通信原理的课件.ppt

1、,通信系统与信号传输,孙小红,天津电子信息职业技术学院 电子技术系通信教研室,一、本课程的特点：,1.理论性强、概念、原理、计算多 2.以系统为载体（发射、接收）,二、要求：,课上认真听讲 课后复习独立完成作业,三、课程基础：,电子线路、单片机原理,四、参考书目：,通信原理 人民邮电出版社 沈宝锁 通信原理学习指导与习题解答 电子工业出版社 郭爱煌 通信原理教程 电子工业出版社 樊昌信 校内精品课网站,本章要点 * 通信系统概念 * 通信系统模型 * 通信系统的性能指标 * 数字通信系统,第1章 数字通信概论,1.1 通信的概念及系统模型,1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或 提

2、取的内容语音、图象、文字等 2.信号：信息的载体，运载信息的工具（电或光信号） 3.通信：传输或交换信号,一、通信的概念,* 时域:信号随时间分布的特性（正弦、方波）,信号,示波器:波形,模拟,数字,* 频域:信号随频率分布的特性（音频、视频）,信号,基带,频谱仪 :频谱,频带,0,0,二、通信系统模型,1.通信系统:完成通信过程的全部设备和传输媒介,模型,各部分的作用 信源:将原始消息转变成电信号 发送设备:将信号进行变换,以适合在信道中传输 信道:信号传输的媒介,2.模拟通信系统:传输模拟信号(状态连续),噪声、干扰,模拟通信系统模型,基带信号,频带信号,调制的目的: 提高频率以便发射 改

3、善系统性能 实现信道复用,3. 通信系统的分类,按信源的物理特征分类 * 电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等 按调制方式分类(是否调制) * 基带传输系统、频带传输系统 按信号特征分类 * 模拟通信系统、数字通信系统 按传输媒介分类 * 有线通信系统、无线通信系统 按信号复用方式分类 * 频分复用、时分复用、码分复用等,4. 通信方式,按传输的方向与时间关系 * 单工通信、半双工通信、全双工通信系统,按通信网络结构：直通、分支、交换方式,按数字信号码元排列方式 * 串序传输、并序传输,串序,并序,一、数字通信系统:传输数字信号(状态离散),1.2 数字通信与数字通信系统,

4、作用: 信源编码：模/数转换和数据压缩,提高有效性 信道编码：差错编码和码型变换,提高可靠性,典型数字通信系统模型,信源,信源编码,信道编码,调制器,信道,解调器,信道译码,信源译码,收信者,噪声、干扰,信源,信源编码,加密,扩频,信道,噪声、干扰,实际数字通信系统模型,信道编码,多路复用,脉冲调制,频带调制,多址接入,发送端,自它路信号,收信者,信源译码,解密,解扩,信道译码,多路分离,检测,频带解调,多址接入,接收端,同步,到它路信号,多路复用和多址接入：将不同特性或信源的信号进行合成 同步：收发一致,数字通信特点, 抗干扰能力强，无噪声积累, 便于加密处理 例： 发送原始数据 发端加密密

5、码 送上信道数据 收端解密密码 接收原始数据 , 采用差错控制技术，提高通信可靠性 便于用现代化数字信号处理技术对数字信号进行处理 可以传递各种消息，灵活性好 设备便于集成、小型化 缺点 占用频带宽 模拟：一路模拟电话所占频带仅为KHz。 数字：一路数字电话频带一般为64KHz。 但随着光纤、数字微波等宽带信道的使用以及数字频带压缩技术的发展，该缺点的影响已减小。 系统复杂、有门限效应,1.3 通信的发展过程,一、通信的发展历史 电通信起源于19世纪30年代； 1837年，莫尔斯电磁式电报机出现； 1866年，利用大西洋海底电缆实现了越洋电报通信； 1876年，贝尔发明了电话机，开始了有线电报

6、、电话通信； 19世纪末，出现了无线电报； 20世纪，电子管、晶体管、集成电路的出现，使通信迅速发展； 20世纪80年代以来，微波通信、卫星通信、光纤通信、移动通信和计算机通信等各种现代通信系统的竞相发展。,二、现状（1934年数字时代开始） 微电子技术； 微波中继通信； 光纤通信； 卫星通信； 移动通信。 三、发展趋势 传输向高速大容量长距离发展； 交换技术的发展； 接入网的发展； 综合业务数字网的发展； 网络智能化、个人化。,1.4 通信系统的性能指标,一、一般通信系统的性能指标,1.有效性：指传输消息的速度 2.可靠性：指传输消息的质量,矛盾,1.有效性 码元传输速率RB：每秒传输的码元

7、数目(N)；单位Baud 信息传输速率Rb：每秒传输的信息量(2) ；单位bit/s 两者关系：对多进制信号而言 Rb = RBNlog2N，（其中N=2K ） 频带利用率：单位频带内的信息传输速率 =信息传输速率/频带带宽（b/sHz）,三、数字通信系统的性能指标,2.可靠性 误码率Pe:传错码元的概率 误信率Pb :传错比特数的概率 信号抖动：数字信号相对于标准位置的随机偏移,【例 1】设一数字传输系统传输二进制码元的速率为1200Band，试求该系统的信息传输速率，若该系统改为八进制码元传送，传码率为1200Band,此时信息传输速率又是多少？ 解： 若为二进制码元-N=2 已知 RB=1200Baud ； Rb= RBlog2 N= RB =1200 bit/s 若为八进制码元-N=8 已知 RB =1200Baud ； Rb= RBlog2 N=1200log2 8=3600bit/s,解： 传输的总码元数= = 8.912106 Pe =（错误码元数/传输的总码元数） =5/ 8.912106 =0.6110-6,【例2】某数字通信系统在125us内可传输256个码元，且发现该数字传输系统4秒内有5个码元产生误码，试问误码率为多少？,1.5 与数字通信相关的一些概念,一、基本术语,1.二进制数字：信号只有两种状态“0”、“