通信系统原理(1)

1、12信源发送设备信道接收设备信宿噪声3信源发送设备信道接收设备信宿噪声概率论与统计率失真理论信源编码密码理论信号处理调制理论 信道编码电磁场与电波传播理论随机过程 随机信号信号处理解调理论 差错控制编码滤波理论密码理论信号与系统、电路分析、通信电子线路、同步、通信网45 通信通信-将含有信息的消息有效而可靠地由一将含有信息的消息有效而可靠地由一地传输到另一地的过程。（跨越时间和地点）地传输到另一地的过程。（跨越时间和地点） 目的：传输含有信息的消息目的：传输含有信息的消息 信息：人们待知的消息。信息：人们待知的消息。 消息：用以表达信息的某种物理形式。消息：用以表达信息的某种物理形式。 信号：

2、承载消息的某种物理形式。信号：承载消息的某种物理形式。 对通信的要求：对通信的要求： 可靠可靠-尽可能准确无误尽可能准确无误（接受信息的准确度） 有效有效-尽可能多而快尽可能多而快（给定信道内传输的量）6 定义定义1-1-实现这一变换过程的所有设备和实现这一变换过程的所有设备和 机构的总体称通信系统。机构的总体称通信系统。 定义定义2-2-完成信息的传输和处理的基完成信息的传输和处理的基 本单元的集合称通信系统。本单元的集合称通信系统。信源信源信宿信宿发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备噪源噪源78v定义定义( (模拟通信模拟通信) )v信道传输模拟信号信道传输模拟信号v模拟信号模拟信号

3、v模型模型基本问题基本问题910数字通信系统模型数字通信系统模型发送端接收端信 源信道编码调 制信 道压缩编码解 调信 宿保密解码信道解码压缩解码保密编码噪 声同 步信源编码信源解码11模拟通信系统模型模拟通信系统模型发送端接收端噪 声调 制信 道解 调信 宿信 源121314适 应 性被被 传传 信信 号号的的 有有 效效 频频 带带是是 否否充充 分分 利利 用用信信 道道 资资 源源模模 拟拟 通通 信信 的的 有有 效效 性性( ( 数数 码码 率率 ) )码码 元元传传 输输 速速 率率( ( 传传 信信 率率 ) )信信 息息传传 输输 速速 率率数数 字字 通通 信信 的的 有有

4、 效效 性性有有 效效 性性经 济 性解解 调调 器器输输 出出信信 噪噪 比比调调 制制 制制 度度增增 益益 G G模模 拟拟 通通 信信 的的 可可 靠靠 性性误误 码码 率率P P e e误误 信信 率率数数 字字 通通 信信 的的 可可 靠靠 性性可可 靠靠 性性标 准 性通通 信信 的的 主主 要要 性性 能能 指指 标标1516通信的任务通信的任务-传递信息传递信息 衡量标准：衡量标准： 有效性：给定信道内传输信息内容的多少有效性：给定信道内传输信息内容的多少 信信 息息: 消息中有意义的内容消息中有意义的内容 信息量信息量: 度量信息内容多少的量纲度量信息内容多少的量纲信息含义

5、信息含义举例：举例： “ “今年冬天比去年冷今年冬天比去年冷” “ “今年冬天和去年夏天一样热今年冬天和去年夏天一样热” 后句话的信息量前句话的后句话的信息量前句话的 可能性越小，信息量越大！可能性越小，信息量越大！ 用概率描述用概率描述（概率（概率信息量信息量，P=0P=0时信息量为时信息量为 ）.17 以每秒内传送信息量的大小衡量。以每秒内传送信息量的大小衡量。 以被传信号的有效频带衡量。以被传信号的有效频带衡量。 以特定信道能容纳的信号路数衡量。以特定信道能容纳的信号路数衡量。18v 码元传输速率码元传输速率（数码率，传码率）（数码率，传码率）R RB B ： -单位时间内传送的码元个数

6、。单位：波特单位时间内传送的码元个数。单位：波特（BautBaut）v 信息传输速率信息传输速率（传信率）（传信率） R Rb b ： -单位时间内传送的信息量。单位：单位时间内传送的信息量。单位：b/sb/s（bpsbps：比特比特/ /秒，二进制）秒，二进制） v 多进制信号多进制信号传输速率传输速率 多进制每码元信息量多进制每码元信息量1bit1bit设数码率设数码率R RB B、信息速率、信息速率R Rb b，码元有，码元有N N种可能的符号种可能的符号则：则：)(log)/(log22，波特率baudMRRsbMRRbBBb)(log)/(log22，波特率baudMRRsbMRRb

7、BBb1920模拟通信可靠性模拟通信可靠性 均方误差：均方误差： 输出信噪比输出信噪比（接收端解调器输出信噪比）接收端解调器输出信噪比） 22)()()(tmtkmtRT均方误差值均方误差值，系统性能越好！，系统性能越好！r0 = 解调器输出有用信号功率解调器输出有用信号功率解调器输出噪声平均功率解调器输出噪声平均功率r r0 0，系统性能越好！，系统性能越好！21可靠性：错误率可靠性：错误率（需使用统计和概率）（需使用统计和概率） 传输总的比特数错误比特数bP 误比特率误比特率（误信率）（误信率） 传输总的码元数错误码元数eP 误码率误码率（误符号率）（误符号率） 22232425262728293031对流层对流层地球地球010 km电离层电离层60300 km平流层平流层32地球地球333435hr地面ddDrh2rh2hd236图1.4.4 无线电中继373839移动交换中心电话交换中心40图1.4.8 同轴电缆截面示意图41n1n2折