第一章 绪论
1.1 引 言
l 通信与通信系统的基本概念电通信,用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输与交换，以达到通信的目的。
通信系统,为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。
通信,传输与交换消息的过程。
本课程讨论信息的传输、交换及通信网的基本原理，但侧重点是信息传输原理。
问题 1：何为基带信号？话音和图像基带信号的频率范围大致为多少？
问题 2：为何基带信号往往要经过调制以后进行传输？
问题 3：无线电广播中的信息源、信道及受信者的具体内容是什么？
信 源 发送设备 信 道 接收设备 受信者噪声源图 1 － 1 通信系统的一般模型
（发送端） （接收端）
1.1 通信系统的组成一、通信系统的组成和各部分的作用二,通信系统模型
1,基本概念离散消息和连续消息,消息的状态是可数的或离散型的,称为离散消息 （ 数字消息 ） ；消息的状态是连续变化的,则称为连续消息 。
数字信号和模拟信号,若携带消息的电信号参量是离散的,则为数字信号；若携带消息的电信号参量是连续的,则为模拟信号 。
模拟通信系统,在信道中传输模拟信号的系统 。
数字通信系统,在信道中传输数字信号的系统 。
这种划分方式是根据信道传输信号的差异为标准的,
而不是根据信源输出的信号来划分的 。
2,模拟通信系统模型：
模拟信息源 调制器 信 道 解调器 受信者噪声源图 1 － 2 模拟通信系统模型
（发送端） （接收端）
l 模拟信息源 /受信者：模拟信息源将发送端的连续消息变换成原始电信号 （ 模拟基带信号 ） ；受信者将接收端得到的原始电信号反变换为原连续消息 。
l 调制 （ 解调 ） 器：调制器将原始电信号变换成适合信道传输的频带信号；解调器将接收到的频带信号反变换成原始电信号 。
实际上,在上述模型中,系统里还可能包含滤波,放大,变频,
辐射,天线等部分,但本课程着重研究调制和解调,其余过程被认为是足够理想的 （ 即对信号传输不产生失真,不引入噪声 ） 。
2,数字通信系统模型：
信息源噪声源
( a ) 数字调制通信系统模型
（发送端） （接收端）
信源编码信道编码加密器数字调制信道解调器解密器信道译码信源译码码受信者信息源噪声源
( b) 数字基带通信系统模型
（发送端）
（接收端）
基带信号形成器信道接收滤波器受信者
l信息源：将发送端的离散消息变换成原始电信号 （ 数字基带信号 ） 。
l信源 编 （ 译 ） 码：为降低信号多余度进行的编 （ 译 ） 码 。
l信道编 （ 译 ） 码：信道编码又称为抗干扰编码 （ 或纠错编码 ） 。 它是在数字基带信号中人为地按照一定的规律加入多余码元,以便在接收端译码器中发现或纠正码元在传输中的错误 。 是为降低误码率进行的编译码 。
l加 （ 解 ） 密器：在发送端加密器对基带信号人为地进行
,扰乱,,以达到加密的目的；而在接收端,根据通过解密器将扰乱的信号进行恢复 。
l调制 （ 解调 ） 器：数字调制器将数字基带信号变换成适合信道传输的频带信号；数字解调器将接收到的频带信号还原成数字基带信号 。
l基带信号形成器 （ 数字基带调制器 ）,把数字基带信号变换成适合于基带信道传输的基带信号 。
l接收滤波器：用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰 。
4．模拟信号的数字传输系统模型模拟信息源
A / D 及信源编码数字通信系统
D / A 及信源译码受信者图 1 － 4 模拟信号的数字传输系统模型
5,数字通信系统与模拟通信系统的比较数字通信系统与模拟通信系统相比,其主要优点在于,（ 1）
抗噪声性能好； （ 2） 数字接力通信 （ 中继 ） 时可以消除噪声的积累； （ 3） 可以采用信道编码降低误码率,提高通信质量； （ 4）
便于加密； （ 5） 便于处理,存储,交换； （ 6） 便于和计算机等连接,综合传递各种消息,使通信系统功能增强 。
其主要缺点是占用的频带比较宽 。
[问题 1]话音信号为模拟信号，所以传输话音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？
答,不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。
[问题 2] 数字电话与模拟电话有什么区别？
