《通信原理第一章》PPT课件

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1、第一章绪论1.1引言1.2通信系统的组成1.3通信系统分类及通信方式1.4信息及其度量1.5通信系统的主要性能指标1.6信道及其容量1.1引言在人类社会历史的长河中，人们为满足生产和生活的需要,人际之间进行思想情感的交流离不开信息的传递。古代的烽火台、驿站；现代的电报、电话、传真、电子信箱、广播、电视等都是传递信息的手段和方式。自然界中，人们听到、观察到的现象，可用语言、文字、图像等信息来表达、存储或传递。随着人类社会生产力的发展、科学技术的进步、全球经济一体化，信息被认为是人类社会重要的资源之一，在政治、军事、生产乃至人们的日常生活中起着十分重要的作用。谁掌握了信息，

2、谁就拥有未来，信息是决策的基础。近代社会，人们常将信息的传递和交换，俗称通信——异地间人与人、人与机器、机器与机器进行信息的传递和交换。语言、文字、图像等信息是不能直接在通信系统中传递，为此需在发送端将它们转换成电（光）信号（即信源）来载荷语言、文字、图像等信息，电信号经通信系统传送至接收端，收端将电信号还原成语言、文字、图像等信息。通信中信息的传送是通过信号来进行的，如：电压、电流信号等。信号是信息的载荷者。在各种各样的通信方式中，利用“电信号”来承载信息的通信方式称之为电通信，这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，而且几乎不受时间、空间、地点、距离的限制，因而得到了飞

3、速发展和广泛应用。如今，在自然科学中，“通信”与“电通信”几乎是同义词。在本书中的通信均指电通信。1.2通信系统的组成1.2.1通信系统的一般模型我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。以点对点通信为例，通信系统的一般模型如图1-1所示。图1-1通信系统的一般模型图1-1中，发送设备的作用一方面是把信息转换成原始电信号，该原始电信号称为基带信号；另一方面将原始电信号处理成适合在信道中传输的信号。它所要完成的功能很多，例如调制、放大、滤波和发射等，在数字通信系统中发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。信道是指信号传输通道，按传输媒介的不同，可分

4、为有线信道和无线信道两大类。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，并将原始电信号转换成相应的信息，提供给受信者。1.2.2模拟通信系统模型传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。如图l-2所示。图1-2模拟通信系统模型我们以语音信号为例来说明图1-2模拟通信系统模型各部分的作用。发信人讲话的语音信息首先经变换器将语音信息变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设备后可以直接在信道中传输。为了提高频带利用率，使多路信号同时在信道

5、中传输，原始的电信号（基带信号）一般要进行调制才能传输到信道中去。调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直接传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，经过调制后的信号称为已调信号。在收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。1.2.3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。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统和数字基带传输通信系统。图1-3中，变换器的作用是把信息转换成数字基带信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的有效性。信源编码器的输出就是信息码元,此外，话音和图像压缩编码等都是在信源编码器内完成。接收端信

6、源译码则是信源编码的逆过程图1-3数字通信系统模型一、数字频带传输通信系统数字频带传输通信系统如图1-3所示。信道编码的任务是提高数字信号传输的可靠性。其基本做法是在信息码组中按一定的规则附加一些监督码元，以使接收端根据相应的规则进行检错和纠错，信道编码也称纠错编码。接收端信道译码是其相反的过程。数字通信系统还有一个非常重要的控制单元，即同步系统（图1-3没有画出）。它可以使通信系统的收、发两端或整个通信系统，以精度很高的时钟提供定时，以使系统的数据流能与发送端同步、有序而准确地接收与恢复原信息。二、数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应，我们把没有调制器/解调器的数

7、字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图1-4所示。图1-4数字基带传输系统模型图1-4中基带信号形成器可能包括编码器、加密器以及波形变换等，接收滤波器亦可能包括译码器、解密器等。三、数字通信的主要特点目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数字通信更能适应现代社会对通信技术越来越高的要求，数字通信技术已成为当代通信技术的主流。与模拟通信相比，它有如下优点：1、抗干扰、抗噪声性能好在数字通信系统中，传输的信号是数字信号。以二进制为例，信号的取值只有两个，这样发端传输的和收端接收和判决的电平也只有两个值