现代通信技术概述.ppt

安全防范系 1 数字通信技术 安全防范系 2 本门课程主要内容 数字通信系统概述信道编码信道与噪声定时与同步数字信号的传输通信的加密 安全防范系 3 先修课程 线性代数信号与信息系统通信原理 第一章绪论 数字通信系统的组成数字通信系统的主要特点数字通信系统的性能指标国内数字通信系统发展现状 安全防范系 5 一 数字通信系统的组成 1 模拟通信系统的构成 图1 1模拟通信系统组成框图 安全防范系 6 2 数字通信系统的构成 图1 2数字通信系统组成框图 安全防范系 7 二 数字通信系统的主要特点 1 数字通信的主要优点 1 抗干扰能力强 无噪声积累 2 便于加密处理 3 差错可控 信道编码 4 利于采用时分复用实现多路通信 5 设备便于集成化 智能化 6 易于与现代技术相结合 7 灵活性高 能适应各种通信业务的需求 安全防范系 8 图1 3两类通信方式抗干扰性能比较 安全防范系 9 图1 4数字通信加密方法示意 安全防范系 10 2 数字通信的主要缺点 1 占用频带宽 2 同步例如 一路数字电话信号频带约64K 一路模拟电话信号频带约4K 安全防范系 11 三 主要性能指标 1 数字通信系统的有效性指标 1 信息传输速率Rb 传信率 比特率 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的 单位是比特 秒 bit s bps 2 码元传输速率RB 码元传输速率 符号传输速率也叫码元速率 它是指单位时间内所传输码元的数目 其单位为 波特 Bd 安全防范系 12 3 RB与Rb的互换对于二进制 RB2 Rb2对于M进制 RBM RbM log2M 安全防范系 13 4 频带利用率 频带利用率是指单位频带内的传输速率 在频带宽度相同的条件下 比特传输速率越高 则频带利用率就越高 反之 则越低 安全防范系 14 香农公式 可以严格地证明 在被高斯白噪声干扰的信道中 传送的最大信息速率C由下述公式确定 C Blog 1 S N 该式通常称为香农公式 B是信道带宽 赫 S是信号功率 瓦 N是噪声功率 瓦 公式表明 信道带宽限制了比特率的增加 信道容量还取决于系统信噪比以及编码技术种类 安全防范系 15 2 数字通信系统的可靠性指标 1 误码率 在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比 通常以Pe来表示 误码率Pe是多次统计结果的平均量 所以这里指的是平均误码率 安全防范系 16 在传输过程中传错信息的比特数与传输的总比特数之比 通常以Pb来表示 在二进制中 Pe Pb 2 误信率 安全防范系 17 在数字通信系统中 信号抖动是指数字信号码相对于标准位置的随机偏移 其示意图如图1 9所示 图1 5信号抖动示意图 3 信号抖动 相位抖动 安全防范系 18 四 国内数字通信系统发展现状 有线通信系统微波中继通信系统卫星通信系统移动通信系统计算机通信网络 安全防范系 19 1 有线通信系统 国内长途干线的主要通信手段 主要包括同轴电缆和光缆 光缆通信为主要发展方向 各种业务的主干网逐渐被光缆替代 光纤通信发展方向 单模 长波长 大容量 DWDM技术 安全防范系 20 2 微波中继通信系统 波长在0 1毫米至1米之间的电磁波 干线光纤传输的备份及补充 农村 海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务的场合 城市内的短距离支线连接 安全防范系 21 3 卫星通信系统 1984年4月 中国第一颗同步试验通信卫星发射成功 广播电视传输 卫星电视 远程教育 村村通等 公用网 专用网通信 银行 政府 公安等通信网 广播和移动通信 陆地 海上和空中各类目标相互之间及与地面公用网的通信任务 安全防范系 22 数字通信原理 模拟信号与数字信号之间的区别是什么 试述数字通信有那些优点 为什么 设在125 微秒内传输256个二进制码元 计算信息传输速率 若该信码在2秒内有3个码元产生误码 试问其误码率是多少 思考题 安全防范系 23 例1已知二进制数字信号在2min内共传送了72000个码元 1 问其码元速率和信息速率各为多少 2 如果码元宽度不变 即码元速率不变 但改为八进制数字信号 则其码元速率为多少 信息速率又为多少 解 1 在2 60s内传送了72000个码元RB2 72000 2 60 600 B Rb2 RB2 600 bit s 2 若改为8进制 则RB8 72000 2 60 600 B Rb8 RB8 log28 1800 bit s 安全防范系 24 例2已知某八进制数字通信系统的信息速率为12000b s 在收端半小时内共测得出现了216个错误码元 试求系统的误码率 安全防范系