答：区别在于数字电话是数字通信系统，
语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。
1.3 通信系统的分类及通信方式一,通信系统的分类
1,有线通信和无线通信 —— 按电信号的传输媒质分
2,模拟通信和数字通信 —— 按电信号在信道中的存在方式分
3,基带传输与频带传输 —— 按调制与否分常用调制方式及用途,（ P5）
4,按信号复用方式分频分复用 （ FDM）,时分复用 （ TDM）,码分复用
（ CDM） 。
5,按消息的物理特征分符号 （ 电报 ） 通信,语音 （ 电话 ） 通信,图像图像与数据通信等 。
6,其它分类如长波,中波,短波及微波通信；卫星通信,光纤通信等 。
二,通信方式
1,按消息传输的方向与时间关系分 (P5~6)
单工通信,半双工通信和全双工通信 。
2,按数字信号码元的排列方式分 (P6)
串行通信和并行通信 。
3,按连接的用户分 (P6)
点对点 （ 专线 ） 通信和网通信 。
二,信息量信息量是信息多少的度量 。 信息量定义为：
信息量的单位取决于底 a,当 a=2时,则信息量的单位为比特
（ bit） ；当 a=e时,则信息量的单位为奈特 （ nite） ；当 a=10时,
则信息量的单位为十进制单位 （ 或哈特莱 ） 。
1.1 信息及其度量一、信息的定义在通信层次上，我们可以把信息理解为,是消息中包含的有意义的内容，即消息的内核 。而消息则是信息的外壳。
区别消息与信息可以从两个方面来理解：（ 1）同样长短的消息包含的信息可能是不一样的。 （ 2）不同的消息可能包含同样的信息。
P ( x )P ( x )I aa l o g1l o g
1,等概率出现的离散消息的信息量若需要传递的离散消息是在 M个消息之中独立地选择其一,
且认为每一消息的出现概率相同,则传送每一消息的信息量为：
M—传送的波形数； P —每一波形出现的概率 。
2,非等概率出现的离散消息的信息量设离散信息源是一个由 n个符号组成的集合,称符号集 。 符号集中的每个符号 xi在消息中是按一定概率 P(xi)独立出现的,且
,则每个符号所含的信息量的统计平均值,即平均信息量 （ 又称为信息源的熵 ） 为：
)/()]() [ l og(
)](l o g)[()](l o g)[()](l o g)[()(
1
2
2222121
符号b i txPxP
xPxPxPxPxPxPxH
n
i
ii
nn
)/(l o g)(1l o g 22 符号b i tMxPI
1)(
1
n
i i
xP
3,连续消息的平均信息量 （ 相对熵 ）
若 f(x)为连续消息出现的概率密度,则连续消息的平均信息量 （ 相对熵 ） 为：
dxxfxfxH e )(l o g)()(1
1.5 通信系统的质量指标通信系统的质量指标主要有：有效性,可靠性,
适应性,标准性,经济性及维护使用等 。 其中最主要的是有效性和可靠性,它们二者是对立统一的 。
一,模拟通信系统的质量指标
1,有效性有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量 。 模拟通信的有效性是指传输一定的信息量所消耗的信道资源数 （ 带宽或时间 ）,通常用有效传输带宽来衡量 。
同样的消息采用不同的调制方式,则需要不同的频带宽度 。 频带宽度越窄,则有效性越好 。
2,可靠性可靠性是指接收信息的准确程度,模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号与接收端恢复的模拟信号之间的误差程度 。 在实际的模拟通信系统中,其可靠性是用接收终端的输出信噪比来度量的,这是因为在信道是理想的情况下,误差是由信号传输时的加性噪声产生的,而加性噪声一般用信噪比衡量 。
信噪比越大,通信质量越高 。
当然,在信道不是理想的情况下,会产生乘性噪声,可以由保真度,可懂度,清晰度等指标进行衡量 。 本课程主要讨论加性噪声的影响 。
模拟通信系统对 S/N的要求：一般无线通信
26dB以上；普通电话 20dB以上；话音通信听清
95%以上,S/N在 40dB以上；电视图像 40dB以上 。
信噪比是由信号功率和传输中引入的噪声功率决定的；不同的调制方式在同样的信道条件下所得到的信噪比是不同的 。
二,数字通信系统的质量指标
1,有效性数字通信的有效性用传输速率来衡量 。
