通信原理第二章通信的基本概念.pptx

2 通信系统概述2.1 通信的定义2.2 通信系统的构成2.3 通信系统的分类2.4 通信传输方式2.5 通信系统传输的基本概念2.6 数字通信系统的质量指标2.7 通信滤波器的概念本章小结2.1 通信的定义？回顾第一章的内容什么是通信通信：AB 是人与人之间、人与机器之间、机器与机器之间的信息传输、处理和再现信息的过程。它涉及信息的发送者、接收者和传输媒体。 图2.1 A、B两地信息传递噪声源信宿信源变换器信道反变换器2.2 通信系统的构成消息适于信道中传送的信号消息传递或交换信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。通信系统的一般模型如图2.2所示。图2.2 通信系统的一般模型信源：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。变换器：或称发送设备，产生适合于在信道中传输的信号。如调制、模数转换、编码、加密等。信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。如果通信距离较远，还必须加上中继器，对被衰减的信号进行放大或再生，然后再传送。反变换器：或称接收设备，从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 信宿：是传输信息的归宿点，是把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器、耳机、显示器等。2.3 通信系统的分类数字调制传输系统模拟通信系统：在信道中传输模拟信号的系统。如图2.3所示。图2.3 模拟通信系统两种变换： 模拟消息 ? 原始电信号（基带信号） 基带信号 ? 已调信号（带通信号）我们以语音信号为例来说明图2.3模拟通信系统模型各部分的作用。发信人讲话的语音信息首先经变换器将语音信息变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设备后可以直接在信道中传输。为了提高频带利用率，使多路信号同时在信道中传输，原始的电信号（基带信号）一般要进行调制才能传输到信道中去。调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直接传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，经过调制后的信号称为已调信号。在收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。 数字通信系统：传输数字信号的系统。如图2.4所示。图2.5 数字通信系统信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性完成模/数转换 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力加密与解密目的：保证所传信息的安全数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 数字通信的主要特点：（一）优点（1）抗干扰能力强，无噪声积累在远距离通信中，中继器可以对数字信号波形进行整形、再生而消除噪声和失真的积累，但对模拟信号来说，中继器对传输信号放大的同时，对叠加在信号上的噪声和失真也进行了放大，如图2.6所示。此外还可以采用各种差错控制编码方法进一步改善传输质量。图2.6 模拟通信与数字通信抗干扰能力比较（2）便于加密处理 在数字通信中易于采用复杂、非线性长周期的码序列对信号进行加密，从而使通信具有高强度的必威体育官网网址性。（3）易于实现集成化，使通信设备体积小、功耗低 由于数字通信中大部分电路都是由数字电路来实现的，微电子技术的发展可使数字通信便于用大规模和超大规模集成电路来实现。（4）利于采用时分复用实现多路通信 数字信号本身可以很容易用离散时间信号表示，在两个离散时间之间可以插入多路离散时间信号实现时分多路复用。（5）传输差错可控（6）便于处理、变换、存储（二）缺点：（1）需要较大的传输带宽数字通信系统的许多优点是用比模拟信号占用更宽的频带而换得的。以电话为例，一路模拟电话仅占用约4kHz带宽，而一路数字电话却要占用20kHz～64kHz的带宽。不过，随着信道带宽很宽的数字微波、卫星和光纤通信等系统的利用以及数字频带压缩技术的发展，数字通信占用频带宽的问题将可以逐步获得解决。（2）对同步要求高同步问题是数字通信技术的核心问题之一。它包括位同步、帧同步、载波同步、网同步等。2.4 通信系统的性能指标 衡量通信系统性能的优劣，最重要的是看它的有效性和可靠性。 有效性指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。 可靠性指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 有效性和可靠性这两个要求通常是矛盾的。提高有效性会降低可靠性，反之亦然。因此，在实际设计系统时，须根据具体情况寻求适当的折中解决办法。模拟通信系统和数字通信系统对这两个指标要求的具体内容有很大差别，因此分别予以介绍。模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。信道的传输频 带越宽，则能够容纳的信息量就越大。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。信噪比指输出信号的平均功率和输出噪声的平均功率之比，并用分贝值作为衡量的单位，即 。信噪比越大，通信质量越好几个基本概念 码元：承