的变换方式，通常要求 实现大功率发射、频谱搬移、信源编码、信道编码、多路复用、 保密处理等，其相应的变换方式为功率放大、调制、模/数转 换、纠错编码、FDM或TDM
第1章 绪 论
4.接收设备 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行接 收放大、解调、数/模转换、纠错译码、FDM或TDM的分路、解 密等，其任务是从带有干扰的信号中正确地恢复出原始信号。 图1－4仅是一个单向通信系统模型，实际通信系统要实现 双向通信，通信的双方需要随时交流信息，信源兼为信宿，双 方都要有发送设备和接收设备。如果两个方向用各自的传输媒 介，则双方都独立地进行发送和接收；如果两个方向共用一个 传输媒介，则必须采用频率、时间或代码分割的办法来实现资 源共享。
制
幅度键控 ASK
数据传输
数字调制
频率键控 FSK
数据传输
相位键控 PSK、DPSK、QPSK 等 数据传输、数字微波、空间通信
其他高效数字调制 QAM、MSK 等 数字微波、空间通信
脉幅调制 PAM

通信系统概论

通信系统概论
单元一话音在数字通信系统中的传输
任务1 通信系统概论
1.1 通信的定义 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
2019/11/3
docin/sundae_meng
1
1.1 通信的定义
通信的定义： 是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
通信的目的： 就是传递消息。
2019/11/3
docin/sundae_meng
11
二、通信方式 1. 按消息传送的方向与时间分 单工通信、半双工通信及全双工通信三种。
发端
发
终 端 A
收
发
终 端 A
收
2019/11/3
信道
信道
信道 信道
收端
收
终 端 B
发
收
终 端 B
发
docin/sundae_meng
(a)单工 (b)半双工
本课程对通信的定义： 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。
2019/11/3
docin/sundae_meng
2
1.2 通信系统的组成
一、通信系统的一般模型
信源
发送设备
传输媒介
接收设备
信宿
噪声源
2019/11/3
docin/sundae_meng
2. 亟待解决的问题 （1）提高频带利用 ； （2）简化系统设备结构。
2019/11/3
docin/sundae_meng
10
1.3 通信系统分类及通信方式
一、通信的分类 按传输媒质分：有线通信和无线通信； 按信道的特征分：模拟通信系通与数字通信系统； 按工作频段分：长波通信、中波通信、微波通信； 按调制方式分：基带传输和频带传输； 按收信者是否运动分：移动通信和固定通信； 按多地址方式分：频分多址通信、时分多址通信、 码分多址通信等。

第1章通信系统概述

第1章通信系统概述

通信发展历史的回顾（4）

James.Clerk.Maxwell:电磁学的奠基人 。 1831年6月13日出生在英国苏格兰的一 乡村,8岁丧母，由父亲抚养成人，对父 亲养育之恩终生感激不忘。1854年以优
异成绩毕业于Cambridge Peterhouse学院。 来自1856年开始大学任教。
1864年发表了经典之作”A Dynamical Theory of the


提高性能, 特别是抗干扰能力
有效的利用频带
常见调制方式及用途
调制方式 AM常规双边带调幅 用途 广播 立体声广播 载波通信、无线电台、数传 电视广播、数传、传真
线 DSB抑制载波双边带调幅 性 SSB单边带调幅
连 VSB残留边带调幅 续 非 FM频率调制 波 线 PM相位调制 性 调 ASK幅度键控 制 数 FSK频率键控 字 PSK、DPSK、QPSK、MPSK MQAM、MPSK
通信发展历史的回顾（10）
物理发现 20世纪50年代 通信技术发展 20世纪40年代提出静止卫
航天技术
星概念，但无法实现
开辟了空间通信的新纪元
第一个提出同步卫星构想的人亚瑟‧克拉克(Arthur
Charles Clarke），是五○年代崛起的英语科普科幻作家 ，1945年在十月号的“Wirless World ”上,发表“ExtraTerrestial Ralays”（地球外的传播）,提出在地球上空建立 一个同步卫星(geostationary satellites)系统,进行全球通信
105~107GHz
3×10-4~3×106cm
紫外、红外、 可见光
光纤、激光
光通信
1.2 通信系统的分类
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。



