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1、通 信 原 理,桂林工学院通信教研室,第1章 绪 论,通信系统的组成,1,通信系统的分类和通信方式,2,信息及其度量,3,主要性能指标,4,5,通信发展新趋势,1.1 通信的基本概念和通信系统组成,1.基本概念通信：消息传递的全过程（信息的传输与交换）消息：待于传输的语言、图片、文字、数据等信息：消息中有意义的内容（未知而待知的内容）信号：信息的物质载体,2.系统的基本组成基本组成 基本模型,1.1 通信的基本概念和通信系统组成,按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。,模拟信号：在幅度上连续；在时间上可连续，可离散。数字信号：在时间上和幅度上都离散
2、。,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。信源发出的原始电信号是基带信号。经过调制以后的信号称为已调信号。已调信号有三个基本特征：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。,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,模拟通信系统模型,模拟通信的主要特点：1）抗干扰能力差2）不易于保密通信3）设备不易于大规模集成4）不适应飞速发展的计算机通信的要求5）简单、易于实现。,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,两种变换连续消
3、息与基带信号的变换基带信号与频带信号之间的变换实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。由于调制与解调两种变换对信号的变化起决定性作用，而其他过程对信号不会发生质的变化，只是对信号进行了放大或改善了信号特性，因而被认为是理想的而不予讨论。,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,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,数字通信系统模型,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,*信源：产生原始电信号；*信源编码：A/D,数据压缩；*信道编码a：纠错编码：使接收端自动检出和纠正
4、传输中数字信号的错码。b：线路编码：进行码型变换，使之适合在信道上传输。*调制：频谱搬移。*（加密：提高传输的安全性）,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,数字通信的特点：便于加密处理例：发送原始数据发端加密密码送上信道数据收端解密密码接收原始数据,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,数字通信的特点：采用差错控制技术，提高通信可靠性便于用现代化数字信号处理技术对数字信号进行处理可以传递各种消息，灵活性好设备便于集成、小型化占用频带宽（缺点）模拟：一路模拟电话所占频带仅为KHz。数字：一路数字电话频带一般为64KHz。但随着光纤、数字微波等宽带信道的使用以及数字频带压缩技术的发展，该缺点
5、的影响已减小。,1.1.3 模拟通信系统和数字通信系统,1.2 通信系统的分类和通信方式,1.分类按通信业务的不同可分为：电报、电话、传真、数据传输、可视电话、无线寻呼等 按调制方式可分为：基带传输和频带传输 按信号特征：数字通信和模拟通信 按传输媒质可分为：通信可分为有线通信和无 线通信 按信号复用方式可分为：FDM、TDM、CDM按通信方式可分为：单工、单双工、双工通信,1.2 通信系统的分类和通信方式,表 1-1常见的调制方式,1.2 通信系统的分类和通信方式,表 1 2 通信波段与常用传输媒质,1.2 通信系统的分类和通信方式,续表,1.2 通信系统的分类和通信方式,1.2 通信系统的
6、分类和通信方式,按传输的方向与时间关系*单工通信、半双工通信、全双工通信系统按数字信号码元排列方式*串序传输、并序传输按网络结构*专线、通信网,通信方式演示,1.2 通信系统的分类和通信方式,单工通信:是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道。广播、遥测、遥控、无线寻呼等。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。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。普通电话、手机都是最常见的全双工通信方式，计算机之间的高速数据通信也是这种方式。,
7、1.2 通信系统的分类和通信方式,通信方式演示,1.概念 信息量：衡量信息大小2.信息量计算 消息中所含信息量与消息出现的概率之间的关系反映如下规律：（1）消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即（2）消息出现的概率愈小，它所包含信息量愈大；反之信息量愈小。且,1.3 信息及其度量,1.3 信息及其度量,（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的和。信息量的计算:（.）信息量I的单位与对数的底数有关：当取2时，单位为比特（bit）；当取e时，单位为奈特（nit）；当取10时，单位为哈特（hart）。通常使用的单位为比特。,1.3 信息及其度量,3.离散信源
8、的平均信息量,设各符号出现的概率为 且 则每个符号所含平均信息量（熵）为：(1.3)最大熵：(bit/符号)（1.4）,1、一般通信系统的性能指标,有效性：指传输消息的速度可靠性：指传输消息的质量,2、模拟通信系统的性能指标,有效性：有效传输带宽可靠性：接收端输出信噪比,1.4 通信系统的性能指标,有效性指标信息传输速率Rb：每秒传输的信息量；单位bit/s。码元传输速率RBN：每秒传输的码元数目；单位Baud。两者关系：对多进制信号而言 Rb=RBN log2N，（其中N=2K）频带利用率：单位频带内的传输速率=信息传输速率/频带带宽（b/sHz）,3、数字通信系统的性能指标,1.4 通信系
9、统的性能指标,可靠性指标误码率Pe误信率Pb,传输总码元数,发生误码个数,Pe,Pb,传输总比特数,发生误比特个数,1.4 通信系统的性能指标,1.4 通信系统的性能指标,例：某数字通信系统在125us内可传输256个码元，且发现该数字传输系统4秒内有5个码元产生误码，试问误码率为多少？解：,1.5 通信的发展趋势,电通信起源于19世纪30年代。1837年，莫尔斯电磁式电报机出现；1866年，利用大西洋海底电缆实现了越洋电报通信；1876年，贝尔发明了电话机，开始了有线电报、电话通信；19世纪末，出现了无线电报；20世纪，电子管、晶体管、集成电路的出现，使通信迅速发展；20世纪80年代以来，微波通信、卫星通信、光纤通信、移动通信和计算机通信等各种现代通信系统的竞相发展。通信的展望未来的通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展；通信的最终目标：即无论何时、何地都能实现与任何人进行任何形式的信息交换全球个人通信。,通 信 领 域,1.5 通信发展趋势,Thank You!,桂林工学院通信教研室,
