数字通信系统模型介绍

通信系统的简化模型通信系统的简化模型一、引言通信系统是指用于传输信息的设备和网络。

它由多个组成部分构成，包括发送器、接收器、信道和协议等。

通信系统的设计和优化是一个复杂的过程，需要考虑诸多因素。

为了更好地理解通信系统的工作原理，我们可以采用简化模型来描述其基本结构和功能。

二、通信系统的基本结构通信系统可以分为两个主要部分：发送端和接收端。

发送端负责将信息转换为适合传输的形式，并通过信道将其传输到接收端。

接收端则负责将传输过来的信息还原为原始形式，并进行相应处理。

1. 发送端发送端由三个主要组成部分构成：源、编码器和调制器。

（1）源源是指产生信息的设备或人类活动。

例如，语音、图像、文字等都可以作为信息源。

在通信系统中，这些不同类型的信息需要经过不同的处理方式才能被传输。

（2）编码器编码器是将源产生的原始信息转换为适合传输的格式或编码方式。

常见的编码方式包括数字化、压缩和加密等。

（3）调制器调制器是将编码后的数字信号转换为适合传输的模拟信号。

调制器的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输到接收端。

2. 接收端接收端由三个主要组成部分构成：解调器、译码器和目的地。

（1）解调器解调器是将模拟信号转换为数字信号。

其主要功能是将接收到的模拟信号转换为数字信号，并传递给译码器进行进一步处理。

（2）译码器译码器是将数字信号转换为原始信息。

其主要功能是将接收到的数字信号还原为原始信息，并进行相应处理。

（3）目的地目的地是指最终接收到信息的设备或人类活动。

例如，显示屏、扬声器、打印机等都可以作为信息的目的地。

三、通信系统中的信道通信系统中，信息需要通过一定类型的信道进行传输。

根据不同类型的传输媒介，可以将通信系统中使用的信道分为有线和无线两种类型。

1. 有线信道有线信道指通过电缆或光缆等物理媒介进行传输。

常见的有线通讯方式包括电话、电报、以太网等。

2. 无线信道无线通讯方式则使用了无线电波作为传输媒介。

简述通信系统的一般模型概述及解释说明1. 引言1.1 概述通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它在人们之间传递信息、交流思想起到了至关重要的作用。

随着科技的发展，各种通信系统得以建立和完善，从最初的传统有线电话到如今的移动通信网络，都为人们提供了全球范围内快速、可靠、安全的信息传输与沟通手段。

本文将简要介绍通信系统的一般模型，并对其组件、功能和工作原理进行解释说明。

同时，本文还将深入探讨通信系统中的关键要点，以便读者更好地理解和运用相关知识。

1.2 文章结构本文主要分为六个部分：引言、通信系统的一般模型、通信系统的要点一、通信系统的要点二、通信系统的要点三和结论。

在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，并阐明文章目标与结构。

接下来，在通信系统的一般模型部分，我们将具体描述其定义、背景、组件和功能以及工作原理。

在接下来的三个部分中，我们将详细解释每个要点，并提供相关实例和说明。

最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结并提出一些展望。

1.3 目的本文的主要目的是向读者介绍通信系统的一般模型，并解释其组成部分和工作原理。

通过详细说明每个关键要点，我们希望读者能够全面了解通信系统并理解其在现代社会中的重要性。

同时，通过阅读本文，读者还可以更好地应用和运用通信系统相关知识。

最终，我们期望本文能为读者提供一个全面、清晰且易于理解的概述，并为他们进一步学习和研究通信系统打下基础。

2. 通信系统的一般模型2.1 定义和背景：通信系统是指通过传送、交换和处理信息来完成信息传递的一组设备和技术的集合。

它可以实现人与人之间、人与机器之间以及机器与机器之间的信息传递。

通信系统在现代社会中扮演着非常重要的角色，广泛应用于电信、互联网、无线通信等领域。

2.2 组件和功能：通信系统由多个组件组成，每个组件都有特定的功能，协同工作以实现信息传递。

主要的组件包括发送端、接收端、传输介质和信号处理设备。

发送端将待传输的信息转化为适合在传输介质上进行传播的信号，并通过传输介质将信号发送给接收端。

一、通信系统组成(尤其是数字系统，各部分作用)数字通信系统的模型：1）信源编码与译码：信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。

码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反映了通信的有效性。

二是完成模/数转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。

信源译码是信源编码的逆过程。

2）信道编码与译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。

数字信号在信道传输时受到噪声等的影响后将会引起差错。

为了减小差错，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相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。

