通信原理历史组成分类方式.ppt

1、通信理论，讲师：侯世民第三系301教研室，教师联系方式公室：专业楼2336，基础课要求，基础理论课，高等数学，线性代数，概率论与随机过程信号与系统工程课，模拟电路，数字电路，高频电子电路，课程现状，通信基础课，为什么学习通信？个人爱好？工作需要？获得信用？根本原因：通讯技术实际上已经进入了我们日常生活的方方面面；从专业和教育目的到纯粹的娱乐。课程内容安排，第1章绪论准备知识第2章确认信号第4章通道第5章模拟调制系统第6章数字基带传输系统第7章数字带通传输系统第9章模拟信号的数字传输复习知识，课程学习目标，了解现代通信技术的发展，掌握通信技术的基本原理，通信系统的组成，

2、各种通信方法的性能及其基本分析方法，并具备进行现代通信技术的研究、开发、通信工程设计和测量的能力；参考书目，现代传播原理清华大学曹志刚经典，老版本传播原理教程电子工业范长信经典，模拟部分少部分传播原理简明教程清华大学南李平简明浅显深度现代传播原理与技术西递张辉简明简单传播原理学习指南西递张辉方便备考和考研，结业方式，期末考试：70%实验成绩：20%普通成绩：10%，历史复习， 传播技术的发展，古代传播，篝火，驿站，飞鸽，篝火和狼烟，击鼓和歌唱黄金，挥舞旗帜和呐喊，驿站传播，飞鸽传播，古代传播，杜甫：王春虽然一个国家被打破，山川长存，春天又来了绿色的树木和草。 伤心的状态下，不禁泪如雨下，鸟儿绝

3、色，离愁恨。这场战争已经持续了半年多，家信很少，还有十万金币。忧郁缠绕，挠头思索，越挠白发，几乎不可能插入发夹。1837年，美国科学家莫尔斯在纽约完成了他的电磁电报。他用电流的有无来表示信号和空间，并用信号和空间的长度来编码电报符号。麦克斯韦方程1864年，麦克斯韦提出了变化的电场产生磁场的假设，并全面总结了电磁现象的基本规律，即麦克斯韦方程，又称电磁辐射方程。电话铃，由美国科学家格雷厄姆贝尔于1876年发明。它是一种利用电信号传输来交换语言信息的交流方式。贝尔，无线电报家，意大利发明家和工程师马可尼(1874-1937年)及其第一部无线电报。1909年获得诺贝尔物理学奖的香农于1948年发表

4、了信息论，为现代通信理论人造地球卫星奠定了基础。1957年10月4日，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，地球第一次接收到人造卫星发出的无线电波。它不仅标志着太空时代的开始，也意味着卫星通信时代的到来。1964年，世界上第一台电子数字计算机在美国问世。计算机的出现开创了现代通信的新时代。互联网连接了不同国家和地区的计算机，成为信息传输的高速公路。人们不用离开家就可以环游世界。光纤通信系统，第一个光纤通信系统于1977年在芝加哥开始运行。现代通信的一个成功例子，电磁电报是在1837年发明的，电磁辐射是由麦克斯韦在1864年预测的，电话是由厄尔在1876年发明的，超外差接收是在1918年发明的，无线电

5、广播是在1920年首先开始的，对奈奎斯特频率的研究是在1924年开始的，现代数字通信是在1933年发明的，调频信号是在1936年发明的，电视广播是在1937年开始的，a从麦克斯韦到无线广播和无线通信；从傅里叶到光谱的理解和广泛应用；从高斯、瑞利、莱斯和多普勒到克服噪声、多径和快速运动对通信的影响；从奈奎斯特到数字通信；从电话的发明到现代程控交换机；从香农定理到现代调制和编码技术；从维纳到现代信号检测与估计：从控制论的提出到通信同步系统的完善。从历史回顾中得到启示(1)，了解需求，学习基础知识，熟悉该领域的进展，思考和发现工程实践和理论研究中的问题，建立数学模型进行深入研究和论证，设计和构建系统