信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
第1章 概论
1.1

通信系统的组成
通信系统的一般模型
图１-１

信息源(source) ：简称信源，含输入变换器（input transducer ） ，将各种形式的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(transmitter) ：经处理变换，产生适合于在信道中传输 的信号后送入信道。未经调制的称为基带信号； 经过调制的称为频 带信号； 信号占据的频率范围称为信号带宽。
28
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
信噪比定义及计量单位：分贝
1.信噪比定义：
S 信号平均功率 N 噪声平均功率
2.信噪比计量单位：分贝 定义信号功率放大10倍作为一个单位，称为贝尔。因单位过大， 故采用十分之一贝尔作为计量单位，称为分贝（dB）。
S S ( ) dB 10 log10 ( ) , N N
受信者：又称信宿 (sink) ，含输出变换器（ output transducer） ，将原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。
○
通信系统：将发送设备和接收设备由信道有机连接，可
使信源信息传送给信宿的信息系统。
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
第1章 概论

模拟通信系统模型和数字通信系统模型

模拟信号和数字信号
19
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
天线实例
The top of the long wave antenna
The mast of the long wave antenna
用于广播的长波天线(282米ort the long wave antenna
图1-5 数字通信系统模型
数字信道，接收端D/A变换。（本书第四章内容：模拟信号数字化） 根据是否经过数字调制，系统可作如下划分： •数字基带系统（本书第五章内容） •数字频带系统（本书第八章内容）
信源可以是模拟信号，但需先做A/D变换，由信源编码完成，再经
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
为什么要进行调制?
Rb RB log 2 M
or
(bit/s)
(Bd)
RB
Rb log 2 M
二进制数字信号：M = 2，码元速率和信息速率在数量上相等。 多进制，例如在八进制（M = 8）中，若码元速率为1200 Bd， 则信息速率为3600 bit/s。
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
有效性:频带利用率
c. 频带利用率(bandwidth efficiency ): 指单位频

信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
1.2 通信系统的质量指标
1.2.1 模拟通信系统的质量指标 1．有效性: 采用有效传输频带来衡量，即在指定信道带 宽内允许同时传输的最多通路数。（例单边带 调制与双边带调制技术比较，前者有效性好。) 2．可靠性: 采用接收端的输出信号平均功率和噪声平均 S 功率之比来衡量 N ，称为功率信噪比，简称 信噪比(SNR: signal to noise ratio) ，通常单 位为分贝(dB).
国外参考教材： 数字与模拟通信系统
Leon W.Couch,II 著 电子工业出版社.
6
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
课程简介
考核方式：期末考试与平时成绩
期末笔试70%+平时作业(含课堂)20%+仿真实验10%
任课教师：蒋铃鸽
教授 电子系现代通信所

联系方式： 电信群楼1号楼305室 E-mail： lgjiang@ Tel： 34204673
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
1.2 通信系统主要性能指标

通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性
有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源 （频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速 度”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的 “质量”问题。


模拟通信系统：
有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。

模拟信号：代表消息的信号参量取值连续（个数无穷），例如 麦克风输出电压：
(a) 话音信号
t
(b) 抽样信号
t
图1-2 模拟信号
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
第1章 概论

数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个（离散），例如 电报信号、计算机输入输出信号，二进制调制信号：
T
(a) 二进制信号
t
(b) 2PSK信号

