1第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念21.1通信的概念1.21.31.41.51.61.71.81.91.10通信系統(tǒng)通信方式信道和傳輸介質信號與噪聲信號頻譜與信道通頻帶信息的度量與香農(nóng)公式多路復用的基本概念通信系統(tǒng)性能評價通信技術發(fā)展史主要內(nèi)容31.1通信的概念第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念通信：就是利用信號將包含信息的消息進行空間傳遞的過程。簡單地說，通信就是信息的空間傳遞。信息：是一切事物運動狀態(tài)或存在方式的不確定性描述，是人們欲知或欲表達的事物運動規(guī)律，通常以消息的形式（例如語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等）表現(xiàn)出來。消息：是信息的外在表現(xiàn)形式或信息的邏輯載體。信息是消息的內(nèi)涵。4由于“交通”與“通信”具有較強的類比性，所以，我們用一些交通運輸（包括公路和鐵路運輸?shù)龋嵗鳛楸容^對象，比如：交通/通信、運輸/傳輸、運載工具/信號、貨物/信息、道路/信道等，旨在幫助大家更透徹地理解通信原理中的許多概念和問題。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念5通信系統(tǒng)：用于進行通信的設備硬件、軟件和傳輸介質的集合。1.2

通信系統(tǒng)第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念6第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念7通信系統(tǒng)的分類模擬通信系統(tǒng)（analogcommunicationsystem）可以說是以模擬信號形式傳輸模擬消息的系統(tǒng)（模型見圖1-1），比如電話通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)（digitalcommunicationsystem）可以說是以數(shù)字信號形式傳輸模擬消息的系統(tǒng)（模型見圖1-3（a））。比如數(shù)字電話通信系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)（手機）。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（datacommunicationsystem）可以說是以數(shù)字信號形式傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。比如計算機與打印機之間的通信系統(tǒng)。通常，數(shù)據(jù)通信主要指計算機（或數(shù)字終端）之間的通信。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念8第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念9第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念10因為數(shù)字通信產(chǎn)生的直接原因是為了提高模擬通信的質量，所以，數(shù)字通信可以理解為是模擬通信的升級。

數(shù)字通信具有以下特點：抗干擾能力強。便于進行信號加工與處理。提高了傳輸質量。數(shù)字信息易于加密且保密性強。增加了通信系統(tǒng)的靈活性和通用性。

缺點：增加信道帶寬第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念11模擬通信系統(tǒng)可認為是一種信號波形傳輸系統(tǒng)，而數(shù)字通信系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)則是信號狀態(tài)傳輸系統(tǒng)。兩種通信系統(tǒng)信號傳輸示意圖:12

無線通信系統(tǒng)，利用無線電波、紅外線、超聲波、激光進行通信的系統(tǒng)。

有線通信系統(tǒng)，利用導線(包括電纜、光纜和波導等)作為介質的通信系統(tǒng)。

基帶通信系統(tǒng)，傳輸沒有經(jīng)過任何調制處理的信號的系統(tǒng)。

調制通信系統(tǒng)，傳輸已經(jīng)經(jīng)過調制處理的信號的系統(tǒng)。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念13除上述各種通信系統(tǒng)之外，還有根據(jù)業(yè)務種類和工作波段劃分的通信系統(tǒng)，比如：電話通信系統(tǒng)、電報通信系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)、電視通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、長波通信系統(tǒng)、中波通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)等。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念14按通信對象數(shù)量分按信號傳輸方向與時間分按通信終端連接方式分按數(shù)字信號傳輸順序分按同步方式分點到點通信點到多點通信多點到多點通信單工通信半雙工通信雙工通信兩點間直通方式兩點間交換方式串行通信并行通信同步通信異步通信表1-1通信方式的類別通信方式：通信雙方(或多方)之間的工作形式和信號傳輸方式。它是通信各方在通信實施之前必須首先確定的問題。根據(jù)不同的標準，通信方式也有多種分類法，具體如表1-1。1.3

通信方式第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念15第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念161.4

