1、数字通信n课程概况授课：共54学时。考试：期末闭卷考试。参考书籍机械工业出版社，沈越泓，高媛媛，魏以民等编数字通信原理，机械工业出版社，沈其聪主编 机械工业出版社 2004年1月3讲授的主要内容n第一讲 绪论n第二讲 信道n第三讲 数字基带信号传输n第四讲 正弦载波数字调制n第五讲 模拟信号的数字传输n第六讲 差错控制编码n第七讲 同步原理机械工业出版社 2004年1月4第1章 绪论n本章教学目的：了解数字通信这门课程学习的对象、内容，如何学习这门课程，以及明确本课的教学目标。n研究对象：数字通信是一门介绍数字信息传输基本原理（理论和技术）的课程。它的研究对象是数字通信系统。n研究目的：是利用
2、尽可能小的通信资源，获得尽可能高的通信质量。机械工业出版社 2004年1月5第1章 绪论（续1）n研究方法：1)是在系统级模块级层次上将实际通信系统抽象成数学模型，采用数学分析和计，采用数学分析和计算机模拟的方法对其进行研究，得到系统性能算机模拟的方法对其进行研究，得到系统性能与系统参数之间的定量关系。与系统参数之间的定量关系。2)在给定系统参在给定系统参数的情况下，数的情况下，估算系统的性能（系统分析）估算系统的性能（系统分析）；在给定系统性能要求的情况下，在给定系统性能要求的情况下，设计和优化系设计和优化系统的参数（系统设计）统的参数（系统设计）。3)在系统的数学模型在系统的数学模型比较复
3、杂时，可以采用计算机模拟仿真（如：比较复杂时，可以采用计算机模拟仿真（如：用用MATLAB软件仿真）的方法获得这些参数软件仿真）的方法获得这些参数之间的关系，达到优化通信系统的目的。之间的关系，达到优化通信系统的目的。机械工业出版社 2004年1月6第1章的主要内容1.1 通信系统的组成通信系统的组成1.2 通信系统分类与通信方式通信系统分类与通信方式1.3 信息及其度量信息及其度量1.4 主要性能指标主要性能指标1.5 通信发展简史通信发展简史机械工业出版社 2004年1月71.1通信系统的组成n通信：就是信息传输或消息传输，是从一地向另一地传递和交换信息。n消息与信息：语言、文字、数据、图
4、象等是消息不是信息不是信息，信息是消息中所包含的原来不知而待知的内容。n通信主要是指电通信机械工业出版社 2004年1月81.1通信系统的组成（续1）1.1.11.1.1通信系统的一般模型通信系统的一般模型通信系统：是指实现信息传递所需的一切设备和传输媒质的总和。信息源噪声源受信者接收设备信道发送设备图1-1 通信系统的一般模型机械工业出版社 2004年1月91.1通信系统的组成（续2）n信源：信源：消息的产生地。如电话机、摄像机，计算机等。n发送设备：发送设备：将信源与信道匹配的设备。典型的如调制器等。n信道信道：传输信号的物理媒质，大气，明线、电缆、光纤等。n噪声源噪声源：噪声的集中表示。
5、噪声是普遍存在的。n接收设备接收设备：发送设备的反变换。如解调器等。n信宿（受信者）：信宿（受信者）：信息的归宿点和通信终端。如计算机，电视机、收音机和手机等。机械工业出版社 2004年1月101.1通信系统的组成（续3）n按信号参量取值方式的不同把信号分为两类：模拟信号和数字信号。n模拟信号是连续变化或不可数的（见图1-2）。n数字信号是可数的或离散的（见图1-3）。n按照信道传输信号的类型把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。机械工业出版社 2004年1月111.1通信系统的组成（续4）1.1.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型模拟通信系统模型和数字通信系统模型1.1.模拟通信系统
6、模型模拟通信系统模型n模拟通信系统：是利用模拟信号来传递信息的通信系统。模拟信息源噪声源受信者解调器信道调制器发送设备接收设备已调信号图1-4 模拟通信系统机械工业出版社 2004年1月121.1通信系统的组成（续5）模拟系统中需要两种变换：1)消息变为电信号及反变换，2)将电信号变为适合在信道中传输的信号即调制与解调。n原始电信号又称为基带信号(频谱从零频开始)，已调信号又称为频带信号。已调信号具有三个基本特征：n携带有信息，n适合在信道中传输，n信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。机械工业出版社 2004年1月131.1 通信系统的组成（续6）2.数字通信系统模型数字通信系统模型n数