（ 1） 码元速率码元及码元长 （ 宽 ） 度,在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位 N进制信号,此时间间隔内的信号称为 N进制码元,而时间间隔的长度称为码元长度 。
图 1 － 5 二 / 四进制码元序列
T
b
2T
b
3T
b
4T
b
5T
b 6T b 7T b 8T b 9T b
0
0 1 0 1 0 1 0 1
t
1
T
b
2T
b
3T
b
4T
b
5T
b 6T b 7T b 8T b 9T b
0
0 1 3 2 3 1 0 0
t
0
码元速率,是指单位时间传输的码元数,以 RB表示,
单位,baud（ 波特,简记 Bd或 B）,RB＝ 1/ Tb,Tb为码元宽度 。
码元速率与数字信号的进制没有关系,只与码元宽度有关 。
（ 2） 信息速率 （ 传信率 ）
单位时间传输的信息量为信息速率,以 Rb表示,单位 bit/s（ 比特 /秒或 bps） 。
对于一个 N进制数字信号,RbN=RBN（ log2N） 。 所以,信息速率与进制有关 。
对于二进制数字信号,Rb2=RB2,有时简称它们为数码率 。
[例 1-1] 某二元码序列的信息速率是
2400bit/s,若改用八元码序列传送该序列,
试求码元速率为多少？
[例 1-2] 某消息用十六元码序列传送时,
码元速率是 300 baud,问：其信息速率为多少？ 若改用二元码序列传送该消息,试求信息速率为多少？
)(2 4 0 0228 b a u dRRR bBB解：
)/(300
)/(12 0 03004)16( l og
1622
16216
sbi tRRR
sbi tRR
BBb
Bb
解：
[例 1-3]一个由字母 A,B,C,D组成的字,
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00
代表 A,01代表 B,10代表 C,11代表 D,每个脉冲宽度为 5ms：
（ 1） 不同的字母是等概率出现的,试计算传输的平均信息速率 。
（ 2） 若每个字母出现的概率为
PA=1/5,PB=1/4,PC=1/4,PD=3/10
计算传输的平均信息速率 。
)/(5.1 9 8
1010
9 8 5.1
)/(9 8 5.1
10
3
l o g
10
3
4
1
l o g
4
1
4
1
l o g
4
1
5
1
l o g
5
1
)]() [ l o g()(2
)/(2 0 0
1010
2
/10/52
)/(24l o gl o g
)(
1
l o g)1(
3
2222
1
2
3
222
sb i t
t
I
R
b i t
xPxPxH
sb i t
t
I
R
msmst
b i tM
xP
I
b
n
i
ii
b
则：
符号
）（
则：
符号）（符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解：
2,可靠性数字通信的可靠性用差错率来衡量 。
（ 1） 误码率
（传输的码元总数）
（差错码元数）
B
eB
ne n
np
B
lim
一般数字电话要求 Pe不大于 10－ 3,传输数据 Pe在
10－ 5～ 10－ 6以下 。
（ 2）误信率
）（传输消息的总比特数
（错误消息的比特数）
b
eb
nb n
np
b
lim
（ 3） 误码率与误信率的关系二进制时,Pe=Pb,多进制时,与译码方式等有关,一般 Pe>Pb，
显然,误码率越小,通信的可靠性越高 。
[例 1-4]：某消息以 2Mbit/s的信息速率通过有噪声的信道,在接收机输出端平均每小时出现
72bit差错 。 试求误信率 。
8
2 1010242
)6060/(72
b i t
b i tP
b解：
1.1 通信发展简史
1838年 有线电报发明,成为使用电通信的标志 。
1876年 有线电话发明,是现代通信的开端 。
1878年 第一个人工交换局,21个用户 。
1896年 无线电报发明,无线通信的开端 。
1906年 电子管的发明,使有线,无线通信迅速发展 。
20世纪 30年代 通信理论体系形成 。
20世纪 50年代 晶体管和集成电路问世,模拟通信高速发展,
数字通信方式形成,计算机和通信技术密切结合,人机通信,机器与机器之间的通信逐渐实现 。
20世纪 80年代 通信网迅速发展,除传统的电话网,电报网以外,其它各种先进的通信网蓬勃发展,如移动通信网,
综合业务数字网,公用数据网,智能网,宽带交换网等作业,P11~12：习题 1-1，
