通信原理第二章通信的基本概念ppt課件.ppt

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1、2.1通信的定義2.2通信系統(tǒng)的構(gòu)成2.3通信系統(tǒng)的分類2.4通信傳輸方式2.5通信系統(tǒng)傳輸?shù)幕靖拍?.6數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)2.7通信濾波器的概念本章小結(jié)2通信系統(tǒng)概述2.1通信的定義回顧第一章的內(nèi)容什么是通信？是人與人之間、人與機(jī)器之間、機(jī)器與機(jī)器之間的信息傳輸、處理和再現(xiàn)信息的過程。它涉及信息的發(fā)送者、接收者和傳輸媒體。圖2.1A、B兩地信息傳遞通信：BA2.2通信系統(tǒng)的構(gòu)成傳遞或交換信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的一般模型如圖2.2所示。圖2.2通信系統(tǒng)的一般模型噪聲源信道變換器信源反變換器

2、信宿消息消息適于信道中傳送的信號信源：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。變換器：或稱發(fā)送設(shè)備，產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。如調(diào)制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼、加密等。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。如果通信距離較遠(yuǎn)，還必須加上中繼器，對被衰減的信號進(jìn)行放大或再生，然后再傳送。反變換器：或稱接收設(shè)備，從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。信宿：是傳輸信息的歸宿點(diǎn)，是把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器、

3、耳機(jī)、顯示器等。2.3通信系統(tǒng)的分類數(shù)字調(diào)制傳輸系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)：在信道中傳輸模擬信號的系統(tǒng)。如圖2.3所示。圖2.3模擬通信系統(tǒng)兩種變換：模擬消息?原始電信號（基帶信號）基帶信號?已調(diào)信號（帶通信號）我們以語音信號為例來說明圖2.3模擬通信系統(tǒng)模型各部分的作用。發(fā)信人講話的語音信息首先經(jīng)變換器將語音信息變成電信號（模擬信源），然后電信號經(jīng)放大設(shè)備后可以直接在信道中傳輸。為了提高頻帶利用率，使多路信號同時(shí)在信道中傳輸，原始的電信號（基帶信號）一般要進(jìn)行調(diào)制才能傳輸?shù)叫诺乐腥?。調(diào)制是信號的一種變換，通常是將不便于信道直接傳輸

4、的基帶信號變換成適合信道中傳輸?shù)男盘?，這一過程由調(diào)制器完成，經(jīng)過調(diào)制后的信號稱為已調(diào)信號。在收端，經(jīng)解調(diào)器和逆變換器還原成語音信息。數(shù)字通信系統(tǒng)：傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)。如圖2.4所示。圖2.5數(shù)字通信系統(tǒng)信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行酝瓿赡?數(shù)轉(zhuǎn)換信道編碼與譯碼目的：增強(qiáng)抗干擾能力加密與解密目的：保證所傳信息的安全數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘柾侥康模菏故瞻l(fā)兩端的信號在時(shí)間上保持步調(diào)一致數(shù)字通信的主要特點(diǎn)：（一）優(yōu)點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲積累在遠(yuǎn)距離通信中，中繼器可以對數(shù)字信號波形進(jìn)行整形

5、、再生而消除噪聲和失真的積累，但對模擬信號來說，中繼器對傳輸信號放大的同時(shí)，對疊加在信號上的噪聲和失真也進(jìn)行了放大，如圖2.6所示。此外還可以采用各種差錯(cuò)控制編碼方法進(jìn)一步改善傳輸質(zhì)量。圖2.6模擬通信與數(shù)字通信抗干擾能力比較（2）便于加密處理在數(shù)字通信中易于采用復(fù)雜、非線性長周期的碼序列對信號進(jìn)行加密，從而使通信具有高強(qiáng)度的保密性。（3）易于實(shí)現(xiàn)集成化，使通信設(shè)備體積小、功耗低由于數(shù)字通信中大部分電路都是由數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的，微電子技術(shù)的發(fā)展可使數(shù)字通信便于用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路來實(shí)現(xiàn)。（4）利于采用時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路通

6、信數(shù)字信號本身可以很容易用離散時(shí)間信號表示，在兩個(gè)離散時(shí)間之間可以插入多路離散時(shí)間信號實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路復(fù)用。（5）傳輸差錯(cuò)可控（6）便于處理、變換、存儲（二）缺點(diǎn)：（1）需要較大的傳輸帶寬數(shù)字通信系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)是用比模擬信號占用更寬的頻帶而換得的。以電話為例，一路模擬電話僅占用約4kHz帶寬，而一路數(shù)字電話卻要占用20kHz～64kHz的帶寬。不過，隨著信道帶寬很寬的數(shù)字微波、衛(wèi)星和光纖通信等系統(tǒng)的利用以及數(shù)字頻帶壓縮技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信占用頻帶寬的問題將可以逐步獲得解決。（2）對同步要求高同步問題是數(shù)字通信技術(shù)的核心問題之一

7、。它包括位同步、幀同步、載波同步、網(wǎng)同步等。2.4通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)衡量通信系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，最重要的是看它的有效性和可靠性。有效性指傳輸一定信息量時(shí)所占用的信道資源（頻帶寬度和時(shí)間間隔），或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}?？煽啃灾附邮招畔⒌臏?zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。有效性和可靠性這兩個(gè)要求通常是矛盾的。提高有效性會降低可靠性，反之亦然。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，須根據(jù)具體情況尋求適當(dāng)?shù)恼壑薪鉀Q辦法。模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)對這兩個(gè)指標(biāo)要求的具體內(nèi)容有很大差別，因此分別予以介紹。模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來度

8、量。信道的傳輸頻帶越寬，則能夠容納的信息量就越大?？煽啃裕嚎捎媒邮斩俗罱K輸出信噪比來度量。信噪比指輸出信號的平均功率和輸出噪聲的平均功率之比，并用分貝值作為衡量的單位，即。信噪比越大，通信質(zhì)量越好幾個(gè)基本概念碼元：承載信息量的基本信號單位，指的是任何進(jìn)制數(shù)據(jù)中每一位數(shù)據(jù)的長度。二進(jìn)制碼、多進(jìn)制碼（P17