数字通信系统是信道中利用数字信号来传递信息的通信系统 。
图1-5 数字通信系统模型
信源可以是模拟信号，但需先做A/D变换，由信源编码完成，再经
数字信道，接收端D/A变换。（本书第四章内容：模拟信号数字化） 根据是否经过数字调制，系统可作如下划分： •数字基带系统（本书第五章内容） •数字频带系统（本书第八章内容）
带内能够传送的码元速率(或信息速率)，即每赫 兹波特数。 则频带利用率:
RB B = (Bd/Hz ) 频带宽度 BC
码元速率
或
Rb bit / s b ( ) 频带宽度 BC Hz
信息速率
32
Pe
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
1.便于幅射 2.降低噪声和干扰 3.信道分配 4.复用或用单信道传输多路消息

18
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
天线长度L的选择

最低频率取决于所选天线的长度, 为了有效地辐 射,天线长度必需大于波长的1/10.
为光速
波长与频率的关系： c c 1 fc fc 例:
fc 10 kH z 1 c 3 108 m / s 3000m L 4 10 10 fc 10 10 H z 结论：要提高载频以减少天线长度
第一章 通信系统概论

通信系统的组成及各部分功能； 无线传播特点及通信频段划分； 通信系统的性能指标； 通信系统的分类及实例； 信道分类与特性； 信息的度量和信道容量； 2013.09.09
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
第一章 概论

1. 0 通信的基本概念


通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
2013—2014 第一学期
通信原理
Principles of Communications
电信学院电子系现代通信研究所 教授 蒋铃鸽 lgjiang@
Tel:34204673
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
通信原理
Principles of Communications

非电的：如旌旗、烽火台、消息树… 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测 、因特网和计算机通信等。
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
第1章 概论

在本课程的讲述中，“通信”（Communication)这一 术语是指“电通信”(Telecommunication)，包括光 通信，因为光也是一种电磁波。 在电通信系统中，消息的传递是通过控制电信号的某 些参量来实现的。 定义：通信是指利用电的手段来完成信息或信号的从一 处到另一处的（时/空）转移。

课程基本情况：64学时，4学分；1-16周。
教材：通信原理，机械工业出版社，2008.6 韩声栋，蒋铃鸽，刘伟。 参考教材: 曹志刚，钱亚生著，现代通信原理，清华大学出版社， 1992。 樊昌信等著， 通信原理，第5版，国防工业出版社， 2002。 Leon W.Couch II 著，数字与模拟通信系统， 电子工业出版社，2002。
20
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
电磁波的传播模式

电磁波按其传播特性可分为地波,天波和视距波.
地波传播（在2MHz以下）
天波传播（在2－30MHz之间）
视距波传播（在30MHz以上）
21
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
22
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
23
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
数字通信系统模型
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
通信系统的一般模型

图１-１ 信道(channel) ：传送各种电磁波的媒质；如有线电缆，无线电传播的 自由空间。 特点：信号经信道受噪声影响波形产生失真。 噪声源（noise source）：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 含内部噪声和外部噪声.


接收设备(receiver) ：从接收到的减损信号中正确恢复出原始电信号。
存在两种情况： 模拟消息 原始电信号（基带信号）直接传输 —— 模拟基带通信系统 一般加上“调制/解调单元”：（替代 发/收设备） 基带信号 已调信号（频带信号） —— 模拟频带通信系统 （本书第三章内容）
图1-4 模拟通信系统模型

信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
数字通信系统模型

数字通信系统是信道中利用数字信号来传递信息的通信系统 。
7
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
课程助教信息
通信原理课程ftp： ftp:// 用户名：frogmonkey 密码：public 助教田骥博士生的联系方法： Email：frogmonkey@ QQ:609247748
8
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽

25
信息传输与处理实验室 蒋铃鸽
数字通信系统的特点
优点: 数字信号便于产生、存储、交换，也便于与计算机 联用； 在干扰情况下，数字信号易于检测，且可在中继站 再生信号，消除传输中波形误差的累积； 便于实现抗干扰和保密编码，来提高通信的可靠性 和保密性； 便于电路集成化，也易于利用现代固体器件和计算 技术的研究成果。 不足: 占据频带宽. (例一路模拟电话占4kHz 带宽,而一路 数字电话则占20-60kHz 带宽) 需同步信号，电路较复杂. 26