7、字通信数字通信：用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式，所传送的信号是离散的和数字的。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可以传输经过数字化处理的语音和图像等模拟信号。1.1通信系统的组成（续7）图1-5 数字通信系统模型方框图噪声源信道基带信号形成器信息源接收滤波器受信者b)差错控制保密发送有效信息a)机械工业出版社 2004年1月151.1通信系统的组成（续8）数字系统的基本特征：n传送的信号是“离散”的或数字的。n已调参量与基带信号之间一一对应n信源编码器将原始信号中的无用部分去除n通过差错编码(信道编码器)等手段实现差错控制n可以有效的对基带信号
8、进行加密、解密n需要同步子系统机械工业出版社 2004年1月161.1通信系统的组成（续9）n数字通信的主要特点（1）抗干扰能力强（模拟信号抗干扰能力较弱）。（2）差错可控。可采用编码技术降低误码率。（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算机技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。（4）易于集成化，从而使通信设备微型化。（5）易于加密处理，且保密强度高。数字通信的很多优点是用比模拟通信占用更宽的系统频带换来的。机械工业出版社 2004年1月171.2通信系统分类与通信方式1.2.1 通信系统的分类通信系统的分类说明：根据不同的目的，通信系统有不同的分类方法。1.1.按通信业务分类
9、：按通信业务分类：根据通信业务不同，通信系统可分为话务(电话业务)通信和非话务通信。2.2.按调制方式分类：按调制方式分类：根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带(调制)传输(见表1-1)。机械工业出版社 2004年1月181.2通信系统分类与通信方式（续1）3.3.按信号特征分类：按信号特征分类：按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。4.4.按传输媒质分类按传输媒质分类：按传输媒质分，通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。机械工业出版社 2004年1月191.2通信系统分类与通信方式（续2）5.5.按工作波段分类：按工作
10、波段分类：按通信设备的工作频率不同分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信、远红外线通信等（见表1-2）。6.6.按信号复用方式分类：按信号复用方式分类：传输多路信号有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。机械工业出版社 2004年1月201.2通信系统分类与通信方式（续3）1.2.2 通信方式（通信方式（信道共享问题）1.按消息传递的方向与时间关系分：通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。n单工通信：是指消息只能单方向传输
11、的工作方式，因此只占用一个信道。发端接端信道机械工业出版社 2004年1月211.2通信系统分类与通信方式（续4）n半双工通信：是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。发端接端发端接端信道图1-6(b)半双工通信方式机械工业出版社 2004年1月221.2通信系统分类与通信方式（续5）n全双工通信：是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。发端接端发端接端信道信道图1-6(c)全双工通信方式机械工业出版社 2004年1月231.2通信系统分类与通信方式（续6）2.按数字信号排列顺序分：在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。n并行传输：是将代表信息的数
