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通信原理 Principles of Communications 课程简介 教材及参考书 樊昌信等，《通信原理》，国防工业出版社 周炯磐等, 《通信原理》 ，北京邮电大学出版社 课程内容 点对点 物理层 算法级 学习基础及方法 熟悉《信号与系统》中傅立叶变换及性质 熟悉《随机过程》中的基本概念 熟悉各种常用模块的信号变换关系 基于系统模型掌握各种通信系统 实验教学 硬件实验 软件仿真 SystemView matlab 第一章 绪论 1.1 通信的基本概念 在人类社会历史的长河中，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。信息被认为是人类社会重要资源之一，在政治、军事、生产乃至人们日常生活中起着十分重要的作用。 语言、数据、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）来载荷这些信息。电（光）信号经通信系统传送至接收端，收端将电（光）信号还原成语言、数据、图像等信息。 通信就是传输信息，以语言、图像、数据为媒体，通过电（或光）信号将信息由一方传输到另一方。 1.2 通信系统的组成 发送端:信息源的作用是把信息转换成原始电信号，该原始电信号称为基带信号； 发送设备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，可分为有线信道和无线信道两大类。 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。 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；受信者将复原电信号转换成相应的信息。 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。 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 数字通信系统一般模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。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。 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。接收端信源译码则是信源编码的逆过程。 信道编码的任务是提高数字信号传输的可靠性。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/解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图1-4所示。图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。 数字通信与模拟通信比较 模拟信号与数字信号 根据电信号参量是否离散进行判断 二进制与多进制 模拟通信系统与数字通信系统 模拟系统接收机必须处理无穷多个波形 数字系统接收机处理已知波形集中有限个波形之一 数字通信系统的优点 更好的抗失真和干扰的能力 容易实现，成本低，更具灵活性 差错控制编码 容易实现必威体育官网网址通信 更适合数字业务，容易实现多网合一 数字通信系统的缺点 数字信号具有更宽的频带 同步设备复杂 通信发展概况 1834年，高斯与韦伯制造出电磁式电报机； 1837年，莫尔斯发明有线电报； 1842年，实现莫尔斯电报通信； 1864年，马克斯韦尔提出电磁辐射方程； 1876年，贝尔发明电话； 1896年，马可尼发明无线电报； 1918年，调幅无线电广播、超外差接收机问世； 1925年，开始采用三路明线载波电话、多路通信； 1936年，调频无线