1-4,1-5,1-7,1-9
1,信源即原始电信号的来源,它的作用是把原始消息信号转换为相应的电信号 。 这样的电信号通常称为消息信号或基带信号 。 一般基带信号的频率都比较低,而且最高频率与最低频率之间的比值很大,可以远大于 1。
2,发送设备基带传输时,发送设备只要有放大器,滤波器等即可 。 但通常基带信号需要经过调制以后,将频谱搬移到较高的频率范围后再传输,这种经过调制后,频谱变高的信号称为频带信号,
对于频带信号的传输称为频带传输 。 当采用频带传输时,发送设备主要包括调制器,振荡器,放大器,滤波器等 。
3,信道和噪声源在发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒质称为信道,
目前常用的信道有架空明线,电缆等有线信道和中长波,短波,
微波等无线信道 。 Next
信号在处理和传输过程中都会受到各种噪声的干扰,从而使信号产生失真 。 噪声主要来自信道,但也分散在通信系统的其它部分,为方便起见,在通信系统的一般模型中把噪声集中画在一起,以噪声源表示 。
4,接收设备接收设备的功能与发送设备相反,其作用是从受噪声影响的有噪信号中区分信号和噪声,对其进行必要的处理和变换,以恢复相应的基带信号 。
5,受信者其作用是将恢复出来的基带信号转换成相应的消息 。
[问题 1]原始消息转换为相应的电信号称为基带信号 。 话音基带信号频率范围为,100Hz～ 5KHz,但主要集中在 200Hz～
3KHz；电视图像基带信号频率范围为,0~6MHz。
[问题 2]基带信号往往要经过调制以后进行传输,主要原因如下：
（ 1） 为了使信号容易通过天线辐射出去；
（ 2） 便于进行频率分配 （ 如多个电台 ） ；
（ 3） 便于进行多路复用 （ FDM） ；
（ 4） 通过调制减小噪声和干扰的影响 （ 增加带宽,如
FM） ；
（ 5） 可以克服某些设备限制 （ 如把宽带信号变为窄带信号,
便于放大和滤波 ） 。
[问题 3]无线电广播中的信息源是声电转换器 （ 如麦克风 ） ；
信道是无线信道 （ 中长波,短波,微波等 ） ；受信者是电声转换器 （ 如扬声器 ） 。
1.1 引 言
l 通信与通信系统的基本概念电通信,用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输与交换，以达到通信的目的。
通信系统,为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。
通信,传输与交换消息的过程。
本课程讨论信息的传输、交换及通信网的基本原理，但侧重点是信息传输原理。
问题 1：何为基带信号？话音和图像基带信号的频率范围大致为多少？
问题 2：为何基带信号往往要经过调制以后进行传输？
问题 3：无线电广播中的信息源、信道及受信者的具体内容是什么？
信 源 发送设备 信 道 接收设备 受信者噪声源图 1 － 1 通信系统的一般模型
（发送端） （接收端）
1.1 通信系统的组成一、通信系统的组成和各部分的作用二,通信系统模型
1,基本概念离散消息和连续消息,消息的状态是可数的或离散型的,称为离散消息 （ 数字消息 ） ；消息的状态是连续变化的,则称为连续消息 。
数字信号和模拟信号,若携带消息的电信号参量是离散的,则为数字信号；若携带消息的电信号参量是连续的,则为模拟信号 。
模拟通信系统,在信道中传输模拟信号的系统 。
数字通信系统,在信道中传输数字信号的系统 。
这种划分方式是根据信道传输信号的差异为标准的,
而不是根据信源输出的信号来划分的 。
2,模拟通信系统模型：
模拟信息源 调制器 信 道 解调器 受信者噪声源图 1 － 2 模拟通信系统模型
（发送端） （接收端）
l 模拟信息源 /受信者：模拟信息源将发送端的连续消息变换成原始电信号 （ 模拟基带信号 ） ；受信者将接收端得到的原始电信号反变换为原连续消息 。
l 调制 （ 解调 ） 器：调制器将原始电信号变换成适合信道传输的频带信号；解调器将接收到的频带信号反变换成原始电信号 。
实际上,在上述模型中,系统里还可能包含滤波,放大,变频,
辐射,天线等部分,但本课程着重研究调制和解调,其余过程被认为是足够理想的 （ 即对信号传输不产生失真,不引入噪声 ） 。
2,数字通信系统模型：
信息源噪声源
( a ) 数字调制通信系统模型
（发送端） （接收端）
信源编码信道编码加密器数字调制信道解调器解密器信道译码信源译码码受信者信息源噪声源
