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第1章通信的基本概念本章学习要求1、建立关于通信系统组成的基本慨念2、建立无线电波传播的基本慨念3、建立无线通信设备组成的基本慨念通信系统的基本组成方框图终端设备通信设备传输信道通信设备终端设备噪声图1.1通信系统的基本组成模型1.1通信系统基本组成通信系统的基本组成方框图1、终端设备它是通信系统的“起点”和“终点”，由信源和信宿与变换器和反变换器。信源是指产生各种信息（如语音、文字、图像及数据等）的信息源，信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收者。变换器的作用是将信源的信息转换成电信号并加上控制信号（如同步信号、信令信号等）组成所谓基带信号。反变换器则进行的是逆处理过程。1.1通信系统基本组成通信系统的基本组成方框图2、通信设备它的作用是将终端设备产生的基带信号转换成适合信道传输的信号（在发送时）；或者是逆转换（在接收时）。这部分也是本课程的学习和讨论的对象。1.1通信系统基本组成通信系统的基本组成方框图3、传输信道信道是信息传输介质，有无线信道、有线信道等；发送端通信设备产生的信号通过信道输送至接收端的通信设备。在无线传输信道中，携带信息的电磁波通过自由空间进行传播；在有线传输信道中，电磁波则沿有形介质传播。如无线电广播、卫星广播等主要属于无线传输，电话网、计算机网、有线电视网等主要属于有线传输。1.1通信系统基本组成无线电通信的历程1897年马可尼成功地使用无线电装置与航行在英吉利海峡的船舶实现了无线电联络；第一次世界大战期间，使用了无线电话等通信手段；20世纪二十年代，各国开始建立面向公众的中波和短波无线电调幅广播；20世纪四十年代，出现了超短波波段的调频广播；20世纪六十年代，出现了通过人造卫星转发的微波波段的广播（称为卫星广播）。21世纪，计算机和计算机网络应用的普及标志着人类已跨入信息时代，无线移动通信已经成为现代通信中发展最为迅速通信手段之一。1.2无线电波的传播无线电波波段的划分长波：频率在300kHz以下，波长在1000m以上。中波：频段为0.3～3MHz，波长为100～1000m。短波：频段为3～30MHz，波长为10～100m，也称为高频（HF）。超短波：频率范围通常认为是30～3000MHz。更细一些划分，其中30～300MHz称为甚高频（VHF），300～3000MHz称为特高频（UHF）。微波：频率在3000MHz以上。1.2无线电波的传播无线电波传播的途径无线电波通过直射、反射、绕射、散射等方式传播，通过以下途径传至目的地。1、地波传播地波传播是指电磁波沿地球表面的绕射传播。其特点是信号较为稳定，但衰减随着频率的升高、传播距离的增加而迅速增大。地波传播通常用于近距离长波广播、中波调幅广播。2、天波传播天波传播是指电磁波经电离层反射的传播。其特点是传输损耗小、能以较小的功率实现远距离通信，但信号衰落和干扰严重，如短波调幅广播。3、空间波传播空间波传播是指电磁波在大气层的底层传播。其发射与接收天线必须在视距范围内（约50km，但可通过增加天线高度来增大通信距离），常用于频率在30MHz以上的调频广播、电视信号发射、超短波通信和移动通信、微波通信。1.2无线电波的传播无线电波传播的面对的问题与有线传播比较，无线电波是通过开放的空间传播的。路径中的干扰、传播媒介的变化和波动、多径传播、以及通信终端的移动，将使无线接收面对的问题更为严峻。1.2无线电波的传播图1-2电波的多径传播无线电波传播的面对的问题信号衰落是无线接收面对的无法回避的一个严峻问题。无线传播中阴影效应引起的衰落信号振幅一般服从正态（高斯）分布；移动接收时多径衰落信号的振幅服从瑞利分布，多径衰落使信号电平起伏不定，严重时将影响通话质量；快速移动接收还会产生载波频率的偏移（即所谓的多普勒频移）。1.2无线电波的传播无线电收发信机的基本组成方框图1.3收发信机的基本组成图1-10无线电发射机和接收机的基本组成电路方框图无线电收发信机的基本组成方框图在发射机中，基带信号去调制正弦波（称为载波），所谓调制就是用信号去改变正弦载波的振幅、频率或者相位，将信号信息寄存在载波的参数上；然后将已调载波搬移到发射频道上；再往后，通过射频功率放大电路将放大后已调射频载波送至发射天线转变成无线电波播出。在接收机中则进行逆过程的处理。1.3收发信机的基本组成无线电收发信机的主要性能指标无线发信机的主要性能指标有工作频段、频率稳定度、失真程度、输出功率、效率等；无线收信机的主要性能指标有工作频段、频率稳定度、接收灵敏度、选择性、失真度等。1.3收发信机的基本组成无线接收机的灵敏度与选择性灵敏度、选择性是无线接收机的两项重要指标；灵敏度是指当接收机输出功率和输出信噪比一定时，接收机接收天线上所需的最小感应电动势（通常用V表示）。选择性是指接收机选出所要信号、滤除无用信号抑制干扰的能力，它包括邻道选择性、中频干扰的抑制、镜频干扰的抑制。现代通信接收机无一例外地采用超外差式的结构以保证接收机灵敏度和选择性。1.3收发信机的基本组成超外差接收机的组成架构1.3收发信机的基本组成图1-11超外差接收机组成的原理框图练习与思考1-1影响电波传播的是哪3种基本传播机制？1-2无线电波有哪些传播特性？1-3调制的目的有哪些？1-4按照调制器的不同功能，可分为哪几种调制方式？1-5发射机和接收机的主要技术指标有哪些？1-6画出超外差接收机的组成框图，简要说明各部分的作用。