数字通信原理1：绪论PPT课件

2010Copyright 1 1 课程名称 数字通信原理 2 主要参考书华南理工大学数字通信原理讲义周炯褩等通信原理北京邮电大学出版社BermardSklar数字通信 基础与应用电子工业出版社曹志刚等现代通信原理清华大学出版社 3 教师 冯穗力 FengSL 87112490 4 作业 每周一交作业 5 成绩分布 暂定 作业占10 实验占20 期中测验 期末考试占70 2010Copyright 2 数字通信原理第一章绪论 2010Copyright 3 1 通信 Telecommunication 通信 克服距离上的障碍 交换和传递消息 消息 文字 符号 数据 图片 语音和活动图像 信息 信息是消息的内涵 消息是信息的载体 信号 与消息一一对应的电量 它是消息的物质载体 数字信号 时间和幅度取值均为离散的信号 通信系统 传递信息所需的一切技术设备的总和 数字通信系统 传输数字信号的通信系统 第一章绪论 2010Copyright 4 2 通信发展的主要历程1837年 莫尔斯发明 有线 电报系统1864年 麦克斯韦建立电磁场理论1876年 贝尔发明电话机1887年 赫兹证明电磁波的存在1892年 史端乔发明自动电话机1896年 马可尼发明无线电通信 1901年实现越洋通信1918年 开通无线调幅 AM 广播1924年 奈奎斯特提出抽样定理理论1937年 瑞维斯发明脉冲编码调制 PCM 第一章绪论 2010Copyright 5 2 通信发展的主要历程 续 1938年 开通电视广播1948年 香农创立信息论基础 同年库柏等发明晶体管1957年 成功发射人造地球卫星 次年发射通信卫星1960年 发明激光1961年 发明集成电路1964年 高锟提出采用光导纤维传输信号1971年 美国建立最早的互联网 APPANET 1980s 建立蜂窝移动通信系统 第一章绪论 2010Copyright 6 3 通信系统模型 信源 信宿 译码 信道 编码 信源 信息的发出者信宿 信息的接收者信道 传输信息的物理媒质编码 把信源输出的信号变换成适合特定信道传输的信号译码 恢复原来信源的信号 第一章绪论 2010Copyright 7 4 模拟通信与数字通信模拟通信的信号特点 从无限多种可能的波形中选择一种进行发送 数字通信的信号特点 从有限多种可能的波形中选择一种进行发送 接收端无需精确地接收被传输的波形 而只要从受到噪声干扰的信号中判断发送端发送的是哪一个波形 一般地 只要噪声干扰小于一定的门限 接收端可再生发送端发送的波形 第一章绪论 2010Copyright 8 例 信号的失真与再生 2010Copyright 9 例 四进制信号的噪声容限 2010Copyright 10 5 数字通信的特点数字通信的优点 1 数字信号有良好的抑止噪声累积干扰的能力 信号易于再生 2 可通过信源编码提高传输效率 3 可通过信道编码降低传输的差错概率 4 易于对信息进行加密和各种复杂的信号处理 5 易于实现基于网络的各种信息交换 数字通信的缺点 1 数字通信一般需要较复杂的同步技术 2 具有 门限效应 当信噪比下降到一定限度时 传输质量会急剧恶化 第一章绪论 2010Copyright 11 6 典型的数字通信系统 2010Copyright 12 6 典型的数字通信系统 续 发送端功能模块 1 信源 产生 模拟信号经抽样量化后的 数字信号 2 信源编码 去除信源消息序列的冗余性 提高传输效率 3 信道编码 对信息加入检错和纠错的功能 提高抗干扰能力 5 调制器 将基带信号搬移到适合特定介质传输的频段上传输 2010Copyright 13 6 典型的数字通信系统 续 接收端功能模块 1 解调 2 信道译码 8 信源译码 9 信宿 分别完成与发送端对应模块相反的功能 数字通信系统中的其他可能附加的功能模块 信息的加解密 复用解复用 信道的波形编译码多址接入 扩频与解扩等等 2010Copyright 14 7 数字通信系统性能的度量一 有效性 单位时间内系统能传输信息量的大小 1 二进制符号 只有两种状态 每个码元符号最多能够携带1比特信息 2 M进制符号 每个码元符号有M种可能的状态 每个码元符号可携带的最大信息量为log2M比特 3 波特率 Rs 单位时间内传输的码元数 波特 Baud 4 比特率 Rb 单位时间内传输的比特数 信息速率 比特 秒 b s bps 2010Copyright 15 7 通信系统性能的度量 续 波特率 Rs 与比特率 Rb 之间的关系 b s 二 可靠性 接收信号的准确程度 1 信噪比 S N 信号功率与噪声功率之比S 信号功率 N 噪声功率 2010Copyright 16 7 通信系统性能的度量 续 2 误码率与误信率误码率 Ps 误信率Pb 误比特率 数字话音通信 要求Pb在10 3 10 6以下 计算机系统 要求Pb在10 7以下 2010Copyright 17 7 通信系统性能的度量 续 2 误码率与误信率系统的性能通常用 Eb 比特能量 N0噪声功率密度