信道和傳輸介質狹義信道：信號的傳輸介質；廣義信道：傳輸介質(狹義信道)和信號必須經(jīng)過的各種通信設備(發(fā)送機、接收機、調制器、解調器、放大器等)信道就是信號傳輸或經(jīng)過的途徑?；蛘哒f，信道就是為信號提供的傳輸通道。這與交通中的“道路、鐵道和大氣”類似。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念17

調制信道：在具有調制和解調過程的任何一種通信方式中，從調制器的輸出到解調器的輸入之間的信號傳輸途徑。

編碼信道：從編碼器的輸出到解碼器的輸入之間的信號傳輸途徑。

第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念18調制信道對信號的影響是通過乘性干擾及加性干擾使已調制信號發(fā)生模擬性的變化；而編碼信道對信號的影響則是一種數(shù)字序列的變換，即把一種數(shù)字序列變成另一種數(shù)字序列(產(chǎn)生誤碼)。

模擬信道：傳輸模擬信號的信道(模擬信號經(jīng)過的途徑)。

數(shù)字信道：傳輸數(shù)字信號的信道(數(shù)字信號經(jīng)過的途徑)。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念19傳輸介質

可以傳播（傳輸）電信號（光信號）的物質。

分類：有線介質和無線介質。有線介質有線介質通常指雙絞線、同軸電纜、架空明線、多芯電纜和光纖。雙絞線(TwistedPair)類型:屏蔽型（STP）和非屏蔽型(UTP)。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念20圖1-6雙絞線示意圖第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念212.同軸電纜(CoaxialCable)分類：基帶電纜和寬帶電纜?；鶐S電纜：用于直接傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信號；寬帶同軸電纜：用于傳輸高頻信號。基帶電纜的傳輸距離≤幾Km;寬帶電纜的傳輸距離≤幾十km。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念223.光纖(OpticalFiber)直徑為50～100μm的、柔軟的、能傳導光波的介質，由玻璃和塑料構成，使用超高純度石英玻璃制作的光纖具有最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面，再用折射率較低的包層包住，就可以構成一條光通道.外面再加一保護套，即構成一單芯光導纖維電纜－單芯光纜。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念23多模光纖：允許一束光沿纖芯反射傳播.單模光纖：僅允許單一波長的光沿纖芯直線傳播，在其中不產(chǎn)生反射。直徑：單模小，多模大。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念24表1-3單模光纖與多模光纖的比較第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念25無線介質無線介質主要是指可以傳輸電磁波（類比飛機），即無線電波和光波的空間或大氣。主要由無線電波和光波作為傳輸載體。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念26表1-2頻率資源劃分表頻段名稱頻率范圍波長范圍波段名稱傳輸介質用途甚低頻VLF3Hz～30kHz108～104m甚長波有線線對長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端、長距離導航、時標低頻LF30KHz～300KHz104～103m長波導航、信標、電力線通信中頻MF300KHz～3MHz103～102m中波同軸電纜中波無線電調幅廣播、移動陸地通信、業(yè)余無線電通信高頻HF3MHz～30MHz102～10m短波同軸電纜短波無線電移動無線電話、短波廣播、軍用定點通信、業(yè)余無線電通信甚高頻VHF30MHz～300MHz10～1m超短波同軸電纜米波無線電電視、調頻廣播、空中管制、車輛通信、導航特高頻UHF300MHz～3GHz1m～10cm微波波導分米波無線電電視、空間遙測、雷達導航、點對點通信、移動通信專用短程通信、微波爐、藍牙技術超高頻SHF3GHz～30GHz10～1cm波導厘米波無線電微波接力、雷達、衛(wèi)星和空間通信、專用短程通信極高頻EHF30GHz～300GHz1cm～1mm波導毫米波無線電微波接力、雷達、射電天文學紫外線、紅外線、可見光105～107GHz3×10-4～3×10-6cm光波光纖激光空間傳播光通信第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念27

