《通信原理與技術》第1章緒論

《通信原理與技術》第1章緒論緒論引言通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)的分類與特點通信信號與信道特性通信系統(tǒng)的性能指標與評價通信原理與技術的學習方法與建議緒論引言01利用烽火、信鴿、驛站等方式傳遞信息，受限于距離和速度。古代通信近代通信現(xiàn)代通信電報、電話的發(fā)明標志著近代通信的開始，實現(xiàn)了遠距離快速通信。隨著計算機、衛(wèi)星、光纖等技術的發(fā)展，現(xiàn)代通信實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化、全球化。030201通信技術的發(fā)展歷程信息信號信道噪聲通信系統(tǒng)的基本概念01020304通信的基本單位是信息，它是消息中所包含的有意義的內(nèi)容。信息是抽象的，需要通過信號來傳遞。信號是信息的物理表現(xiàn)形式，如電磁波、光波等。信道是信號傳輸?shù)拿浇?，如電纜、光纖、空氣等。信道會對信號產(chǎn)生衰減和干擾。噪聲是通信系統(tǒng)中的干擾因素，它會影響信號的傳輸質(zhì)量。通信原理與技術課程的目的和意義掌握通信基本原理通過學習通信原理與技術課程，可以掌握通信系統(tǒng)的基本原理和關鍵技術，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下基礎。理解通信系統(tǒng)性能通過學習通信系統(tǒng)的性能指標和評價方法，可以深入理解通信系統(tǒng)的性能優(yōu)劣和影響因素。培養(yǎng)分析和設計能力通過學習通信原理與技術課程中的分析方法和設計技術，可以培養(yǎng)分析和設計通信系統(tǒng)的能力，為未來的職業(yè)發(fā)展打下基礎。推動通信技術發(fā)展通信原理與技術課程不僅關注現(xiàn)有通信技術，還關注未來通信技術的發(fā)展趨勢和創(chuàng)新方向，為推動通信技術的發(fā)展做出貢獻。通信系統(tǒng)的基本組成02產(chǎn)生消息和消息序列的源，在通信系統(tǒng)中通常由具有某種信息的信號源表示，如話筒、攝像機等。信源接收并處理消息的目的地，是通信系統(tǒng)中消息的最終歸宿，如揚聲器、顯示器等。信宿信源與信宿信道定義信道是傳輸信號的通道，它提供了信號從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说奈锢砻浇?。信道可以是無線的，如有線電話線、光纖等，也可以是有線的，如空氣、真空等。信道特性信道具有多種特性，如帶寬、噪聲、失真等，這些特性對信號的傳輸質(zhì)量和效率有重要影響。信道用于將信源產(chǎn)生的消息轉(zhuǎn)換成適合在信道上傳輸?shù)男盘柕脑O備。發(fā)送設備通常包括調(diào)制器、放大器等部件，用于將基帶信號轉(zhuǎn)換成已調(diào)信號并放大到足夠的功率以驅(qū)動信道。發(fā)送設備用于從信道上接收信號并將其還原成原始消息的設備。接收設備通常包括解調(diào)器、放大器等部件，用于將已調(diào)信號解調(diào)為基帶信號并放大到足夠的幅度以供信宿處理。接收設備發(fā)送設備與接收設備通信系統(tǒng)的分類與特點03模擬通信系統(tǒng)利用模擬信號進行信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。模擬信號是連續(xù)變化的物理量，如語音、圖像等。模擬通信系統(tǒng)的優(yōu)點是直觀、容易實現(xiàn)，但缺點是抗干擾能力差，傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定。數(shù)字通信系統(tǒng)利用數(shù)字信號進行信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。數(shù)字信號是不連續(xù)、離散的信號，如計算機中的數(shù)據(jù)。數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點是抗干擾能力強，傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，可實現(xiàn)遠距離、大容量、高速率的通信，但缺點是設備復雜，成本較高。模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)與無線通信系統(tǒng)通過導線或光纖等有線媒介進行信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。有線通信系統(tǒng)的優(yōu)點是傳輸穩(wěn)定、保密性好、抗干擾能力強，適用于固定場所和長距離通信，但缺點是布線麻煩、移動性差。有線通信系統(tǒng)通過電磁波進行信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。無線通信系統(tǒng)的優(yōu)點是無需布線、移動性強、靈活性好，適用于移動通信和臨時通信，但缺點是傳輸質(zhì)量受環(huán)境影響較大，且存在干擾和安全問題。無線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)通過導線或光纖傳輸信號，而無線通信系統(tǒng)通過電磁波傳輸信號。