数字通信系统理论基础：模数转换与信道复用解析

"通信技术发展史：第二章 通信系统理论基础.pdf，主要涵盖了数字通信系统模型、模数转换、信源编码、信道编码、数字信号的基带传输、频带传输、传输媒质、信道复用等内容，特别强调了抽样定理和奈奎斯特理论的应用。文档来源于北京邮电大学经济管理学院，创建于2011年3月12日。" 在通信技术的发展历程中，第二章深入探讨了通信系统的基础理论。一个典型的数字通信系统由多个关键组成部分构成，如图2-1所示，包括信源、信源编码、模数转换、信道编码、信号传输以及解码接收等环节。这些步骤确保了信息能够从发送端准确无误地传递到接收端。 模数转换（ADC）是通信系统中的重要一环，它将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。抽样是模数转换的第一步，通过在固定时间间隔取样模拟信号，使其离散化。如图所示，原始的模拟信号经过抽样后，形成了离散的样本序列。抽样定理是由哈里·奈奎斯特在20世纪20年代提出的，它指出，为了准确恢复原始模拟信号，抽样速率必须至少是信号最高频率的两倍，这个频率被称为奈奎斯特频率。 信源编码则涉及到如何有效地压缩信息，减少传输数据量，而信道编码是为了在传输过程中对抗噪声和干扰，增加数据的可靠性。数字信号的传输可以分为基带传输和频带传输。基带传输是指信号直接在信道的最低可用频率范围内传输，而频带传输则是将信号搬移到较高的频段进行传输，以便多路复用和避免干扰。 传输媒质是信号从发送端到接收端的物理路径，它可以是无线的，如电磁波，也可以是有线的，如光纤或铜线。信道复用技术，如时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和码分多址（CDMA），使得多个信号能够在同一信道内同时传输，提高了信道的利用率。 本章还讨论了奈奎斯特理论在实际通信系统中的应用，这对于理解数字通信系统的设计和优化至关重要。通过学习这些基础知识，读者能够对现代通信网络的工作原理有更深入的理解，并能应用于实际的通信系统设计与分析中。