1.1 通信系统组成

1.1.1 通信系统基本组成

通信即两地之间传递和交换信息。通信系统是实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和。点对点之间的通信系统是最简单的通信系统，其基本组成如图1.1所示。图1.1（a）是两用户双向互通信息的双工通信系统组成原理图，在这种系统中双方都必须具备接收设备和发送设备，彼此作为信源和信宿。在有些情况下，通信系统只有单向通信功能，这类系统称为单工通信系统，如图1.1（b）所示。

图1.1 通信系统基本组成

图1.1（b）中，信息源是消息的发源地，常称为信源。其作用是把各种消息转换成原始电信号，称为消息信号或基带信号。电话机、摄像机、电传机、计算机等终端设备都可以称为信源。其中输出模拟电信号的属于模拟信源，输出数字离散信号的属于数字信源。收信者也可称为信宿，信宿是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。

发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的基带信号变换成适合在信道中传输的信号。其变换方式有多种形式，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式。对数字通信系统来说，发送设备还应包括信源编码与信道编码等。

信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道即为自由空间；在有线信道中，信道可以是电缆、光纤、同轴线、电力线等。有线和无线信道均有多种物理媒质。媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接影响到通信的质量。根据研究对象的不同，需要对实际的物理媒质建立不同的数学模型，以便分析传输媒质对所传输信号的影响。

噪声不是人为加入的，而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的，并且是通信过程中所不希望的。噪声的来源途径很多，主要可分为内部噪声和外部噪声，外部噪声往往是从信道引入的，因此，为了分析方便，把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象地加入到信道中。

接收设备的基本功能是发送设备各功能的反变换，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从携带有干扰和噪声的接收信号中正确地恢复出相应的原始基带信号，对于多路复用信号，还应包括解除多路复用和实现正确分路等功能。

图1.1概括地描述了一个通信系统的组成，它反映了通信系统的共性。根据研究的对象以及所关注的问题不同，图1.1中的各小方框的内容和作用将有所不同，因而相应有不同形式的更具体的通信模型。通信系统总体上可以分为模拟通信系统和数字通信系统，前者用模拟信号传递信息，后者用数字信号传递信息。