通信原理_(完整).ppt

第一章　绪论 1.1通信技术及发展史 通信： 克服距离上的障碍，进行信息的传递与交换的过程。 “通信的基本问题就是在一点重新准确地或近似的再现另一点所选择的消息。” 通信目的：传输信息 任务：迅速、准确的进行信息的传输。 意义： 按照社会发展进程中通信方式的不同，人类的文明史可分为： 1.2 通信系统 通信系统的一般简化模型 通信系统模型 模拟信源（连续信源）：输出的消息状态是连续变化的； 数字信源（离散信源）：输出的消息状态是离散的、可数的。 模拟信号：信号参量的取值是连续的； 数字信号：携带信息的参量仅可取有限个数值。 模拟通信系统：信道中传送的是模拟信号； 数字通信系统：信道中传送的是数字信号。 数字通信系统模型 数字通信的主要优点： 数字通信的主要优点： 数字通信的主要缺点： 应用实例： 通信系统的分类 按信号特征分类 数字通信 电话、电视、计算机数据等信号的远距离传输。 模拟通信 有线电话环路、无线电广播、电视广播等。 按数字信号码元排列次序 串行　　　远程 并行　　　近程、高速 按调制方式分类 按信号复用方式分类 频分复用（FDM）：Frequency Division Multiplexing 　 　　　　 　模拟通信的基本形式 时分复用（TDM）：Time Division Multiplexing 　　　 　　　　数字通信的基本形式 波分复用（WDM）：Wave Division Multiplexing 　　　　光纤通信的基本形式 码分复用（CDM）：Code Division Multiplexing 　　　　扩频通信、移动通信的基本形式 通信方式 单工 半双工 全双工 如何度量信息？ 香农将信息定义为Uncertainty不确定性的减少。 信息量的大小与消息出现的概率有关。 　消息出现的概率越小，所包含的信息量就越大； 信息量的定义： 信息量的定义 熵 熵是一个系统的不确定性或无序的程度，系统的紊乱程度越高，熵就越大；系统越有序，熵就越小。 “一个系统的熵就是它的无组织程度的度量。”　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　－维纳 所有自然过程都增加熵　　　 －克劳修斯 任何信息都增加系统的负熵 －布里渊 1.5 通信系统的性能指标 有效性 可靠性 数字通信系统性能 有效性 　传码率 ：单位时间传输的码元个数 baud 　传信率 ：单位时间传输的平均信息量 bps 数字通信系统性能 　可靠性 　误码率：信息码元在传输过程中被误传的概率 　误信率：信息量　在传输过程中被丢失的概率 误差 模拟通信系统中，误差是源信号与接收信号之间的均方误差来表示： 信噪比：与噪声的功率比，用分贝表示 1.6 连续信道的信道容量 香农公式 　假设信道的带宽为B（Hz），信道输出的功率为 加性高斯白噪声功率为 ，则该信道的信道容量为： 　 C:信道容量，信道的最大无失真信息传输速率 仅当传信率不超过C时，才有可能实现无误码传输 也可表示可能达到的最大的频谱利用率 带宽B是指正频率范围，不包括负频率范围。 信道为理想带通信道。 B的范围并不要求一个连续的频带，可以允许由若干不相邻的频段组成。 只要求噪声谱密度在信号带宽内为常数，不考虑信号频带外的噪声特性。 当噪声为非高斯时，该式不适用。 达到信道容量时，信道的输入也应该是高斯过程。 提高可靠性 B固定：增加信噪比 SNR固定：增大带宽 B、SNR固定：降低通信速度 第2章　信道 通信系统模型 信道 信道：信号传输的通道（媒介）。 信道 狭义信道：传输媒介 广义信道：传输媒介及有关的设备 狭义信道 有线信道 无线信道 狭义信道 有线信道 无线信道 广义信道 广义信道 3.2 调制信道模型 输入端和输出端； 信号通过信道具有一定的延迟时间，而且还会受到(固定或时变的)损耗； 绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加定理； 即使没有信号输入，在信道输出端仍有一定的功率输出。 调制信道模型 干扰 加性干扰：本地噪声 乘性干扰：非理理想信道 恒参信道 信道的参数不随时间、空间的变化而变化或缓慢变化。（可等效为一个线性时不变网络来分析） 随参信道 信道的参数随时间、空间的变化快速、随机的变化。 3.3 信道传输特性 理想信道传输特性 无失真传输 (1) 对信号在幅度上产生固定的衰减；  (2) 对信号在时间上产生固定的迟延。 相位-频率畸变 是指信道的相位-频率特性偏离线性关系所引起的畸变。 常采用群延迟-频