現(xiàn)代通信原理01概述

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1、第一章緒論西南科技大學(xué)信控學(xué)院YAOYCH@263.NET7/18/20211課程描述通信是一個(gè)廣義的概念，涉及包括雷達(dá)、導(dǎo)航、遙控遙測等軍用尖端技術(shù)和包括數(shù)字電話、廣播電視、綜合信息網(wǎng)、多媒體寬帶網(wǎng)等現(xiàn)代民用技術(shù)，通信在過去分為模擬通信和數(shù)字通信兩個(gè)方面來研究。目前，隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，數(shù)字通信方式在許多領(lǐng)域已逐步取帶模擬通信方式，成為通信的主流，也成為我們今天研究的重點(diǎn)。7/18/20212通信系統(tǒng)的核心是信號設(shè)計(jì)。本課程以通信技術(shù)的發(fā)展、演變?yōu)榫€索，從模擬到數(shù)字，由淺入深，力求把握通信信號設(shè)計(jì)的發(fā)展脈絡(luò)和指導(dǎo)思想，用工程數(shù)學(xué)提供的方法準(zhǔn)確表達(dá)和

2、推導(dǎo)了通信信號和通信系統(tǒng)。7/18/20213第一章要點(diǎn)§1.1通信系統(tǒng)的組成§1.2通信系統(tǒng)的分類§1.3通信系統(tǒng)的性能度量§1.4通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其制定機(jī)構(gòu)§1.5思考題7/18/20214§1.1通信系統(tǒng)的組成第一章緒論現(xiàn)代通信與信息社會(huì)：克服距離障礙，迅速、準(zhǔn)確傳遞信息，通信發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段，其標(biāo)志性事件分別是：1、語言的產(chǎn)生，使人類有了比較完整的表達(dá)和交流形式。2、文字的產(chǎn)生，增大了交流的距離和流傳的范圍。3、印刷術(shù)的發(fā)明，使文明得以保存，世代相傳，信息得以擴(kuò)張。4、電報(bào)、電話、無線電等技術(shù)的發(fā)展，形成了通信理論和技術(shù)，形成了現(xiàn)代的通信產(chǎn)業(yè)。5、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多

3、媒體技術(shù)、有線及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使信息交流達(dá)到了一個(gè)新的高度。7/18/20215§1.1通信系統(tǒng)的組成信息化社會(huì)：通信信息技術(shù)服務(wù)行業(yè)在上世紀(jì)末已成為世界上最大的產(chǎn)業(yè)。電話普及率（臺(tái)/100人）90年代初:發(fā)達(dá)國家50臺(tái)/百人。中國1臺(tái)/百人2000年11月:我國30.2臺(tái)/百人7/18/20216截止到2001年11月國內(nèi)固定電話用戶達(dá)到了一點(diǎn)七七億戶移動(dòng)電話用戶一點(diǎn)四億戶網(wǎng)民近三千萬中國已經(jīng)成為世界上僅次于美國的第二大電信市場。7/18/20217發(fā)展趨勢A、寬帶化：單膜光纖WDM（波分復(fù)用）DWDM（密集波分復(fù)用）參鉺放大器全光網(wǎng)C波段KU波段KA波段多波束

4、天線QPSKMSKQAMFDMATDMACDMASDMAB、綜合化：語音、圖像、數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)。C、個(gè)人化：網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)人信息編碼、數(shù)據(jù)移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信。7/18/20218二.通信系統(tǒng)模型信源發(fā)送設(shè)備傳輸媒介接收設(shè)備信宿噪聲源1、點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)的一般模型7/18/20219信源：信息的發(fā)出者發(fā)送設(shè)備：匹配信源與傳輸媒介，調(diào)制，功率放大。噪聲源：信號傳輸時(shí)所受的干擾。接收設(shè)備：完成發(fā)送設(shè)備的反變換，小信號放大、解調(diào)。信宿：消息的接收者信道：信號傳輸媒介信息速率自信息量I(ai)=log2[1/p(ai)],單位為比特；一個(gè)二進(jìn)制碼元包含的信息量為1比特。設(shè)一個(gè)英文打字

5、機(jī)總共能產(chǎn)生32種離散符號，則需要5位二進(jìn)制數(shù)字來表示。設(shè)此打字機(jī)每秒能產(chǎn)生10個(gè)符號,那么作一個(gè)離散信源來說,它產(chǎn)生的二進(jìn)制信息速率為50比特/秒。7/18/202110信源信源編碼信道編碼調(diào)制傳輸媒介信源譯碼信宿信道譯碼解調(diào)噪聲干擾2、模擬通信系統(tǒng)（模擬通信系統(tǒng)如圖中虛線外的部分）7/18/202111基帶信號：沒有經(jīng)過高頻調(diào)制的信號。比如語音、圖像、數(shù)據(jù)。有時(shí)也指經(jīng)過信源編或時(shí)分復(fù)用的信號，頻率較低?；鶐鬏敚夯鶐盘柌唤?jīng)過調(diào)制直接直接傳輸。調(diào)制：為了有效傳輸，在發(fā)射機(jī)將基帶信號調(diào)制到較高頻率進(jìn)行發(fā)送稱為調(diào)制。解調(diào)：接收端從高頻中取出基帶的過程稱為解調(diào)。是調(diào)制的逆

6、過程7/18/2021123.數(shù)字通信系統(tǒng)信源信源編碼信道編碼調(diào)制傳輸媒介信源譯碼信宿信道譯碼解調(diào)噪聲干擾7/18/202113信源編碼：模擬信號要通過數(shù)字信道傳輸，首先要進(jìn)行數(shù)字化處理，包括采樣、量化、編碼、壓縮等。信源編碼保證了信號能否進(jìn)入有一定條件限制的數(shù)字信道里。信道編碼：為了在數(shù)字信道里有一定的傳輸質(zhì)量，還要進(jìn)行信道編碼，包括加擾編碼、糾錯(cuò)編碼和多址編碼等。信源解碼：信源編碼的逆過程。信道解碼：信道編碼的逆過程。7/18/2021144.數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)越性(1)抗干擾能力強(qiáng)數(shù)字信號可多次再生，噪聲不會(huì)累積。可以自動(dòng)檢錯(cuò)、糾錯(cuò)。(2)具有良好的靈活性和通用性(

7、3)便于加密。例:待傳送數(shù)字序列X，密碼數(shù)字序列Y。加密后數(shù)字序列Z=X⊕Y---模2加解密后Z⊕Y=X⊕Y⊕Y=X(4)數(shù)字通信設(shè)備易于大規(guī)模集成返回7/18/202115§1.2通信系統(tǒng)的分類一.按消息的物理特征分類電報(bào)通信系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多媒體通信系統(tǒng)7/18/202116二.按調(diào)制方式分類(1)基帶傳輸---直接傳輸基帶信號。(2)調(diào)制傳輸---將基帶信號調(diào)制到載波后傳輸。①將消息變換為便于傳送的形式例1:天線長度≥工作波長λ/4(λ=c/f)，如果用低頻傳輸，天線尺寸太大。例2：放大器的相對帶寬決定了低頻傳輸?shù)挠行?/p>