無線電波的傳播方式主要有：

地面波傳播：即無線電波沿地球表面?zhèn)鞑ァ?/p>

天波傳播：利用電離層對電波的一次或多次反射進行的遠距離傳播。

地-電離層波導傳播：電波在從地球表面至低電離層下緣之間的球殼形空間(地-電離層波導)內(nèi)的傳播。

視距傳播：直射波傳播，大地反射波傳播

第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念28直射波傳播：由發(fā)射天線輻射的電波像光線一樣按直線傳播，直接傳到接收點；大地反射波傳播：由發(fā)射天線發(fā)射、經(jīng)地面反射到達接收點；散射傳播：利用對流層或電離層介質中的不均勻體或流星余跡對無線電波的散射作用而進行的傳播。外大氣層及行星際空間電波傳播：以宇宙飛船，人造地球衛(wèi)星或星體為對象，在地-空，空-空之間進行的電波傳播。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念29第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念301.5

信號與噪聲信號是消息的物理載體，通常以某種客觀物理量、客觀現(xiàn)象、符號或語言文字等形式表現(xiàn)出來。信號必須具有可觀測性、可變化性，而用于通信的信號還必須具有可控制性。對于電通信系統(tǒng)而言，信號可定義為：能夠表示消息的電壓、電流和無線電波統(tǒng)稱為電信號。而能夠攜帶消息的光波稱為光信號。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念31按信息載體的不同分類

電信號：電壓信號、電流信號、電荷信號和電磁波(無線電)信號。

光信號：利用光亮度的強弱來攜帶信息的。按信息的內(nèi)容分類

語音信號、圖片信號、活動圖像(視頻)信號、文字信號、數(shù)據(jù)信號等。按信號的調制方式分類

基帶信號：未經(jīng)調制的信號；

已調信號：經(jīng)過某種調制的信號；

第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念32按信號的特征分類

模擬信號：參量(因變量)取值隨時間(自變量)的連續(xù)變化而連續(xù)變化的信號；離散信號：在時間上取離散值的信號；數(shù)字信號：用參量的有限個取值攜帶消息的信號叫做數(shù)字信號。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念33按傳輸介質的不同分類

有線信號：通過導線(電纜)或光纜進行傳輸?shù)男盘枺?/p>

無線信號：利用無線電波、激光、紅外線等進行傳輸?shù)男盘?；按信號變化的特點分類

周期信號：信號的變化按一定規(guī)律重復出現(xiàn)的信號。

非周期信號：除周期信號外的所有信號。按信號的變化規(guī)律分類確定信號：變化規(guī)律是已知的；隨機信號：變化規(guī)律是未知的。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念34

噪聲：不攜帶有用信息的信號。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念35按來源分按表現(xiàn)形式分按對信號的作用形式分自然噪聲人為噪聲內(nèi)部噪聲單頻噪聲脈沖噪聲起伏噪聲加性噪聲乘性噪聲表1-4常見的噪聲分類自然噪聲：指存在于自然界的各種電磁波。人為噪聲：來源于人類的各種活動。

第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念36

內(nèi)部噪聲：通信系統(tǒng)設備內(nèi)部由元器件本身產(chǎn)生的熱噪聲、散彈噪聲及電源噪聲等。

單頻噪聲是一種以某一固定頻率出現(xiàn)的連續(xù)波噪聲，如50Hz的交流電噪聲。脈沖噪聲是一種隨機出現(xiàn)的無規(guī)律噪聲，如閃電、車輛通過時產(chǎn)生的噪聲。起伏噪聲主要是內(nèi)部噪聲，而且是一種隨機噪聲。

高斯噪聲：服從高斯分布的噪聲；

白噪聲：噪聲的功率譜密度在整個頻率范圍內(nèi)都是均勻分布的；

帶限噪聲：不是白色噪聲的噪聲，也稱有色噪聲。

高斯白噪聲：統(tǒng)計特性服從高斯分布、功率譜密度均勻分布的噪聲。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念37

干擾是一種電信號，是一種由噪聲引起的對通信產(chǎn)生不良影響的效應。但并不是所有噪聲都會產(chǎn)生干擾。比如數(shù)字信號上會出現(xiàn)小尖峰脈沖噪聲，由于其幅度還不會造成電路判斷錯誤，因此還不能稱之為干擾。當然，噪聲與干擾的界定是比較困難的，在實際工程中，不管噪聲是否能形成干擾，我們都盡量把它們降到最低。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念38

