通信系统是指实现信息传递所需的一切技术设备和传输介质的总和。通信目的是传输信息，而通信系统的作用则是将信息从信源发送到一个或多个目的地。

通信系统的组成包括信源、发送设备、信道、接收设备和信宿。信源是把待传输的消息转换成原始电信号的设备，如话筒、摄像机等。发送设备是将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合于在信道中传输的信号，使其具有抗信道干扰的能力和足够的功率满足远距离传输的需要。信道是物理介质，是信号传输的通道，能给信号以通路，也能对信号产生各种干扰和噪声。无线信道指自由空间，有线信道指明线、光纤和电缆等。接收设备是将信号放大或者反变换，目的是从受到减损的接受信号中正常恢复出原始电信号。而信宿则是传送消息的目的地，把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。

信源编码：信源编码是将模拟信号转换成数字信号的过程。它的目的是提高信道传输的有效性，通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率，以达到传输所占带宽的降低，从而提高通信的有效性。同时，信源编码器还可以完成模/数(A/D)转换，将模拟信号转换成数字信号，实现模拟信号的数字化传输。

信源解码：信源解码是信源编码的逆过程。在接收端，利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，可恢复原来的信息。

2) 信道编码与译码

信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，提供通信系统的可靠性。

3) 加密与解密

加密：在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码的处理过程。

解密：接受端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，可恢复原来的信息。

4) 数字调制与解调

数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带宽信号。

5) 同步收发两端在时间上保持步调一致，保证数字信号有序、准确、可靠传输。

数字通信具有抗干扰能力强、差错可控、易加密等优点，已成为当代通信技术的主流。

您好！信源编码是将模拟信号或数字信号转换成另一种形式的过程，以便于传输。在无线广播中，信源一般是一个语音源(语音或音乐),在有线广播中，信源主要是活动图像的视频信号源，这些信源的输出都是模拟信号，称之为模拟信源；数字信源输出离散的数字信号，如电传机、计算机等各种数字终端。

根据您提供的信息，您可以参考以下内容：

- 通信系统的性能指标主要涉及可靠性、有效性、适应性、经济性、保密性、标准性、可维护性。其中有效性和可靠性是只要的矛盾所在。有效性是指信息传输的“速率”问题，可靠性是指接受信息的准确程度，也就是传输的质量问题。 [^1.4.1]

- 并行传输和串行传输是两种不同的传输方式。并行传输将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输；而串行传输则将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输。[^1.4.1]

- 数字通信系统的有效性指标可用传输速率和频带利用率来衡量；而频带利用率则是真正衡量数据通信系统的有效性指标，单位带宽内的传输速率，表示为：频带利用率=码元(信息)传输速率/信道传输带宽。[^1.4.2]

信源是产生消息或消息序列的源泉，信息是抽象的，而消息是具体的，消息不是信息本身，但消息包含和携带着信息。离散信源输出的消息数是有限的或可数的，而且每次只输出其中一个消息，用一个离散型随机变量来描述这个信源输出的消息。连续信源输出的是单个符号的消息，其可能出现的消息数是不可数的无限值，即输入消息的符号集的取值是连续的。离散平稳信源每个随机变量的可能取值是有限的或可数的，而且随机矢量的各维分布都与时间起点无关，也就是在任意两个不同时刻随机矢量的各维概率分布都相同。

中文自然语言文字作为信源输出的消息时时间上离散的符号序列，每个符号的出现是不确定的，随机的。离散化的平面灰度图像信源空间中每一点的符号都是随机的。连续平稳信源若信源输入的消息可以用N维随机矢量来描述，其中每个随机分量都是取值为连续的连续型随机变量，并且满足矢量的各维密度函数与时间起点无关，也就是在任意两个不同时刻随机矢量的各维密度函数均相同，如语音信号、热噪声信号。

2.2 信源编码概述：信源编码是一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行变换或者为了减少或消除信源利余度而进行的信源符号变换。基本功能包括提高信道传输的有效性和完成模/数转换。最原始的信源编码是莫尔斯电码、ASCII和电报码等。

2.3 抽样定理：描述抽样频率要求的定理即为抽样定理。对一个带宽有限的连续模拟信号进行抽样时若抽样频率足够大则这些抽样值就能够完全代表元模拟信号并且能够由这些抽样值准确地恢复出原模拟信号波形因此不一定要传输模拟信号本身只要传输满足一定抽样频率要求的离散抽样值接受端就可以恢复出原模拟信号。

2.4 脉冲编码调制(脉码调制):脉冲编码调制是一种将模拟语言信号变换成数字信号的编码方式PCM(脉冲编码调制)模拟信号调制一个二进制脉冲序列载波是脉冲序列调制改变脉冲序列有无或“1”“0”。PCM主要包括抽样量化和编码。抽样把连续时间模拟信号转换成离散间时间连续幅度的抽样信号量化把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号编码将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出抽样——信号在时间上的离散化量化——信号在幅度上的离散化3. 信道编码：3.1 信道编码概述

