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第一章20通信系统概述第一章通信系统概述通信系统模型一、通信的定义:对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容﹙包括语音、图象、文字等﹚人与人之间要互通情报,交换消息,这就需要消息的传递。古代的烽火台、金鼓、旌旗,现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等,都是人们用来传递信息的方式。:与消息一一对应的电量。它是消息的物质载体,即消息是寄托在电信号的某一参量上。。二、“电”来传递信息,是一种最有效的传输方式,这种通信方式称为电通信。、有效,而又准确、可靠的传递。电通信一般指电信,即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统,对于消息、情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。(1)模拟信号与数字信号:按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。模拟信号:信号的取值是连续的。数字信号:信号的取值是离散的。(2)基带信号与频带信号:按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。基带信号:发信源发出的信号。频带信号:通过调制将基带信号变换为频带信号。基带传输:在信道中直接传输的信号(如直流电报、实线电话和有线广播等)。频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。(FM、AM、MODEM)三、通信系统的模型(1)通信系统:通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。(2)通信系统的基本模型收信者发信源发送设备信道接收设备噪声源发信源:是消息的产生来源,其作用是将消息变换成原始电信号。变换:将非电物理量转换为掂量。信源可分为模拟信源和离散信源。模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号;离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。发送设备:作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信号。它要完成调制、放大、滤波、发射等。在数字通信系统中还要包括编码和加密。信道:是传输的媒介。信道的传输性能直接影响到通信质量。噪声源:将各种噪声干扰集中在一起并归结为由信道引入,这样处理是为了分析问题的方便。接收设备:完成发送设备的反变换,即进行解调、译码、解密等,将接收到的信号转换成信息信号。收信者:把信息信号还原为相应的消息。。收信者调制器信道解调器噪声源发信源将一般模型中的发送设备和接收设备变为调制器和解调器。调制的目的:、,其占有频带一般都比较窄,因此其频带利用率较高。缺点是抗干扰能力差,不易保密,设备不易大规模集成,不能适应飞速发展的计算机通信的要求。。其特点是在调制之前先要进行两次编码,即信源编码和信道编码。相应地接收端在解调之后要进行信道译码和信源译码。发信源信源编码码信道编码调制器信道解调器信道译码信源译码收信者噪声源信源编码的主要任务是提高数字信号传输的有效性。具体地说,就是用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。另外,如果信息源是数据处理设备,还要进行并/串变换以便进行数据传输;如果待传的信息是模拟信号,则先要进行模数(A/D)转换、信源编码的输出就是信息码。此外,数据扰乱、数话加密、语音和图象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。其基本作法是在信息码组中按一定的规则附加一些码,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。同步在数字通信中是不可缺少的部分。同步就是建立系统收、发两端相对一致的时间关系,只有这样,接收端才能确定每一位码元的起止时刻,并确定接收码组与发送码组的正确对应关系。否则,接收端无法恢复发送的信息信号。在数字通信系统中,调制信号是数字基带信号,调制后的信号称为数字制信号。有时也可不经过调制而直接传输数字基带信号,这种传输方式称作数字信号的基带传输。,可消除噪声积累。可采用再生中继,实现高质量的远距离通信。灵活性高,能适应各种通信业务的要求。能够很方便地与现代数字计算机相连接。数字信号易于加密。便于集成化。数字通信的最大缺点就是占用频带较宽。然而,随着卫星通信,光纤通信等宽频带通信系统的日益发展和成熟,应用越来越广泛,已成为现代通信的主要传输方式,有逐渐取代模拟通信之趋势。通信系统的分类一、通信的发展历史原始的通信方式有烽火、书信和旗语等,它们最主要的缺点是消息传送距离短,速度慢。电通信起源于19世纪30年代。1835年,莫尔斯电码出现;1837年,莫尔斯电磁式电报机出现;1866年,利用大西洋海底电缆实现了越洋电报通信;1876年,贝尔发明了