( b) 数字基带通信系统模型
（发送端）
（接收端）
基带信号形成器信道接收滤波器受信者
l信息源：将发送端的离散消息变换成原始电信号 （ 数字基带信号 ） 。
l信源 编 （ 译 ） 码：为降低信号多余度进行的编 （ 译 ） 码 。
l信道编 （ 译 ） 码：信道编码又称为抗干扰编码 （ 或纠错编码 ） 。 它是在数字基带信号中人为地按照一定的规律加入多余码元,以便在接收端译码器中发现或纠正码元在传输中的错误 。 是为降低误码率进行的编译码 。
l加 （ 解 ） 密器：在发送端加密器对基带信号人为地进行
,扰乱,,以达到加密的目的；而在接收端,根据通过解密器将扰乱的信号进行恢复 。
l调制 （ 解调 ） 器：数字调制器将数字基带信号变换成适合信道传输的频带信号；数字解调器将接收到的频带信号还原成数字基带信号 。
l基带信号形成器 （ 数字基带调制器 ）,把数字基带信号变换成适合于基带信道传输的基带信号 。
l接收滤波器：用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰 。
4．模拟信号的数字传输系统模型模拟信息源
A / D 及信源编码数字通信系统
D / A 及信源译码受信者图 1 － 4 模拟信号的数字传输系统模型
5,数字通信系统与模拟通信系统的比较数字通信系统与模拟通信系统相比,其主要优点在于,（ 1）
抗噪声性能好； （ 2） 数字接力通信 （ 中继 ） 时可以消除噪声的积累； （ 3） 可以采用信道编码降低误码率,提高通信质量； （ 4）
便于加密； （ 5） 便于处理,存储,交换； （ 6） 便于和计算机等连接,综合传递各种消息,使通信系统功能增强 。
其主要缺点是占用的频带比较宽 。
[问题 1]话音信号为模拟信号，所以传输话音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？
答,不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。
[问题 2] 数字电话与模拟电话有什么区别？
答：区别在于数字电话是数字通信系统，
语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。
1.3 通信系统的分类及通信方式一,通信系统的分类
1,有线通信和无线通信 —— 按电信号的传输媒质分
2,模拟通信和数字通信 —— 按电信号在信道中的存在方式分
3,基带传输与频带传输 —— 按调制与否分常用调制方式及用途,（ P5）
4,按信号复用方式分频分复用 （ FDM）,时分复用 （ TDM）,码分复用
（ CDM） 。
5,按消息的物理特征分符号 （ 电报 ） 通信,语音 （ 电话 ） 通信,图像图像与数据通信等 。
6,其它分类如长波,中波,短波及微波通信；卫星通信,光纤通信等 。
二,通信方式
1,按消息传输的方向与时间关系分 (P5~6)
单工通信,半双工通信和全双工通信 。
2,按数字信号码元的排列方式分 (P6)
串行通信和并行通信 。
3,按连接的用户分 (P6)
点对点 （ 专线 ） 通信和网通信 。
二,信息量信息量是信息多少的度量 。 信息量定义为：
信息量的单位取决于底 a,当 a=2时,则信息量的单位为比特
（ bit） ；当 a=e时,则信息量的单位为奈特 （ nite） ；当 a=10时,
则信息量的单位为十进制单位 （ 或哈特莱 ） 。
1.1 信息及其度量一、信息的定义在通信层次上，我们可以把信息理解为,是消息中包含的有意义的内容，即消息的内核 。而消息则是信息的外壳。
区别消息与信息可以从两个方面来理解：（ 1）同样长短的消息包含的信息可能是不一样的。 （ 2）不同的消息可能包含同样的信息。
P ( x )P ( x )I aa l o g1l o g
1,等概率出现的离散消息的信息量若需要传递的离散消息是在 M个消息之中独立地选择其一,
且认为每一消息的出现概率相同,则传送每一消息的信息量为：
M—传送的波形数； P —每一波形出现的概率 。
2,非等概率出现的离散消息的信息量设离散信息源是一个由 n个符号组成的集合,称符号集 。 符号集中的每个符号 xi在消息中是按一定概率 P(xi)独立出现的,且
,则每个符号所含的信息量的统计平均值,即平均信息量 （ 又称为信息源的熵 ） 为：
)/()]() [ l og(
