《現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理》PPT課件

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1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理編著張會(huì)生陳樹(shù)新普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材高等教育出版社Http://www.xduph.com（高職高專(zhuān)教育）8/6/20211第1章緒論1.1通信的定義1.2通信系統(tǒng)的組成1.3通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式1.4通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)8/6/202121.1通信的定義通信的定義：是指由一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞。通信的目的：就是傳遞消息。本書(shū)對(duì)通信的定義：利用電子等技術(shù)手段，借助電信號(hào)（含光信號(hào)）實(shí)現(xiàn)從一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞稱(chēng)為通信。8/6/202131.2通信系統(tǒng)的組成圖1-1通信系統(tǒng)的一般模型信源（信息源，也稱(chēng)發(fā)終端）：把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始

2、電信號(hào)，如電話(huà)系統(tǒng)中電話(huà)機(jī)可看成是信源。1.2.1通信系統(tǒng)的一般模型8/6/20214發(fā)送設(shè)備：將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)（基帶信號(hào)）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。信道：信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃梢允怯芯€(xiàn)的，也可以是無(wú)線(xiàn)的，甚至還可以包含某些設(shè)備。接收設(shè)備：任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)來(lái)。信宿：將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。8/6/202151.2.2模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)中兩種重要變換：（1）連續(xù)消息到電信號(hào)相互變換；（2）基帶信號(hào)到調(diào)制信號(hào)的變換；圖1-2模擬通信系統(tǒng)的模型8/6/20216已調(diào)信號(hào)有三個(gè)基本特性：（1）攜帶有消息；（2）

3、適合在信道中傳輸（3）頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠(yuǎn)離零頻。8/6/202171.2.3數(shù)字通信系統(tǒng)信道中傳輸數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)，稱(chēng)為數(shù)字通信系統(tǒng)，它包括以下三種：1.數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)基本特征：消息或信號(hào)具有“離散”或“數(shù)字”的特性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)已調(diào)參量與代表消息的數(shù)字信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。8/6/20218數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)和存在的問(wèn)題：（1）可實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制編碼即信道編碼；（2）容易實(shí)現(xiàn)保密通信；（3）數(shù)字通信中必須有“同步”。圖1-3數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)的模型8/6/202192.數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)基帶信號(hào)形成器：可能包括編碼器、加密器以及波形變換等；接收濾波器：可能包括譯碼器、解密

4、器等。圖1-4數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型8/6/2021103.模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)發(fā)端將模擬信號(hào)數(shù)字化，即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；接收端需進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換，即D/A轉(zhuǎn)換。圖1-5模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸系統(tǒng)模型8/6/2021111.2.4數(shù)字通信的主要特點(diǎn)1.數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)；（2）差錯(cuò)可控；（3）易加密；（4）易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。2.亟待解決的問(wèn)題（1）提高頻帶利用；（2）簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)。8/6/2021121.3通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式1.3.1通信的分類(lèi)1.按傳輸媒質(zhì)分：有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信；2.按信道中所傳信號(hào)的特征分：模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)；3.按工作頻段分：長(zhǎng)

5、波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。具體情況見(jiàn)表1-1；8/6/2021134.按調(diào)制方式分：基帶傳輸和頻帶傳輸；5.按業(yè)務(wù)的不同分：6.按收信者是否運(yùn)動(dòng)分：移動(dòng)通信和固定通信。另外，通信還有其它一些分類(lèi)方法，如按多地址方式可分為頻分多址通信、時(shí)分多址通信、碼分多址通信等；按用戶(hù)類(lèi)型可分為公用通信和專(zhuān)用通信等。8/6/2021141.3.2通信方式1.按消息傳送的方向與時(shí)間分通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。8/6/2021152.按數(shù)字信號(hào)排序分可將通信方式分為串序傳輸和并序傳輸。8/6/2021163.按通信網(wǎng)絡(luò)形式分通信的網(wǎng)絡(luò)形式通常可分為三種：兩點(diǎn)間直通

6、方式、分支方式和交換方式，圖1-8按網(wǎng)絡(luò)形式劃分的通信方式（a）兩點(diǎn)間直通方式；（b）分支方式；（c）交換方式8/6/2021171.4通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1.4.1一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面:有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、保密性標(biāo)準(zhǔn)性、維修性、工藝性等。而本書(shū)只研究通信系統(tǒng)的有效性和可靠性。8/6/202118對(duì)于模擬通信來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的有效性和可靠性具體可用系統(tǒng)頻帶利用率和輸出信噪比（或均方誤差）來(lái)衡量。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的可靠性和有效性具體可用誤碼率和傳輸速率來(lái)衡量。8/6/2021191.4.2信息及其度量信息定義：消息中包含的

7、有意義的內(nèi)容。信息量與消息出現(xiàn)的概率有關(guān)，具體可以描述為如下規(guī)律：（1）消息中所含信息量是消息出現(xiàn)概率的函數(shù)；（2）消息出現(xiàn)的概率愈小，它所含信息量愈大；反之信息量愈小；8/6/202120（3）若干個(gè)互相獨(dú)立事件構(gòu)成的消息所含信息量等于各獨(dú)立事件信息量的和。信息量I和消息出現(xiàn)概率P(x)的關(guān)系為：信息量的單位取決于對(duì)數(shù)底數(shù)a的取值：a=2單位為比特（bit，簡(jiǎn)寫(xiě)為b）；a=e單位為奈特（nat，簡(jiǎn)寫(xiě)為n）；a=10單位為哈特萊。8/6/202121例1.