通信原理序论概述.ppt

通信原理;第1章　　绪论;1.1　引言 ;1837年，Morse 发明电报； 1876年，贝尔，发明电话； 1887年，赫兹，证明电磁波的存在； 20世纪初，调幅调制方式； 1936年，调频技术FM发展； 1928年，奈奎斯特定理的提出（抽样定理） 1937年，PCM通信的发明 1955年，皮尔斯 卫星通信； 1962年，发射第一颗通信卫星TELSTAR 大规模的集成电路的发展。 ;2、通信网概念： 为了完成多用户中任意两个用户之间信源与信宿之间的通信过程, 一般需要建立一个网络，这个多用户通信系统互连的通信体系称之为通信网。 ; 通信的发展必须在通信技术发展的基础上形成一套科学的标准体系，并得到普遍的遵循和贯彻。;4、本课程的主要任务 本课程主要介绍信息端到端的传输系统，主要讨论系统的组成、原理和性能指标。;1.2 通信系统模型 ;1.信源;2.发送设备;3.信道;4.噪声源;5.接收设备;1.2.2 模拟通信和数字通信系统模型; 凡电信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。; 凡电信号参量只能取有限个值（离散），并且常常不直接与消息相对应的信号，均称为数字信号，如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。;模拟信号波形 (a) 连续信号； (b) 抽样信号;数字信号波形 (a) 二进制波形； (b) 2PSK波形;3. 通信系统;1）两种变换 连续消息 基带信号 基带信号/调制信号 频带信号/已调信号;已调信号的基本特征： 携带有信息 适合在信道中传输 信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称频带信号。;4）实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。;;在某些有线信道中，若传输距离不太远且通信容量不太大时， 数字基带信号无需调制，可以直接传送，称之为数字信号的基带传输，其模型中就不包括调制与解调环节；;1.信源编码与译码;2.信道编码与译码;3.加密与解密;4.数字调制与解调;5.同步与数字复接;模拟信号经过数字编码后可以在数字通信系统中传输，例如：数字电话系统 数字信号也可以在模拟通信系统中传输；例如： 计算机数据可以通过模拟电话线路传输，但这时必须使用调制解调器（Modem）将数字基带信号进行正弦调制，以适应模拟信道的传输特性。 模拟通信与数字通信的区别仅在于信道中传输的信号种类。;抗干扰能力强。 差错可控。 易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。 易于集成化， 从而使通信设备微型化。 易于加密处理， 且保密强度高。;1.3 通信系统分类与通信方式;表 1- 1常见的调制方式 ;调 制 方 式 ;表 1 –2 通信波段与常用传输媒质;续表（2）; 对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。;（2）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。 使用同一载频的对讲机，收发报机以及问询、检索、科学计算等数据通信。;（3）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。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。;单工、 半双工和全双工通信方式示意图 ;2、按数字信号排列顺序分;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。 通常，一般的远距离数字通信都采用这种传输方式。 ;并行和串行通信方式示意图 ;1.4 信息及其度量;（2）信息量：传输信息的多少;（1） 信息量是概率的函数， 即：I = f［P(x)］ （2） P(x)越小，I越大；反之，I越小，且： P(x)→1时，I→0；P(x)→0时，I→∞ （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， 即： I［P(x1)P(x2)…］=I［P(x1)］+I［P(x2)］+…;信息量的单位;例 1-1： 设二进制离散信源， 以相等的概率发送 数字0或1，则信源每个输出的信息含量为：;M=4时的信息量为 比特；M=8时的信息量为 比特。;b.非等概情况;一个x1所包含的信息量：;该信源发出N个符号总的信息量：;问题：概率如何分布时，信源的熵最大。;1.5 主要性能指标;1.在模拟通信系统中;误差的形成：;2.在数字通信系统中;（1）传输速率;② 信息