)](l o g)[()](l o g)[()](l o g)[()(
1
2
2222121
符号b i txPxP
xPxPxPxPxPxPxH
n
i
ii
nn
)/(l o g)(1l o g 22 符号b i tMxPI
1)(
1
n
i i
xP
3,连续消息的平均信息量 （ 相对熵 ）
若 f(x)为连续消息出现的概率密度,则连续消息的平均信息量 （ 相对熵 ） 为：
dxxfxfxH e )(l o g)()(1
1.5 通信系统的质量指标通信系统的质量指标主要有：有效性,可靠性,
适应性,标准性,经济性及维护使用等 。 其中最主要的是有效性和可靠性,它们二者是对立统一的 。
一,模拟通信系统的质量指标
1,有效性有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量 。 模拟通信的有效性是指传输一定的信息量所消耗的信道资源数 （ 带宽或时间 ）,通常用有效传输带宽来衡量 。
同样的消息采用不同的调制方式,则需要不同的频带宽度 。 频带宽度越窄,则有效性越好 。
2,可靠性可靠性是指接收信息的准确程度,模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号与接收端恢复的模拟信号之间的误差程度 。 在实际的模拟通信系统中,其可靠性是用接收终端的输出信噪比来度量的,这是因为在信道是理想的情况下,误差是由信号传输时的加性噪声产生的,而加性噪声一般用信噪比衡量 。
信噪比越大,通信质量越高 。
当然,在信道不是理想的情况下,会产生乘性噪声,可以由保真度,可懂度,清晰度等指标进行衡量 。 本课程主要讨论加性噪声的影响 。
模拟通信系统对 S/N的要求：一般无线通信
26dB以上；普通电话 20dB以上；话音通信听清
95%以上,S/N在 40dB以上；电视图像 40dB以上 。
信噪比是由信号功率和传输中引入的噪声功率决定的；不同的调制方式在同样的信道条件下所得到的信噪比是不同的 。
二,数字通信系统的质量指标
1,有效性数字通信的有效性用传输速率来衡量 。
（ 1） 码元速率码元及码元长 （ 宽 ） 度,在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位 N进制信号,此时间间隔内的信号称为 N进制码元,而时间间隔的长度称为码元长度 。
图 1 － 5 二 / 四进制码元序列
T
b
2T
b
3T
b
4T
b
5T
b 6T b 7T b 8T b 9T b
0
0 1 0 1 0 1 0 1
t
1
T
b
2T
b
3T
b
4T
b
5T
b 6T b 7T b 8T b 9T b
0
0 1 3 2 3 1 0 0
t
0
码元速率,是指单位时间传输的码元数,以 RB表示,
单位,baud（ 波特,简记 Bd或 B）,RB＝ 1/ Tb,Tb为码元宽度 。
码元速率与数字信号的进制没有关系,只与码元宽度有关 。
（ 2） 信息速率 （ 传信率 ）
单位时间传输的信息量为信息速率,以 Rb表示,单位 bit/s（ 比特 /秒或 bps） 。
对于一个 N进制数字信号,RbN=RBN（ log2N） 。 所以,信息速率与进制有关 。
对于二进制数字信号,Rb2=RB2,有时简称它们为数码率 。
[例 1-1] 某二元码序列的信息速率是
2400bit/s,若改用八元码序列传送该序列,
试求码元速率为多少？
[例 1-2] 某消息用十六元码序列传送时,
码元速率是 300 baud,问：其信息速率为多少？ 若改用二元码序列传送该消息,试求信息速率为多少？
)(2 4 0 0228 b a u dRRR bBB解：
)/(300
)/(12 0 03004)16( l og
1622
16216
sbi tRRR
sbi tRR
BBb
Bb
解：
[例 1-3]一个由字母 A,B,C,D组成的字,
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00
代表 A,01代表 B,10代表 C,11代表 D,每个脉冲宽度为 5ms：
（ 1） 不同的字母是等概率出现的,试计算传输的平均信息速率 。
（ 2） 若每个字母出现的概率为
PA=1/5,PB=1/4,PC=1/4,PD=3/10
计算传输的平均信息速率 。
)/(5.1 9 8
1010
9 8 5.1
)/(9 8 5.1
10
3
l o g
10
3
4
1
l o g
