通信原理-第1章
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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ﻩﻩ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。
ﻩﻩ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ﻩ数字通信系统ﻩﻩ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。
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。