乘性噪聲(干擾)一般是一個復雜的函數(shù)，常常包括各種線性畸變、非線性畸變、交調畸變和衰落畸變等，通常只能用隨機過程進行描述。

加性噪聲(干擾)包括上述的人為噪聲、自然噪聲和內(nèi)部噪聲，是信道噪聲(干擾)的主要研究內(nèi)容。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念39

這樣我們就把不同信道對信號的干擾抽象為乘性和加性兩種。從抗干擾的角度上講，所謂信道不同，其實質就是n(t)和的不同。如果從信號傳輸?shù)慕嵌壬峡?，不同的信道，其實質就是傳輸方式(有線或無線)的不同、傳輸損耗的不同和頻響特性的不同。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念40抗干擾是通信系統(tǒng)所研究的主要問題之一，除了在理論與方法上尋求解決之外（比如角調制比幅度調制抗干擾性好，數(shù)字通信系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)抗干擾性好），在實用技術上也有很多措施（比如屏蔽、濾波等）。如果用交通類比的話，道路兩邊加裝封閉式護欄可比喻為“屏蔽”；道路入口處的限高欄、限寬錐筒可起到“濾波”作用，如圖所示。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念41

信號的頻譜通常，我們習慣于在時間域(簡稱時域)考慮問題，研究函數(shù)(信號)幅度(因變量)與時間(自變量)的關系。而在通信領域我們常常需要了解信號幅度和相位與頻率(自變量)之間的關系。也就是說，要在頻率域(簡稱頻域)中研究信號。1.6

信號頻譜與信道通頻帶第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念42任意一個滿足狄里赫利條件的周期信號f(t)(實際工程中所遇到的周期信號一般都滿足)可用三角函數(shù)信號的線性組合來表示，即:

(1.6-1)周期信號的頻譜式中(1.6-2)(1.6-3)(1.6-4)第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念43表明任何滿足狄里赫利條件的周期函數(shù)可分解為直流和各次諧波分量之和。第一項是常數(shù)項，是在一周期內(nèi)的平均值，表示信號所具有的直流分量。第二項稱為基波或一次諧波，它的角頻率與周期信號的角頻率相同。是基波振幅，是基波初相角。稱為次諧波是次諧波振幅，是其初相角。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.6-5)44第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念45可見諧波次數(shù)取得越高，近似程度越好。由此得出結論，基波決定信號的大體形狀，諧波改變信號的“細節(jié)”。

若把圖1-13反過來理解，就是低通濾波的概念。比如對于信號（d），若用低通濾波器將7次諧波濾掉，就會得到信號（c）；若將所有諧波濾掉，就得到基波信號（a）。也就是說，低通濾波可以去除高頻紋波或抖動，起到圓滑波形的作用。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念46根據(jù)尤拉公式有把稱為的頻譜函數(shù)，其實部稱為幅頻函數(shù)，虛部稱為相頻函數(shù)。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.6-8)(1.6-9)(1.6-10)47例題1-1求圖1-14所示的周期矩形脈沖信號的頻譜函數(shù)。

圖1-14周期矩形脈沖信號第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念48解該信號在一個周期內(nèi)的解析式為由式(1-10)得第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.6-11)49第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念50從上例中可以看出周期信號的頻譜具有以下幾個特點：（1）（譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍處，即各次諧波點上，具有非周期性、離散性的特點。而譜線的間隔就是基頻（2）各次諧波振幅（即譜線的高低）的總變化規(guī)律是隨著諧波次數(shù)的增加而逐漸減小。（3）各次諧波振幅隨頻率的衰減速度與原始信號的波形有關。即時域波形變化越慢，頻譜的高次諧波衰減越快，高頻成分越少。反之，時域波形變化越劇烈，頻譜中該次諧波分越多，衰減越慢?？傊芷谛盘柕念l譜具有離散性、諧波性和收斂性三大特點。因此，周期越大，譜線越密。也就是單位頻帶中諧波個數(shù)越多。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念51對于一個周期為的周期信號，如果令其周期為無窮大，則該周期信號就變成一個只含一個周期波形的非周期信號。非周期信號的頻譜第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念52傅里葉變換對第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.6-18)(1.6-17)53我們知道無論是一個周期信號還是一個非周期信號都可在頻域進行研究分析。對于周期信號，借助傅里葉級數(shù)可得到與該信號相對應的頻譜函數(shù)；而對于一個非周期信號，可用傅里葉變換求得該信號的頻譜函數(shù)F(ω)。與F(ω)雖然都叫頻譜函數(shù)，但概念不一樣。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念54對于非周期信號，根據(jù)頻譜寬度我們把信號分為：