3）加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密。

在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。

4）数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频出，形成在信道中传输的带通信号。

基本的数字调制有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。

在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。

对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器或匹配滤波器来实现。

5）同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。

按照同步的功用不同，分为载波同步、位同步、群同步、和网同步。

二、通信的质量指标（有效性、可靠性两者的相互协调。

模拟、数字通信的有效可靠分别用什么来衡量）通信系统的性能指标涉及其有有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等，通信的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。

所谓有效性是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，而可靠性则是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

一、通信系统组成(尤其是数字系统，各部分作用)数字通信系统的模型：1）信源编码与译码：信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。

码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反映了通信的有效性。

二是完成模/数转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。

信源译码是信源编码的逆过程。

2）信道编码与译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。

数字信号在信道传输时受到噪声等的影响后将会引起差错。

为了减小差错，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相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。

3）加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密。

在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。

4）数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频出，形成在信道中传输的带通信号。

基本的数字调制有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。

在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。

对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器或匹配滤波器来实现。

5）同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。

按照同步的功用不同，分为载波同步、位同步、群同步、和网同步。

二、通信的质量指标（有效性、可靠性两者的相互协调。

模拟、数字通信的有效可靠分别用什么来衡量）通信系统的性能指标涉及其有有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等，通信的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。

所谓有效性是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，而可靠性则是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

国家职业技能培训信息通信网络运行管理员海南新华职业技能培训学校主讲：丁伟自我介绍 丁伟，高级工程师，国家信息系统项目管理师、系统规划与管理师、网络工程师等。

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您知道通信系统的组成吗？您知道两个用户如何通信吗？您知道通信的未来发展吗？通信基础知识内容提要一、通信系统模型二、通信相关基本概念三、常用通信技术介绍通信系统基本模型图模拟通信系统基本组成图 数字通信系统基本组成图通信系统基本模型图信息：声音、图形、图像、文字等信号：随信息做相应变化的电压或电流（也可以是光）模拟通信系统基本组成图调制：按被传输的基带信号的变化规律去改变被调载波的某一参数，如幅度、频率、相位等。

解调：调制的逆过程。

数字通信系统基本组成图编码：将量化后的信号用二进制代码表示的过程 解（译）码：编码的逆过程内容提要一、通信系统模型二、通信相关基本概念三、常用通信技术介绍二、通信相关基本概念 信号模拟信号的数字化数字信号的码型PCM编码原理同步PCM基群帧结构复用技术TDM基本原理信号模拟信号：连续变化的信号数字信号：离散的信号模拟信号的数字化模拟信号的数字化抽样：将连续变化的信号变成离散的信号奈奎斯特准则抽样频率8KHz，每秒样值为：8000个量化：使抽样出来的样值归为某一临近的“整数”，采用“四舍五入”的办法编码：8000*8=64Kbit/s数字信号的码型数字信号的码型NRZ：单极性不归零码•NRZ是简单的二进制数字信号，其频谱包含有直流分量与较多的低频分量，只能用于设备内部传输及交换，不能作为在电缆信道上进行基带传输的码型。

AMI：极性交替反转码•AMI码又称伪三元码，有“0”码、“+1”码和“-1”码（三元）；•二进制码中的“0”码对应AMI中的“0”码，而二进制码中“1”码对应AMI中交替变化的“+1”和“-1”，解决了多个连“1”的直流分量问题。

第一章通信系统概述1.1 通信系统模型一、通信的定义1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容﹙包括语音、图象、文字等﹚人与人之间要互通情报，交换消息，这就需要消息的传递。

古代的烽火台、金鼓、旌旗，现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等，都是人们用来传递信息的方式。

2.信号：与消息一一对应的电量。

它是消息的物质载体，即消息是寄托在电信号的某一参量上。

3．通信就是由一地向另一地传递消息。

二、电通信1．定义利用“电”来传递信息，是一种最有效的传输方式，这种通信方式称为电通信。

2．特点电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效，而又准确、可靠的传递。

电通信一般指电信，即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统，对于消息、情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。

（1）模拟信号与数字信号：按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。

模拟信号：信号的取值是连续的。

数字信号：信号的取值是离散的。

（2）基带信号与频带信号：按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。

基带信号：发信源发出的信号。

频带信号：通过调制将基带信号变换为频带信号。

基带传输：在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。

频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。

（FM、AM、MODEM）三、通信系统的模型1.通信系统的一般模型(1)通信系统：通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。

