绪论——通信的基本概念及系统模型

➢ 通信系统的定义：
传递信息所需的一切技术设备的总和。
？
1.2.1 通信系统的一般模型 1.2.2 模拟通信系统模型 1.2.3 数字通信系统模型
8
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源 发送设备
信道
百度文库
接收设备
受信者
发送端
噪声源
信息源（信源）：把各种消息转换成原始电信号（基带信号）， 即完成非电量——电量的转换。例：电话听筒、麦克风等属于 模拟信源，送出的是模拟信号。电传机、计算机等属于数字信 源，送出的是数字信号。
5
本节知识要点：
➢ 常用通信术语； ➢ 模拟信号与数字信号的区别； ➢ 基带信号与已调信号的区别； ➢ 通信系统的组成、分类及通信方式； ➢ 数字通信系统的主要特点；
6
1.1 常用术语
（1）通信
利用电（或光）信号将消息中所包含的信息从信源传送到 一个或多个目的地。
（2）消息
信息的物理表现形式，如文字、符号、数据、话音和活动 图片等。
19
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信的缺点： （1）占用较大的传输带宽； （2）对同步要求高，因而系统设备较复杂。
（3）信息
消息的内涵，即消息中所包含的受信者原来不知而待知的 有效内容。
（4）信号
消息的电的表现形式，即与消息相对应的电量或光量。在 电通信中，消息的传递是通过它的物质载体——电信号来实现 的。消息携载在电信号的某一参量上（如连续波的幅度、频率、 相位；脉冲波的幅度、宽度和位置）。
7
1.2 通信系统的模型
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
码
解 密
信 源 译
码
受 信 者
噪声源
数字通信系统模型
信源编码与译码目的:
（1）完成模/数转换
（2）将数字信号进行压缩处理，提高信息传输的有效性（减少码元数 目或降低码元速率）
加密与解密目的：保证所传信息的安全（密钥）
信道编码与译码目的：增强抗干扰能力（加入监督码元）
发送设备：将信源和信道匹配起来，其目的是把信源产生的消
息信号变换成适合于在信道中传输的信号。变换方法有很多种，
如调制、放大、滤波、编码等。
9
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源 发送设备
信道
接收设备
受信者
接收端
噪声源
信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为 有线 和 无线 两大类。信道既给信号以通路，也会对信号产生 损耗和干扰。
12
1.2.2 模拟通信系统模型
1.2.2.1 模拟信号和数字信号的区别 例：
2FSK信号
数字信号
13
1.2.2 模拟通信系统模型
1.2.2.1 模拟信号和数字信号的区别 结论： 区别模拟信号和数字信号的关键，是看携载消息
的信号参量（如幅值、频率、相位）的取值是连续的 还是离散的，而不是看时间。
数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号
同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致
18
1.2.3 数字通信系统模型
1.2.3.2 数字通信系统的优缺点： 与模拟通信相比，数字通信具有以下主要优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不累积（利用中继技术）； （2）传输差错可控（利用信道编码技术）； （3）便于进行信号加工、处理、变换和存储，从而可以将 来自不同信源的信号综合到一起传输； （4）易于集成，使通信设备小型化； （5）易于加密处理，且保密性好。
16
1.2.3 数字通信系统模型
1.2.3.1 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
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
码
解
信 源
译
密
码
受 信 者
噪声源
数字通信系统模型
17
1.2.3 数字通信系统模型
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
若代表消息的信号参量取值离散（可数的、有限个） ，例如电 报信号、计算机输入输出信号，则为数字信号；
11
1.2.2 模拟通信系统模型
1.2.2.1 模拟信号和数字信号的区别
例：
m(t)
(a) 话音信号 模
拟
-3T -2T -T 0 T 2T 3T t
信
m(t)
号
(b) 抽样信号 -3T -2T -T 0 T 2T 3T t
通信原理
第 1 章 绪论
——通信的基本概念&通信系统模型
1
基础课程
《概率论与数理统计》 《信号与系统》 《数字电子技术》 《数字信号处理》 《信息论与编码》 《高频电子线路》
2
为什么要学习《通信原理》？
3
通信系统（设备）开发的一般步骤：
通过数学 建模，设 计通信系 统，通过 数学分析 得到通信 系统的性
噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。
接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器
等。
10
1.2.2 模拟通信系统模型
1.2.2.1 模拟信号和数字信号的区别 （1）区分标准：按照信号参量的取值方式不同。
若代表消息的信号参量取值连续（不可数、无穷多），例如麦 克风输出电压，则为模拟信号；
14
1.2.2 模拟通信系统模型
1.2.2.2 系统模型 利用模拟信号来传递信息的通信系统
两种重要变换： ➢模拟消息 原始电信号（基带信号） ➢基带信号 已调信号（带通信号）
15
1.2.2 模拟通信系统模型
基带信号、载波信号和已调信号
信息源
已调信号：参量受到调 制后的已调载波信号。 基带信号载：波来信自号信：源指的未消受息调信制号的,高即频原振始荡电信号（也 已调信号称具调有制三信信个号号基）。本。特它征可：以是模拟的也可以是数字的。 （1）携基音带信带有的号信含的息义频；是率指范信围号是的30频0H谱z~从34零00频H附z，近图开像始信，号如的话频 （2）适率合范在围信是道0中~6传M送Hz；。 （3）信号的频谱具有带通形式，且中心频率远离零频，因而又称频 带信号（带通信号）
能指标
通过数学 软件工具 Matlab等 来对通信 系统进行 仿真，验 证其正确
性
通过选片： DSP、FPGA 或嵌入式系 统芯片进行 硬件设计， 继而进行软
件开发
4
学习《通信原理》的目的：
解决通信系统开发的前两步。 ➢ 对现存的各种通信系统进行数学建模，通过数学分析得
出各系统的性能指标，总结出这些系统的优点和缺点， 并对缺点进行改进。 ➢ 要求能够通过Matlab对通信系统进行仿真，给出相关的 仿真图。