12、字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。n串行传输：是数字序列以串行方式一个接一个地在一条信道上传输。机械工业出版社 2004年1月241.2通信系统分类与通信方式（续7）图1-7并行和串行通信方式示意图机械工业出版社 2004年1月251.3信息及其度量n信息含量是对消息中不确定性的度量。消息中包含的信息量与消息发生的概率相关。n信息I与概率P(x)之间的关系如下：（1）信息量是概率的函数，I=f P(x)。（2）P(x)越小，I越大；反之，I越小。（3）若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量之和，也就是说，信息具有相加性。IP(x1)P(x2)=IP(
13、x1)+IP(x2)+机械工业出版社 2004年1月261.3 信息及其度量（续1）n信息量I与消息出现的概率P(x)之间的关系为：说明：na=2时，信息量的单位为比特（bit）；na=e时，信息量的单位为奈特（nit）；na=10时，信息量的单位叫哈特莱。1loglog()aaIP xP x n例11I=(23log28/3+14log24+13loa24+7log28)平均信息量=I/符号总数=1.89bit/符号信息量 I=571.906bit=108.64bit机械工业出版社 2004年1月281.4主要性能指标n通信系统的性能指标：有效性、可靠性、标准性、经济性及维护性。主要是有效性
14、和可靠性。n有效性：指消息传输的“速度”n可靠性：指消息传输的“质量”机械工业出版社 2004年1月291.4主要性能指标(续1)n模拟通信系统性能指标模拟通信系统性能指标n信息传输的速度取决于消息所含的信息量和对信息源的处理n均方误差是衡量系统质量的重要指标n信噪比信号平均功率/噪声平均功率n信噪比高信道抗干扰能力强机械工业出版社 2004年1月301.4主要性能指标(续2)n数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标传输速率与差错率1.传输速率码元的传输速率RB=1/T，T为码元的长度，单位：波特(baud)，用B表示。信息传输速率Rb=RBlog2M，M为符号的进制数，单位：比特/秒(
15、bit/s)。机械工业出版社 2004年1月311.4主要性能指标(续3)n频带利用率为单位频带内的码元传输率即：=RB/B(单位：B/Hz)或 =Rb/B(单位：bit/s/Hz)机械工业出版社 2004年1月321.4主要性能指标(续4)2.差错率差错率两种表示方法：误码率及误信率误码率Pe=错误码元数/传输码总数误信率Pb=错误比特数/传输总比特数Pb又称为误比特率，在二进制中，Pb=Pe机械工业出版社 2004年1月331.4主要性能指标(续5)模拟通信系统主要评价指标频带利用率信噪比数字通信系统主要评价指标或 或频带利用率或BRbRePbP机械工业出版社 2004年1月341.5通信
16、发展简史n说明：本节以数字通信发展简史为例介绍通信发展史。n数字通信发展过程中具有里程碑意义的事件(见表1-3)：1、1837年，摩尔斯发明有线电报2、1875年，Emile Baudot发明了定长电报编码方法机械工业出版社 2004年1月351.5通信发展简史（续1）3、1924年，奈奎斯特给出了给定带宽的电报信道上无码间串扰的最大可用信号速率4、1928年，Hartley指出：在带限信道中当最大信号幅度为Amax，幅度失真为A的条件下，存在一个可靠通信的最大数据速率。机械工业出版社 2004年1月361.5通信发展简史（续2）5、1939年，1942年，Kolmogorov和Wiener得
17、到的滤波器称为最佳线性(Kolmogorov-Wiener)滤波器。6、1947年，Kotelnikov提出了基于几何方法的各种数字通信的相干解调。7、1948年，仙农提出了信息论，建立了通信的统计理论。机械工业出版社 2004年1月371.5通信发展简史（续3）8、1950年，汉明的基本工作是提出了有效的差错控制编码方法，它能抗信道噪声。本节附言：希望同学们能从数字通信发展过程中看到，数字通信的发展历史就是不断提高数字通信系统有效性和可靠性的过程。而每次通信系统性能的重大飞跃，都是以引入新的理论或技术为前提。因此，同学们在今后的学习中，应当注意创新。机械工业出版社 2004年1月38本章小结
