通信原理—绪论要点课件.ppt

1、通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 12023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理Principles and Techniques of Modern Communications通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 22023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理授课教师u陈红艺，副教授，博士。陈红艺，副教授，博士。2002年本科毕业于清华年本科毕业于清华大学现代应用物理专业，同年保送至清华大学物大学现代应用物理专业，同年保送至清华大学物理系光学专业直接攻博，理系

2、光学专业直接攻博，2008年年6月获得物理学月获得物理学博士学位。主要从事左手材料，光子学物理，超博士学位。主要从事左手材料，光子学物理，超快光学等方面的研究，发表论文快光学等方面的研究，发表论文10余篇。主持国余篇。主持国家青年基金项目等。家青年基金项目等。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 32023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理课程简介u教材及参考书教材及参考书p张辉等，张辉等，现代通信原理与技术现代通信原理与技术，西安电子科技大学，西安电子科技大学出版社出版社p樊昌信等，樊昌信等，通信原理通信原理，国防工业出版社，

3、国防工业出版社u学习基础学习基础p熟悉熟悉信号与系统信号与系统中傅立叶变换及性质中傅立叶变换及性质p熟悉熟悉随机过程随机过程中的基本概念中的基本概念u学习方法学习方法p基本方法、基本概念，重要知识点，难点基本方法、基本概念，重要知识点，难点p自备一本习题参考书（例：林霏等，通信原理辅导及习自备一本习题参考书（例：林霏等，通信原理辅导及习题精解，延边大学出版社）题精解，延边大学出版社）通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 42023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理课程内容u绪论绪论：理解通信系统的组成模型、通信系统的分类及通信方

4、式。掌理解通信系统的组成模型、通信系统的分类及通信方式。掌握信息及其度量、通信系统的主要性能指标。握信息及其度量、通信系统的主要性能指标。（教材第一章；（教材第一章；2学时）学时）u随机信号分析：随机信号分析：了解高斯白噪声、窄带随机过程。理解了解高斯白噪声、窄带随机过程。理解随机过程的一般表述，随机过程通过线性系统。掌握平稳随机过程、平随机过程的一般表述，随机过程通过线性系统。掌握平稳随机过程、平稳随机过程的相关函数与功率谱密度。稳随机过程的相关函数与功率谱密度。（第二章；（第二章；10学时）学时）u信道：信道：了解信道的定义和模型、随参信道和恒参信道的概念。了解信道的定义和模型、随参信道和

5、恒参信道的概念。理解加性噪声。掌握信道容量的概念以及连续信道容量与信噪功理解加性噪声。掌握信道容量的概念以及连续信道容量与信噪功率比、信道带宽的相互关系。率比、信道带宽的相互关系。（第三章；（第三章；2学时）学时）u模拟传输系统（幅度调制）模拟传输系统（幅度调制）：理解幅度调制：理解幅度调制(线性调制线性调制)的概念。掌握各种线性调制（的概念。掌握各种线性调制（AM、DSB、SSB等）的产生与等）的产生与解调方法，以及各种线性调制系统的抗噪声性能。解调方法，以及各种线性调制系统的抗噪声性能。（第四章；（第四章；11学时）学时）通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其

6、度量 主要性能指标 52023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理课程内容u模拟传输系统（角度调制）：模拟传输系统（角度调制）：了解各种模了解各种模拟调制系统的优缺点及应用领域。理解角度调制拟调制系统的优缺点及应用领域。理解角度调制(非线性调制非线性调制)、宽带调频、宽带调频与窄带调频的概念。掌握调频信号的产生与解调原理，以及调频系统的与窄带调频的概念。掌握调频信号的产生与解调原理，以及调频系统的抗噪声性能。抗噪声性能。（第四章；（第四章；11学时）学时）u数字基带传输系统：数字基带传输系统：了解数字基带传输系统的组成、了解数字基带传输系统的组成、基带传输的常用码型以及马建串扰的

