本章讨论与通信有关的基本概念

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1、!"#$%&'()*+,-./012!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#!"!!"绪!!论本章讨论与通信有关的基本概念!术语和基础知识"为全书提供共同的基础#本章内容要点如下$"通信的基本概念%"通信系统的组成!分类和通信方式%"信息的度量%"信道及其特征%"信道容量%"通信系统的主要性能指标#学习本章要求掌握有关概念和术语的准确含义"了解通信系统的组成!信息的度量!信道及其特征"熟练掌握香农信道容量公式揭示的信息传输过程的基本规律和性能极限以及通信系统主要性能指标的计算"熟悉本

2、门课程研究的对象!基本任务和中心内容#!"!!通信与通信系统!"!"!!通信的基本含义人类在生产!生活和社会活动中总是伴随着消息&或信息'的传递"这种传递消息&或信息'的过程叫做通信&!"##$%&!'(&"%'#实际上"自从有了人类"就出现了人与人之间的相互通信#在远古时代"没有发明文字和交通工具以前"人类就有了原始的通信方法"如(以物示意)!手势!语言**大约三千年以前的周朝时期"我国就开始建立了官邮"即出现了有组织的通信方法#同时还利用金鼓!旌旗!烽火等传递紧急消息#在人类开始认识和使用电能的同时"便开始利用电信号进行消息的传递"如今电信号把

3、人类带入了信息时代#电信就是借助(电)来传递消息的通信方式#这种通信方式具有!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!#!!!$!!!!!!!!!迅速!准确!可靠的特点"几乎不受时间!地点!距离的限制#因此"在自然科学中涉及(通信)这一术语时"通常就是指电信&()*)!"##$%&!'(&"%'而言#当然"因为光也是一种电磁波"因此光通信也属于电信一类#在电信系统中"消息的传递是通过电信号来完成的#由于电信有上述一系列优点"它既可以实现实时通信"又可实现非实时通信#所谓实时通信"就是指发信方信号一产生"收信方或接收设备几乎同时&微小的传播时

4、延可以忽略不计'能接收到信号"如电话#而非实时通信"诸如电报!录像节目!计算机成批数据传输等采用存储转发方式"传输过程中需要进行缓存!处理!等待!转发!显示或存储再现等"存在较大的时延#而在采用诸如磁带!磁盘!光盘等存储设备的系统中"还可能存储较长的时间#因此"在某种意义上可以将存储系统看成是从现在向将来传递消息的通信系统#综上所述"可以认为(通信)就是指把消息&或信息'从一个地方和+或时间传输到另一个地方和+或时间#基于这种认识"也可以说"(通信)就是(消息传输)或(信息传输)#这种传输可以在点点!点多点!多点多点之间进行#通信可以是人人之间通信

5、"也可以是人机!机机之间的通信或更复杂的系统#总之"通信这门学科是逐步由低级到高级"由简单到复杂发展起来的#从烽火台到电报人们花费了二三千年的时间"经历了漫长的道路#自从出现了电通信以后"通信技术便获得了日新月异的发展#现代通信技术是研究传递各种消息&或信息'的学科#根据传递消息的不同"目前通信业务可分为电报!电话!传真!数据传输!计算机通信!可视电话等#从广义来说"广播!电视!雷达!导航!遥测!遥控等均可列入通信这个范畴#!"!"#!通信系统模型通信系统&!"##$%&!'(&"%+,+()#'是指完成通信这一过程的全部设备和传输媒介&(-'%+

6、#&++&"%#).&$#'"一般可概括为如图/0//所示模型#图!"!!!通信系统模型其中"信源&&%1"-#'(&"%+"$-!)'的作用是产生&形成'消息&#)++'2)'#发信机&(-'%+#&(()-'的作用是将消息转换为适合于在信道中传输的信号&+&2%'*'#消息转换为数字信号一般要经过三个步骤"即变换!编码和调制#它们可以分别进行"也可以混合在一起进行#所谓变换"简单地说就是将表达消息的非电量的变化变换为电量的变化#例如"电话就是利用送话器把声音压力的变化变换为相应的电流变化#对于这类变换设备的一般特性"通常只要求它们是线性的"即作

7、用与响应成正比#所谓编码&!".&%2'"是指在数字通信系统里"为了某种目的而对数字信号进行的某种变换#例如用来提高传输有效性的信源编码&+"$-!))%!".&%2'"用来进行提高传输抗干!!!!!!!!!!"!!!!!#!!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"扰性的信道编码&!3'%%)*!".&%2'及用来保密的保密编码&)%!-,4(&"%'等#进行编码的设备称为编码器&)%!".)-'#调制&#".$*'(&"%'在通信系统中主要用来变换信号#从消息变换过来的原始信号称为基带信号&5'+)5'%.+&2%'*'或低通信号&*"674

8、'+++&2%'*'#其特点是频谱由零频附近开始延伸到某个通常小于几兆赫的有限值#在某些系统中"如直流电报!实线电话和有线