頻帶有限信號(簡稱帶限信號)；

頻帶無限信號；

頻帶有限信號又包括：

低通型信號：頻譜從零開始到某一個頻率截止，信號能量集中在從直流到截止頻率的頻段上，由于頻譜從直流開始；帶通型信號：頻譜存在于從不等于零的某一頻率到另一個較高頻率的頻段。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念55第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念56任何一個信道不管是一個設備、一個電路或是一個傳輸介質，對信號的傳輸都有影響，除線路損耗之外，還主要表現(xiàn)在兩個方面：對不同頻率信號的幅度衰減，通常是傳輸信號的頻率越高，信道對信號的衰減越大；對不同頻率信號的延遲；信道通頻帶頻響特性(頻率特性)：當把輸入信號的頻率從小到大連續(xù)改變時，所對應的信道輸出信號與頻率的關系；

幅頻特性：當把輸入信號的頻率從小到大連續(xù)改變時，所對應的信道輸出信號與幅值頻率的關系；第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念57頻率響應曲線：把輸出信號的幅值與頻率的變化曲線叫做頻率響應曲線。通頻帶：以輸出信號幅度的最大值為標準(一般是頻響曲線中心頻率所對應的值)，定義輸出幅值下降到最大值的70%時所對應的兩個頻率之間的頻段。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念58第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念59信息量與事件概率之間的關系式為:式中，P表示某事件發(fā)生的概率，I為從該事件發(fā)生的信息中得到的信息量。1.7信息的度量與香農(nóng)公式

信息量：能夠衡量信息多少的物理量。通常用I表示。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念60離散消息x所含信息量I與消息出現(xiàn)概率P(x)的關系為：在離散消息中，當?shù)雀怕食霈F(xiàn)時，每個每個消息的出現(xiàn)概率為1/M，我們?nèi)?shù)底為2，則式(1-20)變?yōu)榈?章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-1)(1.7-2)61在非等概率中，設離散信息源是一個由n個符號組成的集合，稱符號集。符號集中的每一個符號在消息中是按一定概率P獨立出現(xiàn)的，即符號概率場為且有，則整個消息的信息量為第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-3)62當消息很長時，用符號出現(xiàn)概率計算信息量比較麻煩，此時用平均信息量計算較好。

平均信息量：每個符號所含信息量的統(tǒng)計平均值用H(x)表示。

由于式(1-23)同熱力學中的熵的計算公式形式一樣，故通常又稱它為信息源的熵，其單位為bit／符號。顯然，當(等概率條件時的概率值)時，式(1.7-4)即成為式(1.7-2)。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-4)63

關于連續(xù)消息的信息量可用概率密度來描述。其平均信息量為

信息傳輸速率：單位時間傳輸?shù)男畔⒘俊?/p>

信息傳輸速率的單位除了基本的比特/秒(常記作b/s)外，還有kb/s、Mb/s、Gb/s等，它們之間的關系為：1kb/s=1000b/s，1Mb/s=1024kb/s，1Gb/s=1024Mb/s。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-5)64

信道容量：單位時間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊?/p>

香農(nóng)定理：對于一個給定的有擾信道，如果信息源的信息發(fā)出速率小于或等于信道容量，即R≤C，則理論上存在一種方法可使信息以任意小的差錯概率通過該信道傳輸。反之，若R＞C，該信道將無法正確傳遞該信息。香農(nóng)公式