18、一、几点建议1、明确：通信原理这门课程所研究的对象就是通信系统本身，学习通信理论与技术的目的就是要在尽量节省资源（频率资源、功率资源）和尽量低的设备成本条件下，在模块级系统级层次上寻求提高通信系统性能指标（有效性和可靠性）的方式、方法和手段。机械工业出版社 2004年1月39本章小结（续1）2、领悟：本章通过介绍数字通信发展的简史，希望同学们从深层次领悟学习和研究通信原理（理论和技术）的方法，加深对本课程研究对象和学习目的的理解。3、重点：了解通信系统的组成、评价通信系统性能的指标和数字通信发展的简史。机械工业出版社 2004年1月40本章小结（续2）4、深入学习的建议：更好地掌握通信系统组成
19、和评价通信系统性能指标的知识，读者可以参阅书后文献12（研究生层次）、3-8（本科层次）；如果想进一步了解通信的发展史，可以参阅书后文献9。机械工业出版社 2004年1月41第3章 信道n本章教学目的：了解各种实际信道、信道的数学模型和信道容量的概念。n说明：信道是指以传输媒质为基础的信号通道。它与发送设备、接收设备一起组成通信系统。没有信道，通信就无法进行；信道的好坏直接影响通信的质量。因此，有必要研究信道，根据信道的特点，正确地选用信道，合理地设计收发信设备，使通信系统达到最佳。机械工业出版社 2004年1月42第3章 信道（续1）n本章的讨论思路：通过介绍实际信道的例子，在此基础上归纳信
20、道的特性,阐述信道的数学模型，最后简介了信道容量的概念。n要求：注重了解各种实际信道的特点，掌握信道的数学模型，简单运用信道容量公式解决实际问题。机械工业出版社 2004年1月43第3章的主要内容n3.1 3.1 恒参信道恒参信道n3.2 3.2 随参信道随参信道n3.3 3.3 信道特性及其数学模型信道特性及其数学模型n3.4 3.4 信道容量的概念信道容量的概念机械工业出版社 2004年1月44信道n信道就是指以传输媒介为基础的信号通道，信道特性由传输媒质决定，信道的好坏直接影响通信的质量。n信道可分为恒参信道和随参信道两大类。机械工业出版社 2004年1月453.1恒参信道n恒参信道：如
21、果传输媒质特性基本不随时间变化，所构成的信道称为恒参信道。如明线、电缆、光缆、人造卫星中继等构成的信道属于恒参信道。n随参信道：如果传输媒质特性随时间随机变化，则构成的信道通常称为随参信道。如移动信道、短波电离层反射信道等是随参信道。3.1.1有线电信道1 1对称电缆对称电缆有非屏蔽(UTP)和屏蔽(STP)两种。用于市话中继和用户线路。传输损耗较大，价格便宜，性能稳定。适用于市话，用户，局域网等。图3-1 对称电缆结构图3.1.1有线电信道（续1）2 2同轴电缆同轴电缆广泛用于有线电视网络,特性比较见表3-1。图3-2 同轴电缆结构图3.1.2微波中继信道图3-3 微波中继信道的构成微波线路
22、两点间的传输距离为3050公里，需要建立多个中继站进行长距离传输。3.1.2微波中继信道（续1）（a）四频制图3-4二频制或四频制频率配置方式1站4站3站2站1f1f2f3f4f3f为了提高频谱利用率和减少干扰，可合理设计射频波道频率配置。有二频制和四频制。机械工业出版社 2004年1月503.1.2微波中继信道（续2）（b）二频制1站4站3站2站1f1f2f2f2f1f特点：容量大，稳定，节约有色金属，投资少，维护方便用于传输多路电话及电视3.1.3卫星中继信道图 3-5卫星中继信道示意图以人造卫星作为中继站的信道，也是利用微波信号在空中传播。用于多路电话传输、电视和数据等。与地球自转同步的
23、称为静止卫星，否则称为移动卫星。3个相差120的静止卫星可覆盖地球的绝大部分区域。3.2随参信道3.2.13.2.1陆地移动信道陆地移动信道1.自由空间传播图3-6 移动信道中自由空间传播损耗fdddPRfslglg.lglg20204432420410PL2T 说明：自由空间传播损耗与距离d的平方成正比设发射功率为PT，接收功率为PR，则自由空间的传播损耗Lfs定义为：机械工业出版社 2004年1月533.2.1陆地移动信道（续1）2反射波与散射波反射波与散射波图3-7 移动信道的传播路径 图3-8 平滑表面反射模型机械工业出版社 2004年1月543.2.1陆地移动信道（续2）3折射波折射