7、概念。掌握基本数字基带信号波形基带传输的常用码型以及马建串扰的概念。掌握基本数字基带信号波形及频谱特性，无码间串扰的基带传输系统的特点及眼图的相关分析。及频谱特性，无码间串扰的基带传输系统的特点及眼图的相关分析。（第五章；（第五章；14学时）学时）u脉冲调制系统：脉冲调制系统：了解脉冲编码调制了解脉冲编码调制(PCM)的基本原理。掌的基本原理。掌握抽样定理，模拟信号的量化。握抽样定理，模拟信号的量化。（第七章，（第七章，4学时）学时）u总共总共54学时学时；因放假等因素会适当；因放假等因素会适当调整。教材其余部分供自学调整。教材其余部分供自学通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工

8、作方式 信息及其度量 主要性能指标 62023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理考试与成绩评定方式u学期总成绩包括学期总成绩包括平时成绩平时成绩和和期末考试期末考试成绩成绩两部分组成。平时成绩包括平时两部分组成。平时成绩包括平时记录的出勤情况、课堂提问、以及课记录的出勤情况、课堂提问、以及课后作业等占后作业等占30，期末成绩占期末成绩占70。u鼓励课题交流和提问，活跃气氛鼓励课题交流和提问，活跃气氛u有问题和困难尽早反馈，共同解决有问题和困难尽早反馈，共同解决 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 72023-2-9第一章 绪论

9、通信系统分类概 述现代通信原理通信系统概述u概概 述述u通信系统模型通信系统模型u通信系统分类通信系统分类u系统工作方式系统工作方式u信息及其度量信息及其度量u主要性能指标主要性能指标通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 82023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理什么是通信u通：交流；信：信息；通信：信息的传输与交换p消息是表示信息的媒体，象语言、文字、图象、符号、声音等。同一条信息可以用不同的消息表示。信息是包含在消息中的不确定性，即有效(有用)的东西。消息的本质和价值取决于它所包含的信息量，即对接收者的不确定性.p信息信息

10、=编码编码+不确定性不确定性u消息从发信者到收信者的消息从发信者到收信者的有效有效传递传递p非电信号非电信号 p电电(光光)信号信号主流主流u电信号传输的目的电信号传输的目的p迅速、准确、可靠迅速、准确、可靠u现代通信的定义现代通信的定义 利用电子等技术手段，借助电利用电子等技术手段，借助电(光光)信号实现消息的信号实现消息的有效传递和交换。有效传递和交换。现代通信已经成为一种产业。现代通信已经成为一种产业。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 92023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理信息uNo news is good n

11、ews.u小故事通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 102023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理信息u小故事通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 112023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理我们所知道的通信u古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信p这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通信问题。信问题。u现代：电话、电视、广播、邮政、因特网、其他方式现代

12、：电话、电视、广播、邮政、因特网、其他方式p目前的这些现代的通信方法和手段已为我们大家所熟知，目前的这些现代的通信方法和手段已为我们大家所熟知，并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随着并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随着科学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高科学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 122023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u按照人类交流方式与技术的不同，可以把通信历按照人类交流方式与技术的不同，可以把通信历史划分以下几个阶段：史

13、划分以下几个阶段：p 第一阶段第一阶段 语言语言p 第二阶段第二阶段 文字、邮政文字、邮政p 第三阶段第三阶段 印刷术、出版物印刷术、出版物p 第四阶段第四阶段 电报、电话、广播电报、电话、广播p 第五阶段第五阶段 通信与计算机的结合、网络通信与计算机的结合、网络通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 132023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u1753年年2月月17日，日，苏格兰人苏格兰人杂志上发表了一杂志上发表了一封署名封署名C.M的书信。在这封信中，作者提出了用的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信电

14、流进行通信的大胆设想。他建议：把一组金属的大胆设想。他建议：把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与一个字母相对应。在一端发报时，便根据报文内一个字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条金属线与静电机相连接，使它们依次容将一条条金属线与静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上的小球便将挂在它通过电流。电流通过金属线上的小球便将挂在它下面的写有不同字母或数字的小纸片吸了起来，下面的写有不同字母或数字的小纸片吸了起来，从而起到远距离传递信息的作用。从而起到远距离传递信息的作用。最早的电通信设想通信系统模型电 子 科 学 与 技

