第5章通信和数字通信范例.pptx

第5章 通信和数字通信 第一节 基本通信模型 第二节 数字基带信号 第三节 数字通信系统的主要性能指标 第四节 香农定理 第五节 数据通信系统的分类 第六节 数字通信同步 第七节 数字通信系统的调制与解调 第八节 差错控制措施 第九节 循环码 第十节 通信多路复用技术 5.1 基本通信模型 5.1.1 信息、消息、电信号 (1) 信息 在计算机通信领域，科学的信息概念可以概括如下：信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。简单理解就是事物的状态和状态改变的程度，把这种事物的状态和改变的程度称为信息。 反映事物的运动状态的信息，可以表示为各种形式。 5.1 基本通信模型 信息是抽象的。必须借助于载体进行信息的交换、传递和存储。 (2) 消息 携带信息的载体，称为消息，用消息有效的表达信息。 消息的传递或交换方式有书信、电话、电视、广播，传递或交换消息也就传递或交换了信息。 (2) 信号 信号(也称为讯号)是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。 (3) 电信号 指随着时间而变化的电压或电流，因此，可将它表示为时间的函数，并可画出其波形。信息通过电信号进行传送、交换、存储、提取等。 (4) 电信号的分类 随机性：确定信号 随机信号； 周期性：周期信号 非周期信号； 连续性：连续时间信号 离散信号； 电子线路中：模拟信号 数字信号。 1) 模拟信号 模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号，即参数取值为无穷多值,或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号，其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化。 2) 数字信号（数字信号又称为离散信号） 凡信号参量只能取有限的值，并且常常不直接与信息对应的信号，称为数字信号，如电报码、计算机输入/输出。 离散信号的某一参量是离散化的，而不一定在时间上也离散。 5.1.2 通信系统一般模型 通信系统一般模型中，由六部分组成： (1) 信息源 各种信息转换为原始的电信号，称之为基带信号。 (2) 发送设备 基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生 的信号变换成适合在信道中传输的信号，即使发送信号的特性 和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，并且具有足够的 功率以满足远距离传输的需要。 (3) 信道 是指传输信号的物理媒质，如无线、有线，用来将来自 发送设备的信号传送到接收端。 (4) 噪声源 不是人为加入的设备，而是通信系统及信道所固有 的噪声。 (5) 接收设备 完成发送设备所发送的信号的反变换，如解调、 译码，任务是从带有干扰的接收到的信号中正确恢复出相 应的原始基带信号。 (6) 受信者(简称信宿) 是传送消息的目的地，其功能与信源相 反，即把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。 5.1.3 模拟通信系统模型 通信系统一般模型 其中包含两种重要变换，第一种变换是，在发送端把连续消息变换成原始电信号，在接收端进行相反的变换这种变换由信息源和信宿即接收完成，原始电信号通常称为基带信号。 有些基带信号可以直接传输，大部分原始基带信号频率较低，一般不宜直接传输，因此，模拟通信系统中常常需要进行第二种变换：需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，把基带信号变换成适合在信道传输的信号，并在接收端进行反变换，完成这种变换和反变换的过程称为调制和解调 5.1.4 数字通信系统模型 (1) 信源编码(解码) 信源编码的任务是，将模拟量进行模数转换，使信息转化成数字信息，再进行优化和信息压缩编码，按需要进行加密，打成符合标准的数据包。信源译码是信源编码的逆过程。 (2) 信道编码(解码) 为了与信道的统计特性相匹配，对传输的信号按一定的规则加入保护成分，组成抗干扰编码。信道解码是将收到抗干扰编码，进行解码，恢复出原信号编码。 (3) 数字调制与解调 数字调制是将数字基带信号按照一定的方式调制成适合信道传输的频带信号，形成适合在信道中传输的带通信号。在接收端可以用解调还原出