通信原理课件.doc

绪论 通信系统模型一. 通信系统通信——消息由一地向另一地的传递。通信系统——完成通信过程的全部设备和传输媒质。二. 通信系统模型三. 模拟通信与数字通信 1. 消息分:连续消息(模拟消息) ——消息状态连续变化。如:语音、图象离散消息(数字消息) ——消息状态可数或离散。如:符号、文字、数据 2. 信号是消息的表现形式,消息被承载在电信号的某一参量上。因此信号分: 模拟信号——电信号的该参量连续取值。如:普通电话机发的语音信号数字信号——电信号的该参量离散取值。如:计算机内总线的信号模拟信号和数字信号可以互相转换。因此, 任何一个消息既可以用模拟信号表示, 也可以用数字信号表示。 3. 信道中传输的是模拟信号——模拟通信系统;传输的是数字信号——数字通信系统。四. 模拟通信系统基带信号——由消息转化而来的原始模拟信号。一般含直流和低频,不宜直接传输。已调信号——由基带信号转化来的,频带适合信道传输的信号。又称频带信号。模拟通信系统的主要内容是研究不同信道条件下不同的调制解调方法。五. 数字通信系统信源编/ 译码器——模拟数字信号转换加/ 解密器——保密传输信道编/ 译码器——差错控制调制/ 解调器——传输、复用以上各个功能框可根据需要设置。数字通信系统的主要内容就是研究这些功能框的实现方法。六. 数字通信的特点集成化, 小型化再生中继, 抗干扰能力强保密性强差错控制, 改善传输质量支持各种消噪声源已调信号基带信号信息源受信者基带信号已调信号调制器信道解调器噪声源已调信号基带数字序列信息源受信者模拟信号调制器信道解调器信源编码器信源解码器加密器解密器信道编码器信道解码器基带数字信号基带数字序列同步系统噪声源消息传输信号原始电信号消息信息源受信者原始电信号传输信号发送设备信道接收设备发送端接收端息的传递代价:频带利用率低 1. 按消息分:电报系统、电话系统、数据系统、图象系统 2. 按调制方式分:基带传输、频带传输(调幅、调频、调相、脉幅、脉宽、脉位) 3. 按媒质上的信号分:模拟系统、数字系统 4. 按传输媒质(信道)分:有线系统(架空明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、波导) 、无线系统(长波、中波、短波、微波、卫星) 5. 按复用方式分:频分复用、时分复用、 1. 按消息传送的方向和时间分:单工、半双工、全双工 2. 按数字信号的排列顺序分:串序、并序 3. 按连接形式分:专线直通(点对点) 、交换网络(多点对多点) 信息极其度量通信的目的是传递信息。信息可以被理解为消息中包含的有意义的内容。当得到消息后, 若事先猜测消息中所描述的事件发生的可能性越小,则此消息的信息量越大。信息量可以用消息所描述的事件发生的概率来描述。一. 信息量的定义设消息所代表的事件出现的概率为 P(x) ,则该消息所含的信息量 I 为: a=2 单位:比特( bit ) I=- log aP (x)a=e 单位:奈特( nit ) a= 10 单位:哈特莱二. 等概率离散消息的信息量信源有 M 种消息,这 M 种消息独立等概率出现,传送 M 个消息中的一个,等价于传送一个 M 进制的码元(波形)。一个 M 进制码元(波形)的信息量 I=- log 2 (1/M) = log 2M (bit) 一个二元码的信息量 I= log 22=1 (bit) 三. 不等概离散消息的信息量设信源由 n 个符号组成, 各个符号 x i 出现的概率为 P(x i), 且有??? ni ixP 11)( , 则每一符号的平均信息量(信源的熵)为: )( log )( 21 i ni ixPxPH????(bit / 符号) 当各符号等概率时, 信源熵值最大:H max = log 2n (bit / 符号) 设消息包含m 个符号, 该消息的信息量为:I= mH (bit) 四. 连续消息的平均信息量??????dxxfxfH e)( log )( 1 f (x) ——连续消息出现的概率密度 主要性能指标: 有效性(速度)、可靠性(质量) 、适应性、经济性、可维护性等一. 模拟通信系统性能指标 1. 速度指标:单位时间内传输的信息量。通常用频带利用率来衡量 2. 质量指标: 接收信号与发送信号的均方误差。对于加性噪声系统, 通常用输出信噪比表示。噪声平均功率信号平均功率信噪比?二. 数字通信系统性能指标 1. 速度指标码元速率 R BN: 每秒传送码元的数目。单位:B 信息速率 R b: 每秒传送的信息量。单位: b/s, bps R b=R BN log 2N (bit/s) 2. 质量指标误码率 P B :码元被错误接收的概率。误信率 P b :传输每比特信息发生错误接收的概率