自考通信基础.doc

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1、第一章通信基础１．１通信的基本概念１．２通信系统的组成１．２．１　通信系统一般模型　通信系统的作用是将信息从信源传送到一个或多个目的地。我们把能够实现信息传输的一切设备和传输（信道）的集合称为通信系统。信道接收设备信宿发送设备信源噪声源通信系统基本模型信源是消息的发源地，其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号，即完成非电量——电量的转换。根据消息种类的不同，信源可以分为模拟信源和数字信源。发送设备的功能是将信源和信道匹配起来，其目的是将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。信道是指传输信号的通道，可以分为有线和无线两大类。噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表

2、示。接收设备的功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等）其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。信宿是传送消息的目的地。其功能与信源相反，即将复原电信号还原成相应的消息。１．２．2模拟通信系统模型　按照信道中传输信号的特征，可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。１）消息〈——〉原始电信号（基带信号）　完成这种变换和反变换的是信源和信宿。２）基带信号〈——〉己调信号（带通信号）完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。１．２．3数字通信系统模型信源编码的主要功能之一是对模拟信号进行模数（A/D）转换；功能之二是去除冗余信息，提高传输的有效性。加密是为了提供通信的保密性，

3、防止没有被授权的用户获得信息或将差错信息加入到系统中。信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓“抗干扰编码”接收端的信息译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统的可靠性。数字调制把数字基带信号转换成与传输信道匹配的信号波形。23/23１．２．3数字通信优缺点与模拟通信相比，数字通信具有以下主要优点：１）抗干扰能力强，且噪声不积累。２）传输差错可控。３）便于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，形成综合业务网。４）易于集成化，从而使通信设备微型化，且重量轻，成本低。５）易于加密处理，且保密强度高。１．3　　通信系统的

4、分类１）按通信业务类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统和综合业务数字通信网等。２）按调制方式分类：按调制与否，通信系统可分为基带系统和调制系统３）按信号特征分类：按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。４）按传输媒介分类：有线通信和无线通信５）按工作波段分类：按通信设备的工作频率或波长分为长波通信，中波通信，短波通信，微波通信和光通信系统。１．4通信方式１．4．1单工、半双工和全双工通信１．4．2并行传输和串行传输１．5信号和频谱1.5.1信号分类１）确知信号和随机信号：根据信号的确定性来划分，信号可以分为确知信号和随机

5、信号。２）周期信号和非周期信号特征：按照信号的周期性来划分，非周期信号是不具有重复性的信号。３）模拟信号和数字信号区别　模拟信号是指信号参量的取值是连续的如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号，数字信号是指信号的参量只可能取有限个、可数个值，如电报信号、计算机输入输出信号等。模拟信号经数字化处理后可变换为数字信号。４）基带信号和带通信号的关系：根据调制与否来划分1.5.2信号举例正弦信号（也称正弦波）是一种最基本的周期信号，可以用3个参量来描述：振幅、周期或频率、相位。振幅指信号的高度或强度。周期指信号完成一个波形循环所要经历的时间。频率指信号在1s内完成的周期数，或每秒钏完成的循

6、环次数。相位描述了波形相对于时间零点的位置　23/231.5.3时域和频域从时域的角度，描述的是信号随时间变化的特性。从频域的角度，描述的是信号随频率变化的特性。1.5.4频谱和带宽信号频谱是指它所包含的频率分量的集合，并且通过频域图表示。信号带宽是指信号占有有频率范围。１．4信道和噪声１．6．1信道的定义和分类信道：是以传输媒质为基础的信号通道。根据信道特征以及分析问题所需，可以把信道分为狭义信道和广义信道１．6．2有线信道１．6．3无线信道１．6．4信道噪声噪声是一种不需要的，有害的电信号。１．6．5信道容量信道容量是指信道能够无差错传输的最大平均信息速率1）香农公式由香农信息论可以证明

7、，对于带完有限，平均功率有限的高斯白噪声连续信道，其信道容量C（bit/s）为C＝B㏒2(1+S/N)B为信道带宽（Hz）;S为信号功率（W）；N为噪声功率（W）。香农公式表明，当信号与信道高斯白噪声的平均功率给定时，在具有一定频带度的信道上，理论上单位时间（S）内可能传输的信息量的极限数值。只要传输速率小于等于信道容量，则总可以找到一种信道编码方式，实现无差错传输。若噪声单边功率谱密度为n0（W/Hz），则