15、 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 142023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u18441844年年5 5月月2424日，莫尔斯从日，莫尔斯从华盛顿到巴尔的摩拍发人类华盛顿到巴尔的摩拍发人类历史上的历史上的第一份电报第一份电报。在座。在座无虚席的国会大厦里无虚席的国会大厦里,莫尔莫尔斯用激动得有些颤抖的双手斯用激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机成功的电报机,发出了发出了:“上上帝创造了何等奇迹帝创造了何等奇迹!”一语。一语。莫尔斯发出第一封电报设备的复制品 最早的有线电报通信系统模型电 子 科

16、学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 152023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u18751875年年6 6月月2 2日，美国人亚力山大日，美国人亚力山大.格格雷厄姆雷厄姆.贝尔贝尔(Bell,Alekander(Bell,Alekander Graham)Graham)发明了电话发明了电话。至今美国波士。至今美国波士顿法院路顿法院路109109号的门口，仍钉着块镌号的门口，仍钉着块镌有：有：18751875年年6 6月月2 2日电话诞生在这里日电话诞生在这里的铜牌。的铜牌。u18761876年年2 2月月1414日，贝尔申请了那个著

17、日，贝尔申请了那个著名的他和沃森一直研究着的装置名的他和沃森一直研究着的装置电话的专利。同一天另一个发明电话的专利。同一天另一个发明家格雷（家格雷（1835-19011835-1901）也向美国专利）也向美国专利局递交了相似设备的专利申请书，局递交了相似设备的专利申请书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话发明权。话发明权。最早的有线电话贝尔获得电话的专利证书 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 162023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u1887年年3月月21日，德国物理学家赫兹（

18、日，德国物理学家赫兹（Hertz）在实验中发现，电火花的能量能够越过空间传到在实验中发现，电火花的能量能够越过空间传到远处。这是人类历史上第一次证实了电磁波的存远处。这是人类历史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否认选用电磁波进行通信的可能在。但赫兹断然否认选用电磁波进行通信的可能性。他认为如要性。他认为如要利用电磁波进行通信利用电磁波进行通信的话，需要的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。电磁波的发现 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 172023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现

19、代通信原理通信的发展简史u1895年年5月月7日，日，36岁的波波夫在彼德堡的俄国物理化学岁的波波夫在彼德堡的俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关于会的物理分会上，宣读了关于“金属屑与电振荡的关系金属屑与电振荡的关系”的论文，并当众展示了他发明的的论文，并当众展示了他发明的无线电接收机无线电接收机。当他的助。当他的助手在大厅的另一端接通火花式电波发生器时，波波夫的无手在大厅的另一端接通火花式电波发生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃来；断开电波发生器，铃声立即中止。线电接收机便响起铃来；断开电波发生器，铃声立即中止。几十年后，为了纪念波波夫在这一天的划时代创举，当时几十年后，为了纪念波波夫在这

20、一天的划时代创举，当时的苏联政府便把的苏联政府便把5月月7日定为日定为“无线电发明日无线电发明日”。最早的无线通信 波波夫实验用的无线电接收机 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 182023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信的发展简史u18971897年年5 5月月1818日日,马可尼进行横跨布里斯托尔马可尼进行横跨布里斯托尔（BristolBristol）海峡的无线电通信取得成功，）海峡的无线电通信取得成功，通信距通信距离为离为1414公里公里。人类首次远距离无线电通信通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统

21、工作方式 信息及其度量 主要性能指标 192023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理影响通信发展的重要发明或理论 u1906年年,Lee Deforest发明了发明了真空三极管放大器真空三极管放大器。u1925年，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成年，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成了世界上第一台有实用价值的了世界上第一台有实用价值的电视机电视机。u1941年，年，John V.Atanasoff在衣阿华州立大学发明数字在衣阿华州立大学发明数字计算机计算机。u1947年，贝尔实验室的年，贝尔实验室的Steve O.Rice给出了给出了噪声的统计噪声的统计u19