信道编码是数字通信系统的重要组成部分，它是将信息从信源可靠地传输到信宿的主要技术方法。对于不同类型的信道，应该采用不同的差错控制技术，常用的如下：1)检错重发；2)前向纠错；3)混合纠错。这些技术可以有效地减少输出误码率，提高通信效率。

简单信道编码包括分组码和卷积码。分组码是将信息码分组，为每组信息码附加若干监督码的编码。在分组码中，监督码元仅监督码元组中的信息码元。分组码一般用符号(n,k)表示，其中n是码组的总位数，称为码组的长度(码长),k是码组中信息码元的数目，n-k=r为码组中的监督码元数目(监督位数目)。线性分组码和循环码是线性分组码的两种类型。线性分组码适用于信道条件较好的有线通信系统；而循环码具有完整的代数结构编码和译码可以用具有反馈级联的移位寄存器来实现，满足循环移位特性。

卷积码是一种非分组码，在编码过程中充分利用各组织之间的相关性，存在编码记忆性，可以实现连续编码。

调制就是把信号形式转换成适合在信道中传输的过程。载波调制是用调制信号去控制载波的参数，是载波的某一位或几个参数按照调制信号的规律变化。调制信号来自信源的基带信号，可以是模拟信号，也可以是数字信号。载波未受调制时是周期性振荡信号，以正弦波作为常见；也可以是周期性脉冲序列。载波受到调制后称为已调信号，它承载了调制信号的全部特征。解调是调制的逆过程，其作用是将调制信号从已调信号中恢复出来。

4.2 模拟调制

连续载波的模拟调制是调制技术的基础，其中最常用的模拟调制方式是以正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。

正弦载波的表达式为：$c(t)=A\cos(\omega c t+\phi_0)$,其中A为载波幅度，$\omega c$为载波角频率，$\phi_0$为载波的初始相位。

4.2.1 幅度调制

幅度调制是用调制信号去控制载波的幅度，使之随调制信号线性变化。设调制信号为m(t),用m(t)控制载波c(t)的幅度，即可得到已调信号s m(t):$s m(t)=A*m(t)*cos(\omega c t)$。设调制信号m(t)的频谱为M(ω),可得到已调信号s m(t)的频谱s m(ω):$s m(ω)=A/2[M(\omega+ω_0)+M(\omega-ω_0)] $。

1)标准调幅(AM)

假设调制信号m(t)的平均值为0,将其与一个直流信号A0叠加后再去对载波幅度进行调制，可得到的标准调幅信号s AM(t):$s AM(t)=[A0+m(t)]*cos(\omega_0 t)$。已调信号s AM(t)的频谱s AM(ω)=$\pi A_0 [δ(omega+ω_0)+δ(omega-ω_0)]$+$1/2[M(\omega+ω_0)+M(\omega-ω_0)]$。AM已调信号的频谱由载频分量、上边带、下边带3部分组成，其频带宽度是调制信号带宽的2倍，B AM=2ƒ m,ƒ m是调制信号m(t)的最高频率，且有ω m=2πƒ m2 。

2)双边带调幅(DSB)

在AM信号中，调制信号的信息完全由边带信号传送，载波分量并不携带信息，因此载波分量可以去掉，形成抑制载波双边带调幅：s DSB(t)=m(t)*cos(omega c t) 。频谱表达式为s DSB(ω)=1/2[M(omega+ω_0)+M(omega-ω_0)] 。DSB已调信号的频谱由上边带和下边带两部分组成，其频带宽度是调制信号带宽的2倍，B SDB=2ƒ m ,ƒ m是调制信号m(t)的最高频率，且有ω m=2πƒ m3 。

3)单边带调幅(SSB)

在AM和DSB中，已调信号的频谱都包含上下两个边带，且带宽是调制信号带宽的2倍，但实际上，上边带和下边带所传送的信息完全相同，因此只传送一个边带也能够传送调制信号的全部信息，由此产生单边带调幅。其频带宽度和调制信号带宽相同，BSSB=ƒ m $在实现上有较大难度$ 。

4)残留边带调幅(VSB)

介于SSB和DSB的一种调制方式，目的是一方面能够获得高于DSB的频带使用效率；另一方面适度降低调制的实现难度。

VSB信号的带宽B=ƒm+ƒv,为保证VSB信号在解调时能够通过频谱“拼接”而无失真地恢复原调制信号频谱，要求VSB信号频谱中残留的边带频谱与can边带频谱满足互补关系，即残留的边带频谱与残缺的边带频谱叠加能够合成一个完整的调制信号频谱。