傳輸媒介有線通信系統(tǒng)適用于固定場所和長距離通信，而無線通信系統(tǒng)適用于移動通信和臨時通信。適用場景模擬通信系統(tǒng)傳輸模擬信號，數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號。信號形式數(shù)字通信系統(tǒng)的抗干擾能力強于模擬通信系統(tǒng)，而有線通信系統(tǒng)的抗干擾能力一般強于無線通信系統(tǒng)。抗干擾能力有線通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量一般高于無線通信系統(tǒng)，而數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量一般高于模擬通信系統(tǒng)。傳輸質(zhì)量0201030405不同通信系統(tǒng)的比較與特點分析通信信號與信道特性04

通信信號的基本特性信號分類根據(jù)信號的性質(zhì)，可分為模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號是連續(xù)變化的物理量，而數(shù)字信號則是離散的。信號的時域與頻域特性時域特性描述信號隨時間的變化規(guī)律，如幅度、頻率和相位等；頻域特性則反映信號的頻譜分布，即不同頻率分量的幅度和相位信息。信號的調(diào)制與解調(diào)調(diào)制是將信息加載到載波上的過程，解調(diào)則是從已調(diào)信號中提取出原始信息的過程。調(diào)制方式有多種，如調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等。信道的傳輸特性信道的傳輸特性描述了信號在信道中傳輸時的變化規(guī)律，包括衰減、失真和噪聲等。信道的定義與分類信道是傳輸信號的媒介，可分為有線信道和無線信道。有線信道包括雙絞線、同軸電纜和光纖等；無線信道則包括電磁波、聲波等。信道的容量與帶寬信道容量是指在給定條件下，信道能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?；帶寬則是指信道能夠傳輸?shù)男盘栴l率范圍。信道的基本特性信道對信號的影響信道中的噪聲、干擾和多徑效應等因素會對信號產(chǎn)生不良影響，使得接收端難以正確恢復原始信號。提高信號傳輸質(zhì)量的措施為了提高信號傳輸質(zhì)量，可以采取一系列措施，如增加信號功率、采用合適的調(diào)制方式、采用分集接收技術等。信號在信道中的傳輸過程信號在信道中傳輸時，會受到信道特性的影響，如衰減、失真和噪聲等，導致信號質(zhì)量下降。信號在信道中的傳輸與影響通信系統(tǒng)的性能指標與評價05描述在給定頻帶內(nèi)傳輸信息的效率，通常以比特/秒/赫茲（b/s/Hz）為單位來衡量。頻帶利用率表示單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘浚ǔＲ员忍?秒（b/s）為單位來衡量。傳輸速率衡量信息傳輸過程中發(fā)生錯誤的概率，通常以錯誤比特數(shù)與總比特數(shù)之比來表示。誤碼率有效性指標描述系統(tǒng)或設備在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃院瘮?shù)表示在連續(xù)工作狀態(tài)下，系統(tǒng)或設備平均能夠正常工作的時間。平均無故障時間表示單位時間內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)，通常以次/小時或次/年等為單位來衡量。故障率可靠性指標建設成本運維成本折舊費用投資回報率經(jīng)濟性指標包括設備購置、安裝、調(diào)試等費用，通常以貨幣形式來衡量。表示設備在使用過程中由于磨損、老化等原因造成的價值損失，通常以貨幣形式來衡量。包括設備維護、升級、人員培訓等費用，通常以貨幣形式來衡量。表示投資通信系統(tǒng)所獲得的收益與投資成本之比，用于評估投資效益。通信原理與技術的學習方法與建議0603學習通信原理的基本定理和公式如香農(nóng)定理、奈奎斯特定理等，理解它們在通信系統(tǒng)設計和分析中的重要意義。01理解通信系統(tǒng)的基本組成包括信源、信道、信宿等組成部分，以及它們之間的相互作用和影響。02掌握信號與噪聲的基本概念理解信號的分類、特性以及噪聲的來源、性質(zhì)等，為后續(xù)的信號處理和分析打下基礎。掌握基本概念和原理123通過實驗和課程設計，加深對通信原理和技術的理解和掌握，提高動手能力和解決問題的能力。加強實驗和課程設計環(huán)節(jié)積極參加與通信相關的科研項目和實踐活動，將所學知識應用于實際場景中，提升實踐能力和創(chuàng)新能力。參與科研項目和實踐活動了解通信技術在各個領域的應用和發(fā)展趨勢，關注行業(yè)前沿動態(tài)，拓寬視野和思路。關注行業(yè)應用和發(fā)展趨勢注重實踐和應用能力培養(yǎng)學習最新的通信技術如5G/6G移動通信技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術等，了解它們的基本原理、技術特點和應用前景。關注國際學術組織和期刊關注國際電信聯(lián)盟（ITU）、IEEE通信