第一章 通信原理.ppt

通信原理 第一章　　绪论 1.1　引言 1.2 通信系统组成 1.3　通信系统的分类及通信方式 1.4　信息及其度量 1.5 主要性能指标 1.1 引言 1. 概念 通信: 信息（或消息）的传输和交换。（要求准确、迅速） 消息：信息的物理表现形式。如语言、文字、 数据或图像等。 信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。 1.2 通信系统模型 1．2．1 通信系统模型 基于点与点之间的通信系统的模型 模拟信号波形 (a) 连续信号； (b) 抽样信号 数字信号波形 (a) 二进制波形； (b) 2PSK波形 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号， 通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统 2数字通信系统 1.3 通信系统的分类及通信方式 1.3.1 通信系统分类 按消息物理特征分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统。 按调制方式分类:基带传输和频带传输。 按信号特征分类:模拟通信和数字通信. 按传输媒质分类:有线通信系统和无线通信系统. 按信号复用方式分类:频分复用、时分复用和码分复用。 按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通信、远红外通信等。 表 1- 1常见的调制方式 续表 表 1 –2 通信波段与常用传输媒质 1.3.2 通信方式 1． 按消息传递的方向与时间关系分 单工、半双工及全双工通信三种。 单工通信、半双工通信、全双工通信 1.4 信息及其度量 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。 （1） 信息量是概率的函数， 即 I = f［P(x)］ （2） P(x)越小， I越大； 反之， I越小， 且 P(x)→1时， I→0； P(x)→0时， I→∞ 3） 若干个互相独立事件构成的消息， 所含信息量等于各独立事件信息量之和，也就是说，信息具有相加性， 即 I［P(x1)P(x2)…］=I［P(x1)］+I［P(x2)］+… 1）离散消息信息量 2）离散信源的平均信息量 设离散信源是一个由n个符号组成， 每个符号出现的概率为P(xi)， 且有∑P(xi)=1, 则x1, x2, …, xn 所包含的信息量分别为-log2 P(x1), -log2P(x2) …，-log2P(xn)。 则每个符号所含平均信息量为 H(x)=P(x1)［-log2 P(x1)］+P(x2)［-log2 (x2)］+…+P(xn)［-log2 P(xn)］ = 通常又称它为信息源的熵，单位bit/符号。 例 1 – 1 设二进制离散信源， 以相等的概率发送数字0或1，则信源每个输出的信息含量为 4进制等概时每个输出(符号)含信息量为2比特. M进制等概时每个输出(符号)含信息量的信息量为log2 M(bit) 若M是2的整幂次，则 有效性和可靠性 模拟通信系统： 有效性：可用传输信息速率（或有效传输带宽）来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即 或 可靠性：常用误码率和误信率表示。 误码率 误信率，又称误比特率 在二进制中有 * * 通信网：为了完成多用户中任意两个用户之间信源与信宿之间的通信过程, 一般需要建立一个网络，这个多用户通信系统互连的通信体系称之为通信网。 通信网的构成1）终端设备：电话、电报、监视器（摄像头）等2）传输设备：电缆、光缆、微波、卫星等3）交换设备：程控交换、ATM交换、光交换等4）协议和准则 各部分的作用: 信道 是指传输信号的物理媒质。 发送设备 的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号(如已调信号） 1.2.2 模拟通信与数字通信系统模型 信号：数字信号（电信号的该参量离散取值）。 模拟信号（电信号的该参量连续取值） 实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。 模拟通信的主要特点1） 抗干扰能力差2） 不易于必威体育官网网址通信3） 设备不易于大规模集成4） 不适应飞速发展的计算机通信的要求5） 简单、易于实现。 数字通信系统的优点： （1） 抗干扰能力强； （2） 差错可控，；  （3） 易于与各种数字终端接口；  （4） 易于集成化；  （5） 易于加密处理。 缺点： （1）占用带宽大； （2）需要同步。 数字调制 数据传输 幅度键控ASK 中间调制方式 相位调制PM 微波中继、卫星通信、广播 频率调制FM 非线性调制 电视广播、 数传、