22、48年，贝尔实验室向公众展示了用以取代真空管的年，贝尔实验室向公众展示了用以取代真空管的晶体晶体管管。u1948年，年，Claude E.Shannon发表了发表了信息论信息论。u1957年年10月月4日，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地日，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地球上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着航球上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着航天时代的开始，天时代的开始，也意味着一个利用也意味着一个利用卫星进行通信卫星进行通信的时代即的时代即将到来。将到来。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 202023-2-

23、9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理影响通信发展的重要发明或理论u1958年，发明了年，发明了集成电路集成电路。u1964年，电子年，电子电话交换电话交换机投入使用。机投入使用。u1972年，摩托罗拉公司为年，摩托罗拉公司为FCC演示演示蜂窝电话系统蜂窝电话系统。u1976年，出现年，出现个人计算机个人计算机。u1979年，年，64KB随机存储器的出现宣告超大规模集成随机存储器的出现宣告超大规模集成（VLSI）电路时代的到来。）电路时代的到来。u1980年，贝尔公司推出年，贝尔公司推出FT3光纤通信系统光纤通信系统。u1985年，年，传真机传真机（FAX）广泛使用。）广泛使用。u198

24、9年，卫星全球定位系统（年，卫星全球定位系统（GPS）完成部署）完成部署。u1995年，年，互联网互联网（Internet）及）及WWW浏览广泛流行。浏览广泛流行。u2000年至今，进入基于微处理器的数字信号处理、高速个年至今，进入基于微处理器的数字信号处理、高速个人计算机、扩频通信系统、数字卫星系统、数字电视、数人计算机、扩频通信系统、数字卫星系统、数字电视、数字广播以及字广播以及个人通信系统时代个人通信系统时代。u当前：高速无线网络；物联网；量子通信当前：高速无线网络；物联网；量子通信通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 212023-2-

25、9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u通信系统是实现信息传递所需的一切技术设备和传通信系统是实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和。输媒质的总和。信源信源发送发送设备设备信道信道信宿信宿接收接收设备设备发送端发送端接收端接收端噪声源噪声源通信系统的发展可以归结为五部分中的某一或某些部通信系统的发展可以归结为五部分中的某一或某些部分的发展分的发展通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 222023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u信源p是消息的产生地，是消息的产生地，其作用是把各种消

26、息转换成原始其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为消息信号或基带信号。电信号，称之为消息信号或基带信号。p电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。终端设备就是信源。u发送设备p将信源和信道将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。变换成适合在信道中传输的信号。p变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制调制是最常见的变换方式。是最常见的变换方式。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量

27、 主要性能指标 232023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u信道p是指传输信号的物理媒质。是指传输信号的物理媒质。p在无线信道中，信道可以是大气（自由空间）在无线信道中，信道可以是大气（自由空间）p在有线信道中，信道可以是明线、在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。电缆或光纤。p有线和无线信道均有多种物理媒质。有线和无线信道均有多种物理媒质。p媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。质量。p根据研究对象的不同，根据研究对象的不同，需要对实际的物理媒质建立不需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型

28、，同的数学模型，以反映传输媒质对信号的影响。以反映传输媒质对信号的影响。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 242023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u噪声源p是通信系统中各种设备以及信道中所固有的是通信系统中各种设备以及信道中所固有的p不是人为加入的设备，并且是人们所不希望的。不是人为加入的设备，并且是人们所不希望的。p噪声的来源是多样的，它可分为内部噪声和外部噪声，噪声的来源是多样的，它可分为内部噪声和外部噪声，而且外部噪声往往是从信道引入的，而且外部噪声往往是从信道引入的，p为了分析方便，把噪声源视为

