數字通信系統模型如圖1所示。我們按照信號流向，對其中的各個模塊逐一進行解釋。
- 信源
【百度百科】所謂信源就是信息的來源，可以是人、機器、自然界的物體等等。信源發出信息的時候，一般以某種訊息的方式表現出來，可以是符號，如文字、語言等，也可以是信號，如圖像、聲響等等。
圖1中的第一個模塊是信源，信源輸出的波形或者數據流會進入第二個模塊，信源編碼。一般來說，信源可能是模擬的，也可能是數字的。如果信源是模擬的，則認爲它會輸出一定的信號波形，例如麥克風產生模擬語音信號，或者模擬錄像機產生模擬視頻信號，意味着信源產生的波形集中波形的個數是無限多的。如果信源是數字的，一般認爲其輸出“0”、“1”數據流。
- 信源編碼
【百度百科】信源編碼是一種以提高通信有效性爲目的而對信源符號進行的變換，或者說爲了減少或消除信源冗餘度而進行的信源符號變換。
一般來說，信源編碼有兩種不同類型。如果信源爲數字的，那麼信源編碼的主要作用是通過減少冗餘來進行壓縮，這樣的信源編碼稱爲數字信源編碼，它將輸入的數據流編碼後輸出新的比特流。我們僅用下面例子做簡單說明，更多內容大家將在《信息論與編碼》課程中學習。
舉例來說，對於一幅人臉靜態圖像，對於背景、人臉、頭髮等處的亮度、顏色等，都是平緩變化的。相鄰的像素和色度信號值比較接近，具有強相關性。如果直接保存每個像素的亮度和色度信息，數據中存在較多的空間冗餘。如果先去除冗餘數據再編碼，表示每個像素所需要的比特數就會下降，這就是通常說的圖像的幀內編碼，就可以通過減少空間冗餘進行數據壓縮。
再例如，視頻是時間軸方向的幀圖像序列，相鄰幀圖像的相關性也很強，通常用降低幀間的方法來減少時間冗餘。例如草地上的一隻鳥，如果這隻鳥有幾秒鐘不動，那麼可能幾十上百幀的圖像都是不變的，顯然沒有必要把每一幀圖像的每個像素都進行保存傳輸。因此，可以進行幀間壓縮，重建時通過運動估計和運動補償的技術來滿足解碼質量要求。
如果信源爲模擬的，那麼信源編碼的主要作用是將模擬信源產生的模擬信號變換成數字信號，這樣才能夠在數字系統上進行傳輸，這樣的信源編碼稱爲模擬信源編碼。它將輸入的模擬波形編碼後輸出爲數據流。在第14、15講裏，我們將學習模擬語音編碼，即如何把語音信號變爲數據流。
- 信道編碼
【百度百科】由於移動通信存在干擾和衰落，在信號傳輸過程中將出現差錯，故對數字信號必須採用糾、檢錯技術，即糾、檢錯編碼技術，以增強數據在信道中傳輸時抵禦各種干擾的能力，提高系統的可靠性。對要在信道中傳送的數字信號進行的糾、檢錯編碼就是信道編碼。信道編碼之所以能夠檢出和校正接收比特流中的差錯，是因爲加入一些冗餘比特，把幾個比特上攜帶的信息擴散到更多的比特上。爲此付出的代價是必須傳送比該信息所需要的更多的比特。
顯然，信道編碼與信源編碼的作用正好相反。信源編碼是儘量減少冗餘，而信道編碼是增加冗餘。同樣，這裏我們僅舉例簡單說明，更多內容大家將在《信息論與編碼》課程中學習。
第一個例子是大家在微機原理、單片機等課程裏遇到過的奇偶校驗。事實上奇偶校驗是一種最簡單的檢錯碼。我們將準備傳送的若干個二進制數據bit組成一個幀，併爲每幀增加一個冗餘bit，即奇偶校驗位。如果整個幀中一共有偶數個“1”，我們就把奇偶檢驗爲置爲"0"；如果有奇數個“1”，則置爲"1"。顯然，如果該幀在傳輸過程中，發生了奇數個錯，就可以通過奇偶校驗位檢測出來。（想想看，爲什麼只有奇數個錯誤才能夠檢測出來呢？）