6、。数学基础、理论研究和工程实践是不可缺少的。从历史回顾(2)中得到的启示，传播方式上，体育传播使用人或机械的手段来传递信息；普通邮政服务。电气通信使用电(包括电流、无线电波或光波等)。)传递信息；电话、电视、计算机、通信原理，第1章绪论，通信系统的组成，通信系统的分类，通信方式的信息及其测量通信系统的主要性能指标，第1章绪论，本章的学习目标，硕士：模拟信号与数字信号的区别；数字通信系统的组成、分类和优缺点；离散信源信息量和平均信息量(熵)的计算：通信系统符号率、信息率和频带利用率的定义、计算和关系；误码率和误报率的定义和关系；通信的目的：传递信息中包含的信息。消息：由源产生的信息的物理表达。例

7、如声音、文字、音乐、图片或运动图像。信息：它是包含在消息中的有效内容。不同的消息可以有相同的内容。信号：传递信息的手段(媒介)。在通信系统中传输的是信号。基本概念，1.2通信系统的组成，1.2.1通信系统的一般模型1.2.2模拟和数字通信系统模型1.2.3数字通信的特点，1.2.1通信系统的一般模型，通信系统：实现通信过程的所有技术设备和信道(媒体)的总和。来源。顾名思义，它指的是信息的来源，可以是人或设备。它发送的信息也可以是多种多样的，如语音、文本、图像、数据等。该信息可以是离散的或连续的。发送者。类型和功能多样，如编码、调制、放大、滤波、传输等。发射机包含一个与传输线匹配的接口，其基本功

8、能是将信源发送的信息转换成某种便于传输的信号。模拟和数字通信系统之间的发射机功能有很大差异。频道。也就是说，信息传输通道也是传输物质信号的媒介。信道可以是开放的电线、电缆、波导、光纤、无线电波等。噪声源。它是整个系统的噪声和干扰的总转换，用来表征信道中信息传输所遭受的干扰。在任何通信系统中，干扰的性质和强度都是影响系统性能的重要因素。接收器。它的主要功能是接收信道中的信号，并在发送前将其转换成相同表示形式的信息，这与发送者的功能正好相反。接收机的要求是从受干扰的信号中尽可能准确地提取和恢复信源的信息。新宿。信息传输的目的地，即接收信息的人或机器。1.2.2通信系统模型，模拟通信系统用于传输模拟

9、信号的通信系统用于传输数字信号的数字通信系统通信系统，信号分类(1)，模拟信号：表示消息的信号参数具有连续值；如麦克风输出电压。信号分类(2)，数字信号：表示信息的信号参数数量有限；如电报信号和计算机输入输出信号。信号分类模拟信号有时被称为连续信号。这种连续性意味着信号的某个参数可以连续变化，或者它可以在某个值范围内取无限多个值，但不一定在时间上连续。一种使用模拟信号作为载体来传输信息的通信系统。原始电信号、调制信号、原始电信号、频带信号、模拟通信、基带信号、调制信号、载波信号、射频信号和频带信号。调制信号有三个基本特征：携带信息；适合在信道中传输；信号的频谱具有带通形式，中心频率远离零频率。

10、模拟通信，模拟通信系统，主要研究问题基带信号(原始电信号)分析调制解调器的原理和性能噪声特性及其对信号的影响信道特性及其对信号的影响，模拟通信，主要特点：抗干扰能力差；秘密交流不容易；设备不容易大规模集成；不适合数字通信的快速发展；简单易行。通信系统模型，用于传输模拟信号的通信系统，用于传输数字信号的通信系统，(a)二进制波形；(b) 2PSK波形、数字信号波形和数字通信，其信号参数只能取有限数量的值并且通常不直接对应于消息的所有信号都称为数字信号。例如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。数字信号有时被称为离散信号，这意味着信号的某个参数是离散变化的，不一定是时间上的。数字通信、数字

