【正文】 一章 緒論 2 2021/11/10 通信原理 是 通信工程、無(wú)線電工程、信息工程、計(jì)算機(jī)通信、圖像處理與傳輸?shù)葘I(yè) 的 必修專業(yè)基礎(chǔ)課 。 課 程 介 紹 本課程主要介紹現(xiàn)代通信系統(tǒng)所涉及的基礎(chǔ)理論、通信中常用的信號(hào)及噪聲分析、通信系統(tǒng)的構(gòu)成、原理及性能分析。（要求準(zhǔn)確、迅速） 幾個(gè)概念 ?消息 ：信息的物理表現(xiàn)形式。 ?信息 ：消息的內(nèi)涵，即信息是消息中所包含的 人們?cè)瓉?lái)不知而待知的內(nèi)容 。 現(xiàn)代通信一般均是指“電通信” 。在電通信系統(tǒng)中，電信號(hào)是消息傳遞的物質(zhì)載體。 第一章 緒論 12 2021/11/10 語(yǔ)言 文字 印刷術(shù) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)格計(jì)算 通信的發(fā)展 不可存儲(chǔ)； 速度低；廣泛性低。 表情動(dòng)作 可存儲(chǔ)；速度低；廣泛性高。 引言 第一章 緒論 13 2021/11/10 隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)成為復(fù)雜科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的主宰。超級(jí)計(jì)算機(jī)雖然是一臺(tái)處理能力強(qiáng)大的“巨無(wú)霸”，但它造價(jià)極高，通常只有一些國(guó)家級(jí)的部門，如航天、氣象等部門才有能力配置這樣的設(shè)備。于是，人們開始尋找一種造價(jià)低廉而數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)的計(jì)算模式，最終科學(xué)家們找到了答案 —Grid Computing(網(wǎng)格計(jì)算 )。 ? 電話機(jī)、電視攝像機(jī)和電傳機(jī)、計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備就是信源。 通信系統(tǒng)的一般模型 第一章 緒論 16 2021/11/10 ? 發(fā)送設(shè)備 的基本功能是將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào) ( ? 信道 是指?jìng)鬏斝盘?hào)的物理媒質(zhì)。 返回 電梯用綜合電纜 75Ω 射頻同軸電纜 室外非金屬光纜布線 金屬光纜 第一章 緒論 18 2021/11/10 ? 噪聲源 是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中噪聲與干擾的集中表現(xiàn)。 第一章 緒論 19 2021/11/10 ? 信宿 是傳輸信息的歸宿點(diǎn)，其作用是將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。 第一章 緒論 20 2021/11/10 ? 連續(xù)消息 ：是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或是不可數(shù)的，如語(yǔ)音、圖像等。 連續(xù)消息和離散消息 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 21 2021/11/10 按信號(hào)參量的取值方式不同可把信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) . 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 22 2021/11/10 （ 1） 模擬信號(hào) 電信號(hào)的參量取值是連續(xù)。 ? 如電話機(jī)送出的語(yǔ)音信號(hào)、電視攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)等。 ?如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)輸入 /輸出信號(hào)等。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 （ 2） 數(shù)字信號(hào) 第一章 緒論 25 2021/11/10 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1Of ( n T )t0 0 1 1 1 0 0 1數(shù)字信息P S K 波形( a )( b ) 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 26 2021/11/10 按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào) ， 可相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為 模擬通信系統(tǒng) 和 數(shù)字通信系統(tǒng) 。 圖中的調(diào)制器和解調(diào)器就代表圖 1 1 中的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備 。 ? 信源發(fā)出的原始電信號(hào)是基帶信號(hào)，基帶的含義是指信號(hào)的頻譜從零頻附近開始，如語(yǔ)音信號(hào)為300~3400Hz， 圖像信號(hào)為 0~6MHz。完成這種變換和反變換作用的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 30 2021/11/10 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信息源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器受信者噪聲源圖 1 – 4 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng)是傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng) ， 如圖 1 4 所示 。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 32 2021/11/10 信源編碼的作用 ： ? 一是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) ， 即模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 。 ? 二是設(shè)法減少碼元數(shù)目和減少冗余信息 ， 即數(shù)據(jù)壓縮 。 碼元 ：數(shù)字通信中傳輸?shù)囊粋€(gè)接一個(gè)按節(jié)拍傳送的 數(shù)字信號(hào)單元 。 為了減少差錯(cuò) ， 信道編碼器對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分 （ 監(jiān)督元 ） ， 組成所謂 “ 抗干擾編碼 ” 。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 （ 2） 第一章 緒論 35 2021/11/10 在需要實(shí)現(xiàn)保密通信的場(chǎng)合 ， 為了保證所傳信息的安全 ， 人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂 ， 即加上密碼 ， 這種處理過程叫 加密 。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 （ 3） 加密與解密 第一章 緒論 36 2021/11/10 數(shù)字調(diào)制 就是把數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜搬移到高頻處 ， 形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號(hào) 。 同步是 使收 、發(fā)兩端的信號(hào)在時(shí)間上保持步調(diào)一致 。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 （ 5） 同步 第一章 緒論 38 2021/11/10 圖 1 4 是數(shù)字通信系統(tǒng)的一般化模型 ， 實(shí)際的數(shù)字通信系統(tǒng)不一定包括圖中的所有環(huán)節(jié) 。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 39 2021/11/10 模擬信號(hào)經(jīng)過數(shù)字編碼后可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸 ， 數(shù)字信號(hào)也可以在模擬通信系統(tǒng)中傳輸 ， 可見 ， 模擬通信與數(shù)字通信的區(qū)別僅在于信道中傳輸?shù)男盘?hào)種類 。 數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn) 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 第一章 緒論 41 2021/11/10 數(shù)字通信的主要不足 ? 占用帶寬大；模擬電話 4KHz,數(shù)字電話 2064KHz ? 需要同步 。 非話務(wù)通信主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、可視圖文及電視會(huì)議、圖像通信等。 基帶傳輸 是將未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳送 ， 如音頻市內(nèi)電話 。 調(diào)制方式很多 ， 表 1 1 列出了一些常見的調(diào)制方式 。 通信系統(tǒng)分類 第一章 緒論 48 2021/11/10 可分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)兩大類 。 ? 無(wú)線通信 是依靠 電磁波 在空間傳播達(dá)到傳遞消息的目的的 ， 如短波電離層傳播 、 微波視距傳播 、衛(wèi)星中繼等 。 表 12 列出了通信使用的頻段 、 常用的傳輸媒質(zhì)及主要用途 。 頻分復(fù)用 是用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍。 通信系統(tǒng)分類 按信號(hào)復(fù)用方式分類 第一章 緒論 53 2021/11/10 什么是模擬通信，什么是數(shù)字通信？ 數(shù)字通信有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 數(shù)字通信系統(tǒng)模型。任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)的， 信息含量就是對(duì)消息中這種不確定性的度量 ，是用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)定性的。 第一章 緒論 55 2021/11/10 （ 1） 信息量是概率的函數(shù) ， 即 I=f［ P(x)］ （ 2） P(x)越小 ， I越大； 反之 ， I越小 ， 且 P(x)→ 1時(shí) ， I→ 0