29、各处噪声的集中表现而抽为了分析方便，把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道。象加入到信道。u接收设备p完成发送设备的完成发送设备的反变换反变换，即进行解调、译码、解码等。即进行解调、译码、解码等。p它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的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。复用，实现正确分路。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 252023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般

30、模型u信宿p是传输信息的归宿点，是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。换成相应的消息。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 262023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u消息消息 消息的状态消息的状态p连续消息连续消息是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动图片等音、活动图片等p离散消息离散消息指消息的状态是可数的或离散的，指消息的状态是可数的或离散的，如符号、如符号、数据等。数据等。消息消息 的传递是通过它的物质

31、载体 电信号电信号来实现的，即把消息寄托在电信号的某一参量上（如连续波的幅度、频率或相位；脉冲波的幅度、宽度或位置）。hello通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 272023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u信号信号 信号参量的取值方式信号参量的取值方式p模拟信号模拟信号：信号参量的取值是连续的或取无穷多个值，：信号参量的取值是连续的或取无穷多个值，且直接与消息相对应的信号。如电话机送出的语音信号、且直接与消息相对应的信号。如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。电视摄像机输出的图像信号等。p时

32、域离散信号时域离散信号：信号参量的取值是连续的或取无穷多个：信号参量的取值是连续的或取无穷多个值，但时间上是离散的。值，但时间上是离散的。p数字信号数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。如电报信号、计算机输入接与消息相对应的信号。如电报信号、计算机输入/输输出信号等。出信号等。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 282023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型tf(t)0tf(t)0tf(t)0时间离散、参量连续时间连续、参量连续时间离散、参

33、量离散抽样抽样量量化化通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 292023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统一般模型u信号信号 信道中传输的是模拟信号还是数字信信道中传输的是模拟信号还是数字信号号p模拟通信系统模拟通信系统：利用模拟信号来传递信息的通信系统。：利用模拟信号来传递信息的通信系统。p数字通信系统数字通信系统：利用数字信号来传递信息的通信系统。：利用数字信号来传递信息的通信系统。信源信源调制调制信道信道信宿信宿解调解调发送端发送端接收端接收端噪声源噪声源模拟通信系统模拟广播通信系统模拟广播通信系统通信系统模型电

34、子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 302023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理数字通信系统模型p数字通信系统数字通信系统主要有信源编码主要有信源编码/译码、信道编码译码、信道编码/译码、译码、数字调制数字调制/解调、以及加解调、以及加/解密等解密等信信源源信信源源编编码码信信道道编编码码加加密密调调制制信信宿宿信信源源译译码码信信道道译译码码解解密密解解调调信信道道噪噪声声数字通信系统GSM通信系统计算机通过网线连接通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 312023-2-9第一章 绪论通信

35、系统分类概 述现代通信原理模拟 VS 数字通信系统u模拟信号经过数字编码后可以在数字通信系统中模拟信号经过数字编码后可以在数字通信系统中传输，数字电话系统就是以数字方式传输模拟语传输，数字电话系统就是以数字方式传输模拟语音信号的例子。音信号的例子。u数字信号也可以在模拟通信系统中传输，如计算数字信号也可以在模拟通信系统中传输，如计算机数据可以通过模拟电话线路传输，但这时必须机数据可以通过模拟电话线路传输，但这时必须使用调制解调器（使用调制解调器（Modem）将数字基带信号进行）将数字基带信号进行正弦调制，以适应模拟信道的传输特性。正弦调制，以适应模拟信道的传输特性。u可见，模拟通信与数字通信的

36、可见，模拟通信与数字通信的区别区别仅在于信道中仅在于信道中传输的信号种类传输的信号种类。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 322023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理模拟 VS 数字通信系统u数字通信的主要特点数字通信的主要特点p抗干扰能力强。抗干扰能力强。p差错可控。差错可控。p易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。p易于集成化，易于集成化，从而使通信设备微型化。从而使通信设备微型化。