(2)通信系统的基本模型●发信源：是消息的产生来源，其作用是将消息变换成原始电信号。

变换：将非电物理量转换为掂量。

信源可分为模拟信源和离散信源。

模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号；离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。

●发送设备：作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信号。

它要完成调制、放大、滤波、发射等。

在数字通信系统中还要包括编码和加密。

通信系统的基本组成1.2.1 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，通信系统的组成（通常也称为一般模型）如图 1-1 所示。

图 1-1 通信系统的一般模型图中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。

信源输出的信号称为基带信号。

所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。

根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。

变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。

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。

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。

图 1-1 给出的是通信系统的一般模型，按照信道中所传信号的形式不同，可进一步具体化为模拟通信系统和数字通信系统。

1.2.2 模拟通信系统我们把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。

模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，如图 l-2 所示。

这里，一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。

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）。

通信模型构成引言：通信模型是指在通信过程中，信息从发送者传递到接收者的方式和步骤。

它是通信系统的基本框架，用于描述信息传递的各个环节和相互关系。

通信模型通常由发送者、接收者、信道和噪声组成。

本文将详细介绍通信模型的构成及其各个要素的作用。

一、发送者(Sender)发送者是通信模型中的重要组成部分，它负责产生并发送信息。

发送者需要将要传递的信息转化为适合传输的信号，并通过通信渠道将信号发送给接收者。

在通信系统中，发送者负责编码信息、调制信号以及控制传输过程等任务。

发送者的正确操作和性能决定了信息传递的可靠性和效率。

二、接收者(Receiver)接收者是通信模型中的另一个重要角色，它负责接收并解码发送者发送的信号，将其转化为可理解的信息。

接收者需要对接收到的信号进行解调、解码、恢复以及错误检测和纠正等处理。

接收者的正确操作和性能对于信息的准确传递起着决定性的作用。

三、信道(Channel)信道是信息在发送者和接收者之间传输的媒介，可以是有线或无线的。

在通信过程中，信道会受到各种干扰和噪声的影响，导致信息传递中的失真和错误。

为了提高通信质量，通信系统通常会采用调制、编码、差错控制等技术来抵抗信道的干扰和噪声。

四、噪声(Noise)噪声是指干扰和干扰信号的不相关或随机信号。

噪声是通信系统中的一种不可避免的现象，会对信号的传输和接收造成影响。

噪声可以分为内部噪声和外部噪声。

内部噪声主要由通信设备本身产生，如电子元器件的热噪声和量化误差等。

外部噪声主要来自于环境，如电磁干扰和天气条件等。

五、编码(Encoding)编码是将要发送的信息转化为适合传输的信号的过程。

编码可以是数字编码、模拟编码或混合编码等形式。

数字编码通常将信息转化为二进制形式，以便于数字通信系统的处理。

模拟编码则将信息转化为连续的模拟信号，适用于模拟通信系统。

编码的目的是提高信息的传输效率和可靠性。

六、调制(Modulation)调制是将基带信号转化为适合传输的调制信号的过程。

目录序言 (2)第一章二进制数字调制原理 (3)1.1二进制振幅键控（2ASK）调制原理 (3)1.2二进制频移键控（2FSK）调制原理 (3)1.3二进制相移键控（2PSK）调制原理 (4)1.4二进制差分相移键控（2DPSK）调制原理 (4)第二章二进制数字解调原理 (6)2.1二进制振幅键控（2ASK）解调原理 (6)2.2二进制频移键控（2FSK）解调原理 (6)2.3二进制相移键控（2PSK）解调原理 (7)2.4二进制差分相移键控（2DPSK）解调原理 (7)第三章System View简介 (9)第四章数字频带通信系统的建模 (10)4.1信号源的System View建模 (10)4.2数字调制系统的建模仿真 (12)4.3载波提取系统的建模仿真 (13)4.4数字解调系统的建模仿真 (14)序言在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，如：卫星通信、移动通信等，数字基带信号不能直接在这种信道中传输，因此，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生已调数字信号，数字基带信号经过正弦载波调制成频带信号以及带通型数字调制信号通过频带信道进行传输、解调。

数字调制技术有两个方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值点特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。

方法②通常称为键控法，对载波的振幅、频率和相位进行键控，便可获得振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）、频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）、相移键控（Phase Shift Keying，PSK）三种基本的数字调制方式。

第一章 二进制数字调制原理调制信号是二进制数字基带信号时，在二进制数字调制中，载波的幅度、频率和相位只有两种状态，得到的相应调制方式有二进制振幅键控（2ASK ）、二进制频移键控（2FSK ）和二进制相移键控（2PSK ）。