通信原理 西安电子科技大学通信工程学院SN 刘龙伟 通信原理2011年
通信原理 2011年 通信原理 西安电子科技大学通信工程学院ISN 刘龙伟 二零一一年
国家重点实验室 第1章绪论 1.1通信系统的组成 1.2通信系统分类与通信方式 1.3信息及其度量 1.4主要性能指标 1.5通信发展趋势 返回主且录
1.1 通信系统的组成 1.2 通信系统分类与通信方式 1.3 信息及其度量 1.4 主要性能指标 1.5 通信发展趋势 第 1 章绪论 返回主目录
国家重点实验室 第1章绪论 1.1通信系统的组成 从古到今，人类的社会活动总离不开消息的传递和交换， 古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、书 信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消息 传递的方式或信息交流的手段。人们可以用语言、文字、数据 或图像等不同的形式来表达信息。但是这些语言、文字、数据 或图像本身不是信息而是消息，信息是消息中所包含的人们原 来不知而待知的内容。因此，通信的根本目的在于传输含有信 息的消息，否则，就失去了通信的意义。基于这种认识，“通 信”也就是“信息传输”或“消息传输
第 1 章 绪论 1.1通信系统的组成 从古到今，人类的社会活动总离不开消息的传递和交换， 古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、 书 信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消息 传递的方式或信息交流的手段。人们可以用语言、文字、 数据 或图像等不同的形式来表达信息。但是这些语言、文字、 数据 或图像本身不是信息而是消息，信息是消息中所包含的人们原 来不知而待知的内容。因此，通信的根本目的在于传输含有信 息的消息，否则，就失去了通信的意义。基于这种认识， “通 信”也就是“信息传输”或“消息传输”
国家重点实验室 实现通信的方式很多，随着社会的需求、生产力的发展 和科学技术的进步，目前的通信越来越依赖利用“电”来传 递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受 时间、地点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速的发展 和广泛的应用。当今，在自然科学领域涉及“通信”这一术 语时，一般均是指“电通信”。广义来讲，光通信也属于电 通信，因为光也是一种电磁波。本书中的通信均指电通信
实现通信的方式很多，随着社会的需求、生产力的发展 和科学技术的进步， 目前的通信越来越依赖利用“电”来传 递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受 时间、地点、距离的限制，因而近百年来得到了迅速的发展 和广泛的应用。当今，在自然科学领域涉及“通信”这一术 语时，一般均是指“电通信” 。广义来讲，光通信也属于电 通信，因为光也是一种电磁波。 本书中的通信均指电通信
国家重点实验室 1.1.1通信系统的一般模型 通信是从一地向另一地传递和交换信息。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模型可用图11来描述。 信源是消息的产生地，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。前者属于 模拟信源，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输出离散 的数字信号
1.1.1通信系统的一般模型 通信是从一地向另一地传递和交换信息。 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模型可用图 1 - 1 来描述。 信源是消息的产生地， 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。前者属于 模拟信源，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输出离散 的数字信号
国家重点实验室 信息源 发送设备 信道 接收设备 受信者 发送端 接收端 噪声源 图1-1通信系统的一般模型
图 1 - 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 噪声源 发送端 接收端
国家重点实验室 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，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。对数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信 源编码与信道编码。 信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可 以是大气（自由空间），在有线信道中，信道可以是明线、 电缆或光纤。有线和无线信道均有多种物理媒质。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。根据研 究对象的不同，需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型， 以反映传输媒质对信号的影响。这一点将在第3章中讨论
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，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。对数字通信系统来说， 发送设备常常又可分为信 源编码与信道编码。 信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可 以是大气（自由空间）， 在有线信道中，信道可以是明线、 电缆或光纤。有线和无线信道均有多种物理媒质。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。根据研 究对象的不同， 需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型， 以反映传输媒质对信号的影响。这一点将在第3章中讨论
国家重点实验室 噪声源不是人为加入的设备，而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。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，因此，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。 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行 解调、译码、解码等。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。 信宿是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号 转换成相应的消息
噪声源不是人为加入的设备，而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。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，因此，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。 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换， 即进行 解调、译码、解码等。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。 信宿是传输信息的归宿点， 其作用是将复原的原始信号 转换成相应的消息
国家重点实验室 图1-1概括地描述了一个通信系统的组成，它反映了通 信系统的共性，因此称之为通信系统的一般模型。根据研究 的对象以及所关注的问题不同，图1-1模型中的各小方框的 内容和作用将有所不同，因而相应有不同形式的更具体的通 信模型。今后的讨论就是围绕着通信系统的模型而展开的
图 1 - 1 概括地描述了一个通信系统的组成， 它反映了通 信系统的共性，因此称之为通信系统的一般模型。根据研究 的对象以及所关注的问题不同， 图 1 - 1 模型中的各小方框的 内容和作用将有所不同，因而相应有不同形式的更具体的通 信模型。今后的讨论就是围绕着通信系统的模型而展开的
国家重点实验室 1.1.2模拟通信模型和数字通信模型 图1-1中，信源发出的消息虽然有多种形式，但可分 为两大类：一类称为连续消息；另一类称为离散消息。连续 消息是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动 图片等。离散消息则是指消息的状态是可数的或离散的，如 符号、数据等。 消息的传递是通过它的物质载体一电信号来实现的， 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)。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
1.1.2模拟通信模型和数字通信模型 图 1 - 1 中， 信源发出的消息虽然有多种形式， 但可分 为两大类： 一类称为连续消息；另一类称为离散消息。连续 消息是指消息的状态连续变化或是不可数的，如语音、活动 图片等。离散消息则是指消息的状态是可数的或离散的， 如 符号、数据等。 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（如连续波的幅度、频 率或相位； 脉冲波的幅度、宽度或位置）。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