通信原理课件第一章通信系统概述

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1、1.1概述1.2消息、信息、信号1.3通信系统1.4模拟通信系统1.5数字通信系统1.6通信方式1.7通信系统的主要性能指标习题通信是伴随着人类社会的文明进程而产生的。　　人们在生产实践和社会活动中总是会产生所谓的消息(下面会给出消息的准确定义)，消息是人类物质或精神状态的一种综合反映，在不同的时期，它通过动作、语言、文字、图像等不同的方式表述,而这种消息传递的整个过程就称为通信。反过来说，通信的任务就是克服人们在距离上的障碍，迅速准确地传递消息。通信对人类社会文明、进步与发展产生了巨大的推动作用。1.1概述从通信的发展历史进程看，按照人类交流方

2、式的不同可分为三个阶段：第一阶段，人们只能通过语言、手势、钟鼓、旌旗、烽火台等方法交流简单消息；第二阶段是随着文字、印刷术、邮政的出现而开始的，这时可以记录、传递更多消息；第三阶段是在人们认识和开始使用电能的同时，利用电信号进行复杂消息的传递。今天，电信号已经把人们带进了信息时代。通信有时也称“通讯”、“电信”，后两个叫法范围较窄，目前都统一采用“通信”的叫法。电信就是借助“电”来传递消息的通信方式。这种通信方式具有迅速、准确、可靠的特点，几乎不受时间、地点、距离的限制，因此，近百年来获得了飞速的发展和广泛的应用。现代通信虽然也包含了光通信和粒子通信

3、等，但一般“通信”和“电信”几乎是同义词，实际中通常也不加以区分。现代通信系统是信息时代的生命线。现代通信网已经是一个全球性的综合信息服务网络。通信学科的发展，一方面表现在新的电子器件和新的技术不断出现；另一方面反映在通信理论的深入发展和不断完善。比如说，20世纪30年代开始形成的调制理论为有线载波通信和无线电通信的基本理论奠定了基础，给实现频分制和时分制多路复用系统指明了方向。在电信的初期发展阶段，人们就发现了噪声的存在和它对通信的影响，但直到20世纪40年代，通过概率统计方法的分析提出了统计信号检测和估计理论，以及在此基础上发展起来的最佳接收理论

4、，才为噪声中提取信号找到了有效的途径。另外，后来形成的信息论，明确了通信中的一对主要矛盾，即通信的有效性和可靠性的问题,并为最好地解决这对矛盾提出了原则性的定理。随着计算机的出现，数字电路与数字通信发展迅速，在此基础上逐步发展起来的信源编码、纠错编码、扩频技术、多天线技术、跳频通信、智能天线、多载波调制、复用技术、软件无线电技术等理论和技术，为提高通信质量、增加通信容量、选择新的信号形式和创立新的通信体制奠定了基础。当今，互联网络、移动通信、光纤通信、卫星通信等更是加速了人类信息化的进程。由此可见，通信这门学科是逐步由低级到高级、由简单到复杂发展起来

5、的。现代通信技术是研究传递各类信息的科学。从广义来说，通信应包括电报、电话、广播、电视、传真、数据和计算机通信等。将雷达、导航、遥测、射频天文学、生物工程学等与通信综合在一起构成了一门完整的信息科学，通信则是其中的一个主要组成部分。1.2消息、信息、信号1.2.1基本概念前面提到，通信系统中传输的具体对象是消息。所谓消息，是指载荷信息的有次序的符号序列（包括状态、字母、数字）或连续的时间函数。显然，消息带有需要传送给收信者的信息，即消息是信息的载体。通信系统传输的消息主要有语音、文字、符号、数据和图像等多种形式。传输消息有时也说成是传输信息，按照信息

6、论的观点，在进行有意义的通信时，传输消息就是传输了信息。所以，信息可以理解为消息中所包含的对受信者有意义的内容。在一般的通信理论表述中，消息和信息可不作严格的区分。但在研究信息理论时却有不同的意义，必须严格加以区别。这方面的内容将在本书第7章中详细讲解。　　信号是消息的一种具体表现形式，如电信号就是消息的电的表现形式。从这个意义上说，通信的根本目的是传输代表消息的电（或光）信号，也就是研究信号传输的问题。1.2.2数字信号与模拟信号按照信号参量的取值方式及其与消息之间的关系，可将信号划分为两类，即模拟信号与数字信号。模拟信号是指代表消息的信号参量（

7、幅度、频率或相位）随消息连续变化的信号。若代表消息的信号参量是幅度，则模拟信号的幅度应随消息连续变化，即幅度有无限多个取值。模拟信号在时间上可以连续，但也可以离散。图1.1为时间连续和时间离散的模拟信号。图1.1模拟信号(a)时间连续的模拟信号；(b)时间离散的模拟信号本节之后将通过一个具体的项目实验来进一步理解模拟信号的产生及特性。　数字信号是指它不仅在时间上是离散的，而且在幅度上也是离散的（即幅度被限制在有限个数值之内）。图1.2(a)所示的二进制数字信号就是用“1”和“0”两种状态的不同组合来表示不同的消息。图1.2(b)也是一种数字信号的表

8、示形式。图中A为振幅值，T为脉冲周期。图1.2数字信号示意图一、实验目的(1)熟悉两种模拟信号的产生方法及其