24、波图3-9 电波折射示意图大气折射对电波传输的影响可用等效半径来表征机械工业出版社 2004年1月553.2.2短波电离层反射信道n短波电离层反射信道是利用地面发射的无线电波在电离层，或电离层与地面之间的一次反射或多次反射所形成的信道。n电离层离地面60600 km。当频率范围为330MHz(波长为 10100 m)的短波(或称为高频)无线电波射入电离层时，由于折射现象会使电波发生反射，返回地面。机械工业出版社 2004年1月563.2.2短波电离层反射信道（续1）图3-10电离层结构示意图D、E层吸收电波，F2反射层一次反射的最大距离为4000km机械工业出版社 2004年1月573.2.2
25、短波电离层反射信道（续2）nfMUF=f0sec0f0为 0=0时能从电离层反射的最高频率，称为临界频率。白天，电离层厚，fMUF较高，夜晚，电离层薄，fMUF比白天低。机械工业出版社 2004年1月583.2.2短波电离层反射信道（续3）主要特征主要特征：多径传播（1）电波从电离层的一次反射和多次反射（2）电离层反射区高度所形成的细多径（3）地球磁场引起的寻常波和非寻常波（4）电离层不均匀性引起的漫射现象3.2.2短波电离层反射信道(续2)图3-11多径传播形式示意图反射区高度不同一次两次反射寻常波和非寻常波漫射现象机械工业出版社 2004年1月603.3 信道特性及其数学模型3.3.1 恒
26、参信道特性及其数学模型恒参信道特性及其数学模型n恒参信道对信号传输的影响是确定的或者是变化极其缓慢的。因此，可以等效为一个非时变的线性网络。n网络传输特性可以用幅度频率特性(幅频特性)和相位频率特性(相频特性)表征。3.3.1 恒参信道特性及其数学模型(续1)1理想恒参信道特性理想恒参信道特性设输入信号为si(t)，则无失真传输时，要求信道的输出信号式中：K0为传输系数，它可以表示放大或衰减一个固定值；td为时间延迟，表示输出信号滞后输入信号一个固定的时间。傅立叶变换后的频域表示)()(00dittsKts)()(00itjSeKSd机械工业出版社 2004年1月623.3.1恒参信道特性及其
27、数学模型（续2）n信道的传输函数为n信道的幅频特性n相频特性 0dj tHK e 0HK dt 3.3.1恒参信道特性及其数学模型（续3）n无失真传输条件：无失真传输条件：信道的幅频特性在全频率范围内是高度为k0的一条水平线；相频特性在全频率范围内是斜率为td的通过原点的直线。机械工业出版社 2004年1月643.3.1恒参信道特性及其数学模型（续3）n理想恒参信道的群迟延频率特性被定义为相频特性的导数 ddtd 机械工业出版社 2004年1月653.3.1恒参信道特性及其数学模型（续4）2幅度幅度频率失真频率失真图3-13典型音频电话信道的幅频特性、相频特性和群迟延频率特性（a）幅频特性由实
28、际信道的幅频特性不理想引起，又称为频率失真平坦区平坦区 3003000Hz机械工业出版社 2004年1月663.3.1恒参信道特性及其数学模型（续5）图313（b）相频特性；（c）群迟延频率特性机械工业出版社 2004年1月673.3.1恒参信道特性及其数学模型（续6）3.相位频率失真可采用均衡器进行补偿相频失真对模拟话音传输影响不明显图314 相频失真机械工业出版社 2004年1月683.3.1恒参信道特性及其数学模型（续6）4 4具有加性高斯白噪声具有加性高斯白噪声(AWGN)的恒参信道数的恒参信道数学模型学模型（1 1）加性噪声信道）加性噪声信道X+信道()s t()n t()()()r
29、 ts tn t衰减因子噪声机械工业出版社 2004年1月693.3.1恒参信道特性及其数学模型（续7）（2）具有加性噪声的线性滤波信道）具有加性噪声的线性滤波信道恒参信道可看成带宽有限的线性时不变信道恒参信道可看成带宽有限的线性时不变信道+信道()s t()n t()()()()r ts th tn t()h t线性滤波器图316 线性滤波信道机械工业出版社 2004年1月703.3.2随参信道特性及其数学模型n说明：随参信道的传输媒质具有以下三个共同特点。(l)对信号的衰耗随时间随机变化；(2)信号传输的时延随时间随机变化；(3)多径传播。机械工业出版社 2004年1月713.3.2随参信