37、p易于加密处理，易于加密处理，且保密强度高。且保密强度高。p数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统频带为代价而换取的。频带为代价而换取的。p数字通信对同步要求高，因而系统设备比较复杂。数字通信对同步要求高，因而系统设备比较复杂。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 332023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统分类u按照消息的物理特征划分按照消息的物理特征划分p电报通信系统电报通信系统p电话通信系统电话通信系统p数据通信系统数据通信系统u按照媒质上传输信号的频率范

38、围划分按照媒质上传输信号的频率范围划分p基带通信系统基带通信系统p调制通信系统调制通信系统u按照信道传输信号类型划分按照信道传输信号类型划分p模拟通信系统模拟通信系统p数字通信系统数字通信系统u按照媒质的类型划分按照媒质的类型划分p有线通信系统有线通信系统p无线通信系统无线通信系统u按照工作波段划分按照工作波段划分p长波、中波、短波等长波、中波、短波等u按照信号复用方式划分按照信号复用方式划分p频分复用（频分复用（FDMA）p时分复用（时分复用（TDMA）p码分复用（码分复用（CDMA）通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 342023-2-9

39、第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统分类通信系统分类调调 制制 方方 式式 用途用途 连连续续波波调调制制线性调制线性调制常规双边带调制常规双边带调制广播广播 抑制载波双边带调抑制载波双边带调幅幅 立体声广播立体声广播 单边带调幅单边带调幅SSB 载波通信、无线电台、数载波通信、无线电台、数传传 残留边带调幅残留边带调幅VSB 电视广播、电视广播、数传、数传、传真传真 非线性调制非线性调制频率调制频率调制FM 微波中继、卫星通信、广微波中继、卫星通信、广播播 相位调制相位调制PM 中间调制方式中间调制方式 数字调制数字调制幅度键控幅度键控ASK 数据传输数据传输 相位键控相位键控

40、数据传输数据传输 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 352023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统分类通信系统分类 调调 制制 方方 式式 用途用途 脉冲脉冲数字数字调制调制数字调制数字调制相位键控相位键控PSK、DPSK、QPSK等等 数据传输、数据传输、数字微波、数字微波、空空间通信间通信 其他高效数字调制其他高效数字调制QAM、MSK等等 数字微波、数字微波、空间通信空间通信 脉冲模拟调脉冲模拟调制制脉幅调制脉幅调制PAM 中间调制方式、中间调制方式、遥测遥测 脉宽调制脉宽调制PDM(PWM)中间调制方式中间调

41、制方式 脉位调制脉位调制PPM 遥测、遥测、光纤传输光纤传输 脉冲数字调脉冲数字调制制脉码调制脉码调制PCM 市话、市话、卫星、卫星、空间通信空间通信 增量调制增量调制DM 军用、军用、民用电话民用电话 差分脉码调制差分脉码调制DPCM 电视电话、电视电话、图像编码图像编码 其他语言编码方式其他语言编码方式ADPCM、APC、LPC 中低速数字电话中低速数字电话 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 362023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统分类通信系统分类频率范围频率范围 波长波长 符号符号 传输媒质传输媒质 用途

42、用途3 Hz30 kHz 104108 m 甚低频甚低频VLF 有线线对长波有线线对长波无线电无线电 音频、电话、数据终端音频、电话、数据终端长距离导航、时标长距离导航、时标 30300 kHz 103104 m 低频低频LF 有线线对长波有线线对长波无线电无线电 导航、导航、信标、信标、电力线电力线通信通信 300 kHz3 MHz 102103 m 中频中频MF 同轴电缆短波同轴电缆短波无线电无线电 调幅广播、移动陆地通调幅广播、移动陆地通信、业余无线电信、业余无线电 330 MHz 10102 m 高频高频HF 同轴电缆短波同轴电缆短波无线电无线电 移动无线电话、移动无线电话、短波广短波