香農(nóng)公式：在一個實際信道中，除了被傳輸?shù)挠杏眯盘栔猓豢杀苊獾鼗煊懈鞣N干擾信號，并且信道帶寬也是有限的。因此，信道容量會受噪聲和帶寬的制約。香農(nóng)公式給出了信道帶寬、信道容量和白色高斯噪聲干擾信號之間的關系：第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念65式中,C為信道容量(單位為bit/s或b/s)，B為信道帶寬(Hz)，S是信號功率，N是噪聲功率。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-6)66

從香農(nóng)公式中我們可得出以下結論：一個給定信道的信道容量受B、S、n0“三要素”的約束。信道容量隨“三要素”的確定而確定。提高信噪比(信號功率與噪聲功率之比)可提高信道容量。一個給定信道的信道容量既可以通過增加信道帶寬減少信號發(fā)射功率也可通過減少信道帶寬增加信號發(fā)射功率來保證。也就是說，信道容量可通過帶寬與信噪比的互換而保持不變。雖然C與B成正比關系，但B→∞時，C卻不能隨之趨于無窮大。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念67

信道容量就是信道允許的最大比特率。在信噪比一定的前提下，信道容量主要由信道通頻帶的寬度決定。

信道帶寬與信道容量的關系

結論：信息(數(shù)據(jù))傳輸速率越高，基頻f的值就越大，則信道所能通過的諧波數(shù)就會越少，信號失真就大，直到信號無法被正確識別。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念68奈奎斯特定理

無噪聲信道最大傳輸速率為C=2BlbV(b/s)式中，B表示信道帶寬；V是信號有效狀態(tài)的個數(shù)。香農(nóng)定理有擾信道的最大信息傳輸速率(即信道容量)是有限的，信道容量受信道帶寬和信道信噪比的制約，只要給定了信道信噪比和帶帶寬，則信道的最大信息傳輸速率就確定了，并且該容量與信號取的離散值個數(shù)無關，無論用什么調制方式都無法改變。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念(1.7-8)69表1-3信息速率與通過諧波次數(shù)的關系第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念70第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念71

物理信道：信號經(jīng)過的通信設備和傳輸介質，強調信道的物質存在性(與廣義信道強調的內(nèi)容不同)；

邏輯信道：在一個物理信道中通過各種復用技術為傳輸多路信號而劃分出來的各路信號通道。1.8

多路復用的基本概念

多路復用：在同一個物理信道(如一個無線電頻段、一個無線電頻率、一對線纜、一條光纖等)中利用特殊技術傳輸多路信號，即在一條物理信道內(nèi)產(chǎn)生多個邏輯信道，每個邏輯信道傳送一路信號，其示意圖如圖1-16。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念72第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念73目前常用的復用技術主要有：頻分復用技術、時分復用技術、空分復用技術、碼分復用技術、波分復用技術。

頻分復用(FDM)：在一個具有較寬通頻帶的物理信道中，通過調制技術將多路頻譜重疊的信號分別調制到不同的頻帶上使得它們的頻譜不再重疊(并保證都處在信道的通頻帶內(nèi))。特點，各路信號在時間上相互重疊，而在頻率上各占其位互不干擾。它要求信道具有較寬的通頻帶以保證容納多路信號的頻譜。

時分復用(TDM)：在一個物理信道中，根據(jù)抽樣定理通過脈沖調制等技術將多路頻譜重疊的信號分時在信道中傳輸。特點，各路信號(調制后)傳輸時在時間上相互不重疊，而在頻率上頻譜重疊，任意時刻信道上只有一路信號，各路信號按規(guī)定的時間定時傳送。

第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念74

空分復用(SDM)：利用空間位置的不同，劃分出多路信道進行通信的復用方式。

碼分復用(CDM)：利用一種特殊的調制技術將多路時間重疊、頻譜重疊的信號變?yōu)閭鬏敶a型不同的信號在信道中傳輸?shù)囊环N方式。特點，多路信號無論在時間上還是頻譜上都重疊，但它們的碼型不一樣。

波分復用(WDM)是光通信中的復用技術，其原理與頻分復用類似。第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念75第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念76評價通信系統(tǒng)性能的主要指標：

有效性：反映信息傳輸?shù)乃俾蕟栴}。

可靠性：代表信息傳