11、通信系统组成(以数字电话通信系统为例):数字通信、信源编码/解码和信源编码的目的是提高信息传输的有效性；模拟/数字转换。信源编码方法：PCM、ADPCM、DM信源解码是信源编码的逆过程。数字通信模型，信道编码和解码，信道编码的目的是提高通信系统的抗干扰能力，实现可靠的通信。信道编码：信道编码器根据一定的规则向传输的信息符号添加保护成分(监督元素)，以形成所谓的抗干扰编码。线性分组码、卷积码和循环码信道解码：信道解码器根据一定的规则进行解码，并在解码过程中发现或纠正错误。数字通信模型数字调制和解调数字调制的目的是形成适合在信道中传输的带通信号。数字调制：将数字基带信号的频谱移动到高频；ASK、F

12、SK、PSK和DPSK数字解调：这些信号通过相干解调或非相干解调恢复为数字基带信号。数字通信模型，加密的目的：确保传输信息的安全性。加密：人为干扰要传输的数字序列，即添加密码。解密：在接收端，使用与发送端相同的密码副本对接收到的数字序列进行解密，并恢复原始信息。加密与解密、数字通信模型、信道加密与信源加密、数字通信模型、同步与数字复用、同步：使收发信机两端的信号在时间上保持同步；同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠运行不可或缺的前提。载波同步、比特同步、组同步和网络同步数字复用：根据时分复用的基本原理，将几个低速数字信号合并成一个高速数字信号；从而扩大传输容量，提高传输效率。需要强调的是，在

13、模拟通信系统中存在同步问题，例如模拟电视传输系统。数字通信，主要研究问题：信源编码，解码，信道编码，解码，加解密技术，调制解调技术，同步技术，抗噪声性能，数字基带传输的最佳接收理论，数字通信，优势：第二阶段具有很强的抗干扰能力和高可靠性(噪声积累可以消除克服措施：压缩频带，提高频带利用率，根据通信业务、调制方式、信号特性、传输介质等，选择宽带传输介质，1.3通信系统分类和通信方式，1.3.1通信系统分类。1.3.2通信方式单工、半双工和全双工通信并行和串行传输，1.3.1通信系统分类，按通信业务分类：电报通信、电话通信、数据通信和图像通信按调制方式分类；基带传输和带通传输按信号特征分类；数字通

14、信和模拟通信按传输介质分类；有线通信(双绞线、同轴电缆和光通信)、无线通信(移动通信和卫星通信)按工作频段分类；中波通信、短波通信和光波通信按信号复用方式分类：码分系统等。文本电报通信系统传输数字和字母的语音通信系统，电话数据通信系统，计算机通信图像通信系统，传真，电视，1。根据通信业务的分类，基带传输是带通传输(频带或调制)。根据调制方式，基带传输：信号不经调制直接传输，如市内局间传输。计算机局域网的特点是：易于实现，用于短距离传输；没有必要考虑频带利用率；干扰少，可靠性高，不适合远距离传输；2.按调制方式分类，带通传输(频带或调制):调制：输入基带信号的频域变换，将其频带转移到适合信道传输

15、的频带。无线通信要求频带传输特性：实现复杂，用于长距离传输；有必要将信息转换成便于传输的形式；抗干扰能力增强，频带得到有效利用。2.根据调制方法分类：普通调制方法(模拟调制)、普通调制方法(数字调制)和普通调制方法(脉冲调制)；3.按传输介质分类：有线通信电缆、明线、双绞线和光纤无线通信包括长波、中波、短波、超短波、微波和卫星；4.根据工作带分类。1.单工传输半双工传输全双工传输根据消息传递的方向和时间的关系；2.根据数据码的排列关系进行串行传输和并行传输；3.同步传输根据同步模式的异步传输；1.根据消息传递的方向和时间之间的关系进行的单向传输：消息只能在一个方向上传输。半双工传输：当双方至少有一方收发信息时，需要在手动或自动收发转换装置的控制下进行。全双工传输：通信双方可以同时发送和接收消息，1.3.2通信模式，1。单工传输半双工传输全双工传输根据消息传输的方向和时间关系2。串行传输并行传输根据数据码的排列关系3。同步传输按同步方式异步传输，串行传输，根据数据码的排列