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通信原理 东北大学信息科学与工程学院 通信与信息系统研究所 教师：冯建新 fengjianxin@mail.neu.edu.cn 024405 课程设置 先修课程：《信号与系统》、《高频电子线路》、《概率与数理统计》 学时分配：60学时授课，20学时实验 考试形式：70%考试，20%实验，10%平时成绩 主要参考书 曹志刚. 现代通信原理，清华大学出版社 宋祖顺. 现代通信原理，电子工业出版社 刘颖. 数字通信原理与技术，北京邮电大学出版社 樊昌信. 通信原理，国防工业出版社 内容简介 1 绪论 2 随机信号分析 3 信道 4 数字基带传输系统 5 数字调制系统 6 模拟信号的数字传输 7 信道编码与差错控制 8 同步 1 绪论 1.1 通信的基本概念 1.2 信息、消息和信号 1.3 通信系统的构成 1.4 离散消息的信息量 1.5 通信的主要性能指标 1.1 通信的基本概念1.1.1 什么是通信 通信：信息的传递；信息的传输和交换 利用各种电信号和光信号作为通信信号的电通信与光通信。 通信的目的：传递信息。 通信作为一门科学、一种技术，研究的主要问题概括地说就是如何把信息大量地、快速地、准确地、广泛地、方便地、经济地、安全地从信源通过传输介质传送到信宿。 1.1.2 通信技术发展历史 1.1.3 频段与通信应用 1.2 信息、消息、信号1.2.1 基本概念 信息：表示和传送的对象，不知到知的概念 消息：信息的媒体，信息的物理表现形式 。 信号：与消息对应的某种物理量，通常它是时间的函数。 1.2.2 消息特点 同一条信息可以用不同的消息表示 连续消息：可能取值连续的、不可数的 离散消息：可能取值是离散的、可数的 1.2.3 信号特点 电信号、光信号 模拟信号、数字信号：参量的取值方式 启示 通信：克服距离传递信号。 进行通信——通信系统 通信系统要解决的问题包括两个方面： 信息的表示 信息的有效传输 1.3 通信系统构成1.3.1 通信系统一般模型 1.3.1 通信系统一般模型 1.3.2 通信系统分类 1.3.3 模拟和数字通信系统 1.3.4 数字通信的主要特点 主要优点 抗干扰能力强，消除噪声累加； 差错可控，可传输性能好； 易加密，必威体育官网网址强度高； 易于与现代技术相结合。 亟待解决的问题 频带利用率低：1路模拟电话4kHz，同样语音质量 的数字电话20-60kHz； 同步要求高，设备复杂。 数字基带系统 数字频带系统 1.3.5 通信方式 消息传送的方向与时间 1.3.5 通信方式 数字信号排序 1.3.5 通信方式 传输方式 1.3.5 通信方式 通信网络形式 1.4 离散消息的信息量 信息：消息中包含的有意义的内容。 1.4 离散消息的信息量 1.4 离散消息的信息量 1.4 离散消息的信息量 1.4 离散消息的信息量 1.4 离散消息的信息量 1.5 通信系统的性能指标 1.5.1 通信系统的有效性 1.5.2 通信系统的可靠性 1.5.3 数字通信系统的主要指标-传输速率 码元传输速率RB (调制速率\码元速率\符号速率)：单位时间(s)内传输码元的数目，单位为波特，记为Baud或B。与进制数无关，只与传输的码元长度TB有关。 RB= 1/TB 信息传输速率Rb(传信率\信息速率)：单位时间(s)内传递的信息量（bit数），单位是比特/秒，记为bit/s或bps。 二者关系： Rb= RB 补充内容-进制关系 1.5.3 数字通信系统的主要指标-频带利用率 单位带宽中的传码率： B/(sHz) 单位带宽内的传信率 ： bit/(sHz) 严格讲，第二种表示方法更为确切地反映了系统的频带利用率。 补充内容：带宽 1.5.3 数字通信系统的主要指标-可靠性 误码率（也称误符号率）： 误信率（也称误比特率） ： 二进制有Pb=Pe 1.5.3 数字通信系统的主要指标-可靠性 1.5.4 基本矛盾 1.5.5 研究的主要出发点 解：此消息总长为57个符号，其中0出现23次，1出现14次，2出现13次，3出现7次。 I=57×1.906≈108.64 bit 随着消息中符号数的增加，这种误差会逐渐减小