通信概论讲义-第十章
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通信概论串讲笔记第一章:通信基础(一)课程内容第一节:通信的基本概念通信就是信息的传递和交换;消息是信息的物理表现形式,如语音、文字、图片和数据等;信息是消息的内涵;信号是能够反映或表示信息的传输载体。
第二节:通信系统的组成1,通信系统一般模型;信源发送设备信道接收设备信宿|噪声源通信系统基本模型各部分功能:信源是消息的发源地,其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号发送设备的功能是将信源和信道匹配起来,其目的是将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号信源可以分为模拟信源和数字信源。
信道是指传输信号的通道,可分为有线和无线两大类。
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。
接收设备的功能是放大和反变换,其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
信宿是传送消息的目的地。
其功能与信源相反,即将复原的原始电信号还原成相信的消息,2,模拟通信系统模型;模拟信源----- 调制器------- 信道------- 解调器---- 信宿I噪声源模拟通信系统典型模型两种转换:(1)消息------原始电信号(系带信号),通过信源和信宿完成。
(2)基带信号---已调信号(带通信号),通过调制器和解调器完成。
3,数字通信系统模型;信源一信源编码一加密一信道编码一数字调制一信道一数字解调一信道译码一解密一信源译码一信宿I噪声源4,数字通信的优缺点。
优点:1、抗干扰能力强,且噪声不积累;2、传输差错可控。
3、便于与各种数字终端接口。
4、易于集成化。
5、易于加密处理,且保密强度高。
缺点:1、比模拟通信占用更宽的信道带宽。
2、数字通信对同步要求高,因而系统设备比较复杂。
第三节:通信系统的分类1、按照通信业务分:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统、综合业务数字通信网。
2、按照调制方式分:基带系统和调制(带通)系统。
3、按照信号特征分:模拟通信系统、数字通信系统。
通信基础知识基本概念:通信的定义通信按传统理解就是信息的传输与交换,信息可以是语音、文字、符号、音乐、图像等等。
任何一个通信系统,都是从一个称为信息源的时空点向另一个称为信宿的目的点传送信息。
以各种通信技术,如以长途和本地的有线电话网(包括光缆、同轴电缆网)、无线电话网(包括卫星通信、微波中继通信网)、有线电视网和计算机数据网为基础组成的现代通信网,通过多媒体技术,可为家庭、办公室、医院、学校等提供文化、娱乐、教育、卫生、金融等广泛的信息服务。
可见,通信网络已成为支撑现代社会的最重要的基础结构之一。
通信的定义:通信是传递信息的手段,即将信息从发送器传送到接收器相关概念:信息:可被理解为消息中包含的有意义的内容。
②消息:消息是信息的表现形式,消息具有不同的形式,例如符号、文字、话音、音乐、数据、图片、活动图像等。
③信号:信号是消息的载体,消息是靠信号来传递的。
信号一般为某种形式的电磁能(电信号、无线电、光)。
通信的目的:通信的目的是为了完成信息的传输和交换一般模型通信系统是以实现通信为目标的硬件,软件以及人的集合。
①信息源:把各种可能消息转换成原始电信号;②发送设备:为了使原始电信号适合在信道中传输,对原始电信号变换成与传输信道相匹配的传输信号;③信道:信号传输的通道;④接收设备:从接收信号中恢复出原始电信号;⑤收信者:将复原的原始电信号转换成相应的消息;通信系统的分类①按消息的物理特征:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统②按调制方式分:基带传输系统、频带传输系统(调幅、调频、调相、脉幅、脉宽、脉位)③按信号特征分:模拟通信系统、数字通信系统④传输媒质(信道)分:有线通信系统(架空明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、波导)、无线通信系统(长波、中波、短波、微波、卫星)⑤按复用方式分:频分复用、时分复用、码分复用⑥按工作频段分类:长波通信,中波通信,短波通信,微波通信通信系统性能指标有效性。
第1章通信基础1.通信系统的一般模型:任何一种通信系统的核心包括信源、发送设备、传输媒质(信道)、接收设备和信宿5部分。
1)信源:作用是通过传感器把消息转换为原始电信号,即完成非电量—电量的转换。
2)发送设备:功能是将信源和信道匹配起来,将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
3)信道:指传输信号的通道,可分为有线的和无线的两类。
4)接收设备:功能是放大和反变换,目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
5)信宿:是传送消息的目的地。
功能是将复原的原始电信号还原成相应的消息。
2.模拟通信系统主要由模拟信源,调制器、信道、解调器和信宿以及噪声源组成;模拟通信系统包含两种重要的变换:1)消息原始电信号(基带信号),完成这种变换和反变换的是信源和信宿。
2) 基带信号已调信号(带通信号),完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。
3.数字通信系统由信源、信源编码、加密、信道编码、数字调制、信道、数字解调、信道译码、解密、信源译码、信宿和噪声源组成。
1)信源编码的主要功能之一是对模拟信号进行模数转换;功能之二是除去冗余信息,提高传输的有效性。
2)加密是为了提供通信的保密性,防止没有授权的用户获得信息或将差错信息加入到系统中。
3)信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分,组成所谓的“抗干扰编码”。
接收端的信道译码按相应的逆规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统的可靠性。
4)数字调制把数字基带信号转换成与传输信道匹配的信号波形。
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)。
数字解调是数字调制的逆过程。
5)除了上述功能单元之外,还有多路复用、扩频和同步技术。
多路复用和多址接入是把不同特性和不同信源的信号进行合成,以便共享通信资源。
扩频技术在实现抗干扰和保密性方面具有重要作用。
同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的提前条件。
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。
1.1.2 模拟通信与数字通信● 消息可以分成两类 离散消息:消息的状态是可数的或离散型的(如符号、文字等),也称为数字消息。
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)基带信号:携带信息,但具有频率很低的频谱分量,不适宜传输的原始电信号。
已调信号:基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号,也称频带信号。
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:同步环节的位置不固定,图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型:●数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。