奇偶校驗只能夠檢測傳輸中的部分錯誤，並不能糾正錯誤。我們再舉一個簡單的糾錯碼的例子，重複碼。例如，我們準備發送二進制數據流"10010"，如果用重複碼，每個bit重複發送三次，即發送二進制數據"111000000111000"。顯然，這裏我們引入了冗餘bit。在接收端，如果因爲噪聲影響，第1個bit對應的三位編碼輸出"111"錯成了"101"，利用投票原則，我們三個裏面去兩個一樣的，還是可以得到正確的輸出"1"。
從上面例子來看，所謂檢錯碼，是引入冗餘bit，例如奇偶校驗位，來檢測錯誤。而糾錯碼，是引入冗餘bit，例如重複碼中的重複發送位，來糾正錯誤。當然能夠檢測或者糾正的錯誤的個數是與碼的增加的冗餘個數有關的。一般來說，引入的冗餘越多，糾錯能力也就越強。
顯然，信道編碼器的輸出仍然爲比特序列，我們用來表示。下面就要進入我們在第9講裏面要討論的內容，脈衝調製。
- 脈衝調製
所謂脈衝調製，有時候我們也稱爲基帶調製，就是對比特序列的波形表達，更具體來說，在這個部分，是基帶波形表達。通俗點說，就是要把一個一個的bit，表示成爲具體的波形，纔好發送到信道上去。
比如，對於比特序列“11101001”，我們可以下圖中左邊圖中的波形來表示，即“1”用持續時間爲的電平來表示【圖中】，"0"用持續時間爲的-A電平來表示【圖中】，這樣就可以得到比特序列“11101001”的波形了。事實上，我們可以選取任意的兩個波形表示"0"和“1”，比如用下圖右邊圖中的兩個波形，其中爲在時間間隔內的某種波形，爲持續時間爲的一段零電平，也可以得到比特序列“11101001”的波形。
甚至於，我們還可以用四種波形，來表示比特序列“11101001”。如下圖所示，我們用四個基帶波形來分別表示四種兩位二進制bit組合，即
其中，左邊圖中我們用了四種幅度不同的基帶矩形脈衝信號作爲波形，右邊圖中我們用了四種頻率不同的單音信號作爲波形（當然如果單音信號頻率很高的時候，就不再是基帶信號了。我們把這個例子放在這裏，還是想說明，波形的選取可以是任意的）。
把上面例子推而廣之，我們可以看出，事實上我們可以選取任意的波形來表示想要發送的二進制比特序列。那麼該如何選擇波形呢？或者說，什麼樣的波形能夠帶來更好的通信性能呢。這就是我們下面要學習的重點內容。我們看有些什麼約束限制了波形的設計，什麼樣的波形設計能夠帶來什麼樣的更好性能？這都是我們會討論的問題。在這裏，我們首先需要了解的，就是脈衝調製是用合適的基帶信號波形來表示想要發送的比特流。當然到接收端，就需要從接收到的波形裏面，再把比特流提取出來，這就是“檢測”這個模塊實現的功能。
- 帶通調製
如圖中所標出的那樣，這裏的帶通調製是把基帶波形變成頻帶波形，類似於我們在模擬調製部分討論的，是一個上變頻的過程。我們在頻帶數字傳輸部分會詳細討論。注意，如果爲數字基帶傳輸，系統中是不包括這個模塊的。 - 信道
儘管實際信道會很複雜，特別在無線通信中，我們這門課程只討論AWGN信道，即在進入接收機之前，有用信號與加性高斯白噪聲疊加。我們會討論兩種AWGN信道，一種是頻帶無限的，第二種是頻帶有限的。 - 帶通解調
作用正好與帶通調製相反，進行下變頻。因此，其輸入信號爲帶通波形，輸出爲基帶波形。同樣，如果爲數字基帶傳輸，系統中是沒有這個模塊的。 - 檢測
作用正好與脈衝調製相反，把波形中的比特序列提取出來。由於噪聲干擾的影響，其輸出往往與原始發送的不完全一樣，即出現傳輸錯誤。 - 信道譯碼
信道譯碼是將冗餘比特去掉，實現檢錯或者糾錯功能。 - 信源譯碼
如果發送端爲數字信源編碼，這裏的信源譯碼恢復原始信息；如果爲模擬信源編碼，則恢復模擬信號。