通信原理(第六版) 樊昌信 国防工业出版社

第1章 绪论通信即信息的传输 本书主要内容：信息的传输、交换及通信网的组成

选择本书的原因：详细的讲解 权威的参考 经典的著作

第1章 绪论

1. 1 通信的基本概念

通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：

非电的：如旌旗、消息树、烽火台…

电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、 因特网和计算机通信等。

第1章 绪论

电信发展史1820年，丹麦物理学家、化学家 H.C.奥斯特发现电流 磁效应 (磁场强度单位：奥斯特) 1831年 ，英国物理学家、化学家 法拉第发现电磁感 应

第1章 绪论

1888年，德国物理学家 海因里希· 鲁道夫· 赫兹首先 证实了无线电波的存在 1855-1864年，英国物理学家 詹姆斯· 克拉克· 麦克 斯韦(James Clerk Maxwell 1831--1879) 建立了电 磁理论

第1章 绪论1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话

第1章 绪论

第1章 绪论

1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 (1924年，英国人贝尔德发明了 最原始的机械黑白电视机。 1927年，美国的法恩斯沃恩取得 了电子喝呗电视系统的专利 。1941年12月贝尔德的彩色电视 测试成功，第二天其实验室被德军夷为平地，贝尔德从头再 来，1946年6月8日，贝氏公演他已发明的彩色电视机，从英 国电视广播公司(B B C)播出「第二次世界大战胜利大游行」 彩色电视节目。此时贝尔德已病重，并没有看到他发明的彩 色电视，第六日年仅56岁的贝尔德病逝 )

后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”,包 括光通信，因为光也是一种电磁波。 在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。

第1章 绪论

1.2 通信系统的组成

1.2.1 通信系统的一般模型

信息源(简称信源):把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理 媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。

第1章 绪论

接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电 信号。 受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息，如 扬声器等。

第1章 绪论

1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型

模拟信号

和数字信号

模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克 风输出电压：

0

(a) 话音信号

(b) 抽样信号 图1-2 模拟信号

t

0

t

第1章 绪论

数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电 报信号、计算机输入输出信号：

码元

t(a) 二进制信号

0

t

(b) 2PSK信号 图1-3 数字信号

通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号， 相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。

第1章 绪论

模拟通信系统模型

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统：

图1-4 模拟通信系统模型

两种变换： 模拟消息 原始电信号(基带信号) 基带信号 已调信号(带通信号)

第1章 绪论

数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统信 源 编 码 加 密 信 道 编 码 数 字 调 制 信道 噪声源 数 字 解 调 信 道 译 码 解 密 信 源 译 码 受 信 者

信 息 源

图1-5 数字通信系统模型

信源编码与译码目的：

提高信息传输的有效性 完成模/数转换

信道编码与译码目的：增强抗干扰能力 加密与解密目的：保证所传信息的安全 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致

第1章 绪论

1.2.3 数字通信的特点

优点

抗干扰能力强，且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 易于加密处理，且保密性好

缺点：

需要较大的传输带宽 对同步要求高

第1章 绪论

1.3 通信系统分类与通信方式

1.3.1 通信系统的分类按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、 数据通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通(调制)传 输系统

调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。

按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 信…… 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分 复用