通信原理的基本概念.ppt

1,通信原理,之基本概念山西华瑞电子工程有限公司2013.4,2,人的能力从哪里来,国际HR界公认721定律,3,学习要求,掌握通信的基本概念通信的定义通信重大事件通信的方式通信的分类通信的工作方式通信系统的组成衡量通信系统的主要质量指标,4,通信的定义：通信是指一地向另一地进行消息的有效传递。通信的目的：传递消息中所包含的信息。消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。信息：是消息中包含的有效内容。实现通信的方式和手段：非电的：如旌旗、消息树、烽火台电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,一、通信的定义,5,二、通信的定义,对于华瑞公司而言：“通信”这一术语是指“电通信”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的，简称“电信”。通信的本质：实现信息传递功能的一门科学技术，它即要把大量有用信息无失真、高效率的传输，也要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制。当今的通信不仅要有效传递信息，还要有存储、处理、采集及显示等功能。比如“云”,6,二、通信重大事件表,1837年：莫尔斯发明有线电报1864年：麦克斯韦发明电磁辐射理论1876年：贝尔发明有线电话1896年：马可尼发明无线电报1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世1936年：商业电视广播开播，1946年计算机诞生60后：卫星通信，计算机网络和数字技术70后：数字通信、光纤通信，苹果、微软诞生80后：综合业务数字网络、有线电视诞生90后：卫星通信、移动通信、互联网飞速发展00后：高清数字电视、智能手机、移动互联网、IPAD、云,7,高琨,1933年生于上海，英藉、华裔学者,1966-七月，高锟博士在PIEE杂志上发表论文光频率的介质纤维表面波导，从理论上分析证明了实现光纤通信的可能性，并预言了超低耗光纤的可能性,1970-美国康宁公司成功研制成世界上第一根低损耗石英光纤，光纤为信息时代的到来奠下基石,全球公认“光纤之父”，北京邮电大学名誉教授、2009年诺贝尔物理学奖得主,8,三、通信方式按消息传送的方向与时间分,有线电视对讲机电话、手机,9,按数字信号排序分串序传输并序传输,三、通信方式,10,按通信网络形式分两点间直通方式分支方式交换方式,三、通信方式,11,四、通信的分类按传输媒质分有线通信：导线、电缆、光缆等无线通信：无线电波、红外线等按工作频率分长波通信、中波通信短波通信、微波通信按传输信号类型分模拟通信系统传输模拟信号的通信系统数字通信系统传输数字信号的通信系统,12,模拟信号和数字信号模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压：,(a)话音信号(b)抽样信号图1-2模拟信号,四、通信的分类,13,数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、计算机输入输出信号：通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。,(a)二进制信号(b)2PSK信号图1-3数字信号,四、通信的分类,14,四、通信的分类,按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用按通信业务分类：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：基带传输系统和带通（调制）传输系统按收信者运动分：固定通信和移动通信,15,1.基带信号由信源输出的电信号特点：具有频率较低的频率分量一般不适合直接作为传输信号举例2.已调信号经过调制后的信号特点：携带信息适合在信道中传输具有较高频率成分且中心频率远离零频,四、通信的分类,16,四、通信的分类,17,频分复用、时分复用和码分复用,四、通信的分类,18,五、通信使用频段,所有的通信频段的使用要经过国家无线电管理委员会批准才能使用，当然也有开放的频段。,19,五、通信使用频段,20,六、通信系统的组成,通信系统的一般模型信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。,21,接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。,六、通信系统的组成,22,模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统：两种变换：模拟消息原始电信号（基带信号）基带信号已调信号（带通信号）,图1-4模拟通信系统模型,六、通信系统的组成,23,数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性完成模/数转换信道编码与译码目的：增强抗干扰能力加密与解密目的：保证所传信息的安全数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致,六、通信系统的组成,24,1.2.3数字通信的特点优点抗干扰能力强，且噪声不积累传输差错可控便于处理、变换、存储便于将来自不同信源的信号综合到一起传输易于集成，使通信设备微型化，重量轻易于加密处理，且保密性好缺点：需要较大的传输带宽对同步要求高,六、通信系统的组成,25,通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性：指通信系统中传输消息的“速率”问题，即快慢问题可靠性：指通信系统中传输消息的“质量”问题，即好坏问题其它还有：适应性、经济性、保密性、标准性、维修性、工艺性等。,七、通信系统主要性能指标,26,通信系统的主要性能指标：有效性消息传输的速度问题可靠性消息传输的质量问题以上二者是一对矛盾，通常根据实际应用求得相对的统一。即在满足一定可靠性指标下，尽量提高传输速度，在维持一定有效性指标基础上，使消息传输质量尽量提高。,七、通信系统主要性能指标,27,模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。数字通信系统有效性：用传输速率衡量。可靠性：常用误码率表示。,七、通信系统主要性能指标,28,模拟通信系统有效性：带宽,七、通信系统主要性能指标,在有线电视系统中，PAL制每套节目带宽是8MHz，NTSC制是6M，因此，在48MHz的带宽范围内，PAL制可传6套电视节目，NTSC制可传8套，在节目传输数量上，显然后者占优，但PAL制信号质量更好,29,模拟通信系统可靠性：信噪比。,七、通信系统主要性能指标,信号,噪声,信噪比：信号功率与噪声功率之比。C/N=Pc/PnPc：信号功率Pn：噪声功率,30,模拟通信系统可靠性：信噪比。,七、通信系统主要性能指标,模拟通信系统中（模拟监控或有线电视），信噪比下降或不足，容易产生雪花点。,信号,噪声,31,数字通信系统有效性：传输速率比特率（信息传输速率Rb）：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为b/s，或bps,七、通信系统主要性能指标,32,带宽：原本指模拟系统中传输信息所