4
1
4
1
l o g
4
1
5
1
l o g
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1
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t
I
R
b i t
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t
I
R
msmst
b i tM
xP
I
b
n
i
ii
b
则：
符号
）（
则：
符号）（符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解：
2,可靠性数字通信的可靠性用差错率来衡量 。
（ 1） 误码率
（传输的码元总数）
（差错码元数）
B
eB
ne n
np
B
lim
一般数字电话要求 Pe不大于 10－ 3,传输数据 Pe在
10－ 5～ 10－ 6以下 。
（ 2）误信率
）（传输消息的总比特数
（错误消息的比特数）
b
eb
nb n
np
b
lim
（ 3） 误码率与误信率的关系二进制时,Pe=Pb,多进制时,与译码方式等有关,一般 Pe>Pb，
显然,误码率越小,通信的可靠性越高 。
[例 1-4]：某消息以 2Mbit/s的信息速率通过有噪声的信道,在接收机输出端平均每小时出现
72bit差错 。 试求误信率 。
8
2 1010242
)6060/(72
b i t
b i tP
b解：
1.1 通信发展简史
1838年 有线电报发明,成为使用电通信的标志 。
1876年 有线电话发明,是现代通信的开端 。
1878年 第一个人工交换局,21个用户 。
1896年 无线电报发明,无线通信的开端 。
1906年 电子管的发明,使有线,无线通信迅速发展 。
20世纪 30年代 通信理论体系形成 。
20世纪 50年代 晶体管和集成电路问世,模拟通信高速发展,
数字通信方式形成,计算机和通信技术密切结合,人机通信,机器与机器之间的通信逐渐实现 。
20世纪 80年代 通信网迅速发展,除传统的电话网,电报网以外,其它各种先进的通信网蓬勃发展,如移动通信网,
综合业务数字网,公用数据网,智能网,宽带交换网等作业,P11~12：习题 1-1，
1-4,1-5,1-7,1-9
1,信源即原始电信号的来源,它的作用是把原始消息信号转换为相应的电信号 。 这样的电信号通常称为消息信号或基带信号 。 一般基带信号的频率都比较低,而且最高频率与最低频率之间的比值很大,可以远大于 1。
2,发送设备基带传输时,发送设备只要有放大器,滤波器等即可 。 但通常基带信号需要经过调制以后,将频谱搬移到较高的频率范围后再传输,这种经过调制后,频谱变高的信号称为频带信号,
对于频带信号的传输称为频带传输 。 当采用频带传输时,发送设备主要包括调制器,振荡器,放大器,滤波器等 。
3,信道和噪声源在发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒质称为信道,
目前常用的信道有架空明线,电缆等有线信道和中长波,短波,
微波等无线信道 。 Next
信号在处理和传输过程中都会受到各种噪声的干扰,从而使信号产生失真 。 噪声主要来自信道,但也分散在通信系统的其它部分,为方便起见,在通信系统的一般模型中把噪声集中画在一起,以噪声源表示 。
4,接收设备接收设备的功能与发送设备相反,其作用是从受噪声影响的有噪信号中区分信号和噪声,对其进行必要的处理和变换,以恢复相应的基带信号 。
5,受信者其作用是将恢复出来的基带信号转换成相应的消息 。
[问题 1]原始消息转换为相应的电信号称为基带信号 。 话音基带信号频率范围为,100Hz～ 5KHz,但主要集中在 200Hz～
3KHz；电视图像基带信号频率范围为,0~6MHz。
[问题 2]基带信号往往要经过调制以后进行传输,主要原因如下：
（ 1） 为了使信号容易通过天线辐射出去；
（ 2） 便于进行频率分配 （ 如多个电台 ） ；
（ 3） 便于进行多路复用 （ FDM） ；
（ 4） 通过调制减小噪声和干扰的影响 （ 增加带宽,如
FM） ；
（ 5） 可以克服某些设备限制 （ 如把宽带信号变为窄带信号,
便于放大和滤波 ） 。
[问题 3]无线电广播中的信息源是声电转换器 （ 如麦克风 ） ；
信道是无线信道 （ 中长波,短波,微波等 ） ；受信者是电声转换器 （ 如扬声器 ） 。