43、广播定点军用通信、播定点军用通信、业余业余无线电无线电 30300 MHz 110 m 甚高频甚高频VHF 同轴电缆米波同轴电缆米波无线电无线电 电视、电视、调频广播、调频广播、空空中管制、中管制、车辆、车辆、通信、通信、导航导航 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 372023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信系统分类通信系统分类频率范围频率范围 波长波长 符号符号 传输媒质传输媒质 用途用途300 MHz3 GHz 10100 cm 特高频特高频UHF 波导分米波无波导分米波无线电线电 微波接力、微波接力、卫星卫星和空

44、间通信、和空间通信、雷雷达达 330 GHz 110 cm 超高频超高频SHF 波导厘米波无波导厘米波无线电线电 微波接力、微波接力、卫星卫星和空间通信、和空间通信、雷雷达达 30300 GHz 110 mm 极高频极高频EHF 波导毫米波无波导毫米波无线电线电 雷达、雷达、微波接力、微波接力、射电天文学射电天文学 107108 GHz 310-5 310-4 cm 紫外可见光紫外可见光红外红外 光纤激光空间光纤激光空间传播传播 光通信光通信 通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 382023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通

45、信方式通信方式u按消息传递的方向与时间关系分：对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系分：对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。双工及全双工通信三种。p单工通信单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式，是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占因此只占用一个信道。用一个信道。p半双工通信半双工通信，是指通信双方都能收发消息，是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行但不能同时进行收和发的工作方式。收和发的工作方式。p全双工通信全双工通信，是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。是

46、指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。u按数字信号码元排列方法划分并行通信按数字信号码元排列方法划分并行通信p并行通信并行通信p串行通信串行通信u点对点通信与通信网点对点通信与通信网通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 392023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理通信方式通信方式发送发送信道信道接收接收单工：广播单工：广播发送发送信道信道接收接收双工：手机双工：手机发送发送信道信道接收接收半双工：对讲机半双工：对讲机通信系统模型电 子 科 学 与

47、 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 402023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理40通信系统举例计算机网络集线器通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 412023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理41通信系统举例-电话网络移动业务交换中心市话局中继线中继线Modem通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 422023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理信息及其度量（重点）信息及其度量（重点）信号是消息的载体，而信息是其内涵。任何

48、信源信号是消息的载体，而信息是其内涵。任何信源产生的输出都是随机的，也就是说，产生的输出都是随机的，也就是说，信源输出是信源输出是用统计方法来定性的用统计方法来定性的。对接收者来说，只有消息。对接收者来说，只有消息中不确定的内容才构成信息；否则，信源输出已中不确定的内容才构成信息；否则，信源输出已确切知晓，就没有必要再传输它了。因此，确切知晓，就没有必要再传输它了。因此，信息信息含量含量就是对消息中这种不确定性的度量就是对消息中这种不确定性的度量。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 432023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原

49、理信息及其度量信息及其度量u从常识的角度来感觉三条消息：从常识的角度来感觉三条消息：太阳从东方升起；太阳从东方升起；太阳比往日大两倍；太阳比往日大两倍；太阳将从西方升起太阳将从西方升起。第一条几乎没有带来任何信息 第二条带来了大量信息第三条带来的信息多于第二条第一事件是一个必然事件，人们不足为奇；第三事件几乎不可能发生，它使人感到惊奇和意外，也就是说，它带来更多的信息信息含量是与惊奇这一因素相关联的，这是不确定性或不可预测性的结果。越是不可预测的事件，越会使人感到惊奇，带来的信息越多。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 442023-2-9第

50、一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理信息及其度量信息及其度量 根据概率论知识，事件的不确定性可用事件出根据概率论知识，事件的不确定性可用事件出现的概率来描述。现的概率来描述。可能性越小，概率越小；反之，概率越大。可能性越小，概率越小；反之，概率越大。因此，因此，消息中包含的信息量与消息发生的概消息中包含的信息量与消息发生的概率密切相关。消息出现的概率越小，消息中包率密切相关。消息出现的概率越小，消息中包含的信息量就越大。含的信息量就越大。通信系统模型电 子 科 学 与 技 术 学 院系统工作方式 信息及其度量 主要性能指标 452023-2-9第一章 绪论通信系统分类概 述现代通信原理信息