通信系统原理　全套课件.PPT

通信系统原理 通信原理（Principle of Communication） 准备知识： 概率论、随机过程、信号与系统 @ 把利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递和交换称为“通信”。 @ 有效而可靠地传递信息。 通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。 通信和电信概念（孙钰） （1）通信（Communication）： 通信是按照一致同意的协定传递消息。 －通信是传递消息。 （2）电信（Telecommunication）： 电信是利用有线、无线、光或其它电磁系统 传递代表符号、书写件、影像、声音或其它 承载信息的媒体的信号。 －电信是传递信号。 常见的调制方式 常见的调制方式(续表) 二、通信方式 前述通信系统是单向通信系统，但在多数场合下，信源兼为信宿，需要双向通信，电话就是一个最好的例子，这时通信双方都要有发送和接收设备，并需要各自的传输媒质，如果通信双方共用一个信道，就必须用频率或时间分割的方法来共享信道。因此，通信过程中涉及通信方式与信道共享问题。 下面介绍通信方式。  1． 按消息传递的方向与时间关系分 对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系， 通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。  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， 如图 (a)所示。广播、遥测、遥控、无线寻呼等就是单工通信方式的例子。 单工、 半双工和全双工通信方式示意图 (a) 单工； (b) 半双工； (c) 全双工 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，如图 (b)所示。例如，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都是半双工通信方式。  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，如图 (c)所示。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。 2． 按数字信号排列顺序分 在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。 并行传输是将代表信息的数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，如图（a）所示。并行传输的优点是节省传输时间，但需要传输信道多， 设备复杂， 成本高， 故较少采用， 一般适用于计算机和其他高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。  串行传输是数字序列以串行方式一个接一个地在一条信道上传输， 如图 (b)所示。通常，一般的远距离数字通信都采用这种传输方式。  此外，还可以按通信的网络形式划分。由于通信网的基础是点与点之间的通信，所以本课程的重点放在点与点之间的通信上。 并行和串行通信方式示意图(a) 并行传输； (b) 串行传输 卫星通信系统组成 数字蜂窝移动通信系统组成 无线电语音广播原理图 无线电视广播系统原理方框图 两类通信方式抗干扰性能比较(a)模拟信号；(b)数字信号 1.4.2 信息及其量度 信号是消息的载体，而信息是其内涵。任何信源产生的输出都是随机的，也就是说，信源输出是用统计方法来定性的。对接收者来说，只有消息中不确定的内容才构成信息；因此，信息含量就是对消息中不确定性的度量。 消息出现的概率越小，消息中包含的信息量就越大。 假设P(x)是一个消息发生的概率，I是从该消息获悉的信息，根据上面的认知， 显然I与P(x)之间的关系反映为如下规律： 由以上分析可以看出： 若传送等概出现的两个消息之一时，至少要一位二进制脉冲。 若传送等概出现的N个消息之一时，至少需要 位二进制脉冲。 当消息的信息量用比特表示时，它所含的信息量可以用传送它所需要的最少的二进制脉冲数来表示。 通信系统原理 2.1随机过程的基本概念和统计特性 2.2平稳随机过程 2.3高斯随机过程 2.4随机过程通过线性系统 2.5窄带随机过程 2.6正弦波加