[工学]通信原理第1章课件.ppt

学时：72 实验：5个 参考书： 《数字与模拟通信系统》[美]，电子工业出版社 《现代通信原理》曹志刚，钱亚生，清华大学出版社 1.１　通信系统的组成 1.２ 　通信系统的分类及通信方式 1.３　信息及其度量 1.４ 　通信系统的性能指标 1.1 　通信系统的组成 一、通信的定义 　　所谓通信，就是信息的传递。这里“传递”可以认为是一种信息传输的过程或方式。 　　在这里我们所讨论的通信不是广义上的通信，而是特指利用各种电信号和光信号作为通信信号的电通信与光通信。作为一门科学、一种技术，现代通信所研究的主要问题概括地说就是如何把信息大量地、快速地、准确地、广泛地、方便地、经济地、安全地从信源通过传输介质传送到信宿。《通信原理》就是介绍支撑各种通信技术的通信基本概念和数学理论基础。 二、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。 基于点与点之间的通信系统的一般模型可用图 1 - 1 来描述。 定义——产生消息的来源。 作用——把各种消息转换成原始电信号。 类型——电话机、摄像机、电传机、计算机等。 分类———模拟信源、数字信源 信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号使信源和信道匹配。发送设备的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。对数字通信系统，发送设备常常又包括编码器与调制器。 信道是指传输信号的物理媒质。 无线信道中，信道可以是大气（自由空间）。 有线信道中，信道可以是明线、 电缆或光纤。 第3章讨论信道 功能是完成发送设备的反变换， 即进行解调、译码等。 它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。 干扰源是通信系统中各种设备以及信道中所固有的，并且是人们所不希望的。干扰的来源是多样的，它可分为内部干扰和外部干扰，而且外部干扰往往是从信道引入的，因此，为了分析方便，把干扰源视为各处干扰的集中表现而抽象加入到信道----加性噪声。  三、模拟通信模型和数字通信模型 消息的传递是通过它的物质载体——电信号来实现的，即把消息寄托在电信号的某一参量上，按信号参量的取值方式不同可把信号分为两类，即模拟信号和数字信号。 凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，称为模拟信号。如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。模拟信号有时也称连续信号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续， 连续信号及其抽样 凡信号参量只能取有限个值，称为数字信号。如电报信号、计算机输入输出信号、PCM 信号等。数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散，如图1-3 数字信号波形。因此，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统模型 如图1-4 信源发出的是基带信号，具有频率很低的频谱分量， 一般不宜直接传输。把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，并可在接收端进行反变换，是用调制器和解调器实现的。 模拟通信系统模型中的发送设备和接收设备主要是调制器和解调器。 数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统， 如图 1 - 5 所示。 数字通信涉及的技术问题很多，主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、 同步以及加密等。 1) 信源编码与译码 信源编码的作用： 信息源给出的是模拟语音信号时，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。 设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说 的数据压缩。码元速率将直接影响传输所占的带宽， 而传输带宽又直接反映了通信的有效性。 2） 信道编码与译码  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。 3） 加密与解密  在需要实现必威体育官网网址通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为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，叫解密。 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载频处， 形成适合在信道中传输的频带信