30、道特性及其数学模型(续1)1 1多径衰落与频率弥散多径衰落与频率弥散（1）多径传播使单一频率的正弦信号变成了包络和相位受调制的窄带信号，这种信号称为衰落信号，即多径传播使信号产生瑞利型衰落；（2）从频谱上看，多径传播使单一谱线变成了窄带频谱，即多径传播引起了频率弥散。当在多径信道中传输数字信号时，信号衰落会引起突发错误，对通信造成严重的危害。在数字通信中，通常采用交织编译码技术（参见第8章）来减轻这种危害。机械工业出版社 2004年1月723.3.2随参信道特性及其数学模型(续2)2 2频率选择性衰落与相关带宽频率选择性衰落与相关带宽图3-17 多径传播的路径有两条的信道模型机械工业出版社 2
31、004年1月733.3.2随参信道特性及其数学模型（续3）)()()(ttkstkstsiio )()()(tjiekSH 122)(cos)(tkH 设输入信号为si(t)，输出信号为so(t)频域幅频特性机械工业出版社 2004年1月743.3.2随参信道特性及其数学模型（续4）n结论：1)信号通过这种信道时，频谱将失真，当失真随时间随机变化时就形成频率选择性衰落。2)(t)通常为时变参量，使得零点、极点的位置也随时间随机变化。图3-18 两条路径传播的选择性衰落机械工业出版社 2004年1月753.3.2随参信道特性及其数学模型（续5）3 3时变线性滤波信道模型时变线性滤波信道模型+信道
32、()s t()n t()()(;)()r ts thtn t(;)ht线性时变滤波器机械工业出版社 2004年1月763.4信道容量的概念n信道容量：是指信道中信息无差错传输的最大速率。n说明：本节介绍调制信道（或称波形信道，它是指从发射机调制器输出端到接收机解调器输入端，这两点之间的信道）的信道容量。机械工业出版社 2004年1月773.4信道容量的概念(续1)1 1仙农公式仙农公式设信道带宽为B（Hz），信道输出信号功率为S（W），输出加性高斯噪声功率为N（W），则可以证明该信道的信道容量为(bit/s)2log(1)SCBN机械工业出版社 2004年1月783.4信道容量的概念（续2）n
33、由香农公式可得以下结论：（1）增大信号功率S可以增加信道容量，若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋于无穷大，即20limlimlog1SSSCBn B机械工业出版社 2004年1月793.4信道容量的概念（续3）（2）减小噪声功率N（或减小噪声功率谱密度n0）可以增加信道容量，若噪声功率趋于零（或噪声功率谱密度趋于零），则信道容量趋于无穷大，即200limlimlog1NNSCBN 机械工业出版社 2004年1月803.4信道容量的概念(续4)（3）增大信道带宽B可以增加信道容量，但不能使信道容量无限制增大。信道带宽B趋于无穷大时，信道容量的极限值为022000limlimlog1limlog
34、1BBBn BSSSCBn BnSn B200log1.44SSenn机械工业出版社 2004年1月813.4信道容量的概念(续5)上式表明，保持S/n0一定，即使信道带宽B，信道容量C也是有限的，这是因为信道带宽B时，噪声功率N也趋于无穷大。2香农公式的应用香农公式的应用参数互换：对于一定的信道容量C来说，信道带宽B、信号噪声功率比S/N及传输时间三者之间可以互相转换。若增加信道带宽，可以换来信号噪声功率比的降低，反之亦然。如果信噪比不变，那么增加信道带宽可以换取传输时间的减少，等等。机械工业出版社 2004年1月82本章小结一、几点说明1、信道是信号传输的通道。所以研究信道，根据信道的特性设计更加合理有效的发信设备和接收设备，对提高通信的质量（有效性和可靠性）非常重要。机械工业出版社 2004年1月83本章小结（续1）2、本章在对常遇到的实际信道进行介绍的基础上，把实际信道归纳为两种比较简单的具有代表意义的信道数学模型，其一是具有加性噪声的线性滤波信道；其二是具有加性噪声的时变线性滤波信道。它们在我们分析和设计通信系统时都非常重要，本书仅仅应用第一种信道模型讨论设计通信系统的有关问题（如：第5章中），关于应用第二种信道模型设计分析通信系统的问题，读者可参阅有关文献2。