4.2.2调幅信号的调制与解调

幅度调制中已调信号具有已调信号的幅度包络轨迹与调制信号的波形变化具有相关性，无论是双边带、单边带还是残留边带调制，已调信号的频谱都是利用调制信号频谱的线性搬移。1)非相干解调：从已调信号的幅度包络中提取调制信号的信息，也成为波形解调；2)相关解调：从已调信号的频谱中提取调制信号的信息，也成为频域解调，利用频谱搬移实现解调。

4.2.3角度调制

用调制信号去控制载波的频率或相位，使之随调制信号线性变化，由于载波的频率和相位发生变化时都会引起相角变化，所以角度调制具体又分频率调制和相位调制。1)角度调制原理：设调制信号为m(t),角度调制已调信号为S m(t)=A*cos[ωc t+φ(t)],其中A为载波振幅，保持恒定不变；θ(t)=[ωc t+φ(t)]为已调信号载波的瞬时相角；φ(t)是因角度调制而引起的载波瞬时相位增量；已调信号载波的瞬时角频率为ωi (t)=d[ωc t+φ(t)]/dt,Δω(t)=dφ(t)/dt是因角度调制而引起的载波瞬时角频率增量；在频率调制中，强调已调信号的瞬时角频率增量dφ(t)/dt与调制信号m(t)成正比，即dφ(t)/dt=k f*m(t),k f为调频灵敏度(调频系数);已调信号的瞬时相位增量φ(t)=k f*∫m(τ)dt 调频信号S FM (t)=Acos[ωc t+k f*∫m(τ)dt];在相位调制中，强调已调信号的瞬时相位增量φ(t)与调制信号m(t)成正比，即φ(t)=k p *m(t),k p为调相灵敏度(调相系数);已调信号的瞬时角频率增量dφ(t)/dt=k p *dm(t)/dt 调位信号S PM (t)=Acos[ωc t+k p *m(t)]。2)角度调制信号特性参数：角度调制是以调制信号m(t)控制载波的相角，因此无论是FM(调频)还是PM(调相),在已调信号中都会产生由m(t)引起的频率增量和相位，这两种增量的最大值是决定角度调制信号特性的重要参数。在FM信号中，角偏移率Δω FM =

.2.4 角调信号的调制与解调

1) 调制：已调信号的相角函数与角频率函数之间存在着积分与微分关系，FM和PM信号之间在调制过程中可以相互转换。

2) FM信号解调：先转换为一个幅度与FM信号的角频率成正比的AM信号，再采用AM信号解调方法提取出调制信号。

4.3 数字载波调制

当采用数字调制信号对载波进行调制时，产生的就是数字调制信号。用数字调制信号对载波的幅度、频率和相位进行调制，就可以相应地实现数字调幅、数字调频和数字调相。

4.3.1 幅移键控(ASK)

用数字调制信号s(t)对载波c(t)的幅度进行调制，就可以得到幅移键控S-ASK(t)=A\cos \omega c(t)。发送消息为“1”时，S-ASK(t)=A;发送消息为“0”时，S-ASK(t)=0。ASK调制系统中的乘法器(实现调制信号s(t)对载波c(t)的幅度调制)可以用一个键控开关来实现，当调制信号s(t)为“1”时，键控开关闭合，有载波信号输出，其幅度为A;当调制信号s(t)为“0”时，键控开关断开，就没有信号输出，就相当于输出一个幅度为“0”的载波。

.3 频移键控(FSK)

用数字调制信号$s(t)$对载波$c(t)$的频率进行调制，就可以得到频移键控$FSK(t)=A\cos(\omega_1t)$,其中$\omega_1$为调制信号的角频率。发送消息为“1”时，$t=0$;发送消息为“0”时，$t=\frac{T}{2}$。频移键控$FSK(t)$的频带宽度$B_F$为：

$B_F=|\frac{T}{2}-\frac{T}{4}|+\frac{2}{T}=\frac{T}{4}+\frac{2}{T}=\frac{5}{4}$

4.3.2 相移键控(PSK)

用数字调制信号$s(t)$对载波$c(t)$的相位进行调制，就可以得到相移键控$PSK(t)=A\cos(\omega_2t)$,其中$\omega_2$为调制信号的角频率。发送消息为“1”时，$t=0$;发送消息为“0”时，$t=\frac{T}{2}$。相移键控$PSK(t)$的频带宽度$B_P$为：

$B_P=|\frac{T}{2}-\frac{T}{4}|+\frac{2}{T}=\frac{T}{4}+\frac{2}{T}=\frac{5}{4}$

差分相移键控(DPSK)是根据调制信号中相邻码元地电平变化来确定载波相位。DPSK有两种解调方式，一种是相干解调方式和差分相干解调。