通信原理 第1章new

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1、第一章绪论主要内容：重点：通信系统的基本概念及通信系统模型。模型。通信系统的任务。通信网的基本概念。性能指标通信系统的技术指标。信息及其度量1.1引言1.2通信系统的组成1.3通信系统的分类及通信方式1.4信息及其度量1.5主要性能指标1.1引言1.1.1基本概念1、通信:完成信息的转换和传输。2、通信系统：以电信号作为信息转换和传输系统。它只能为两个用户之间提供单方向的信息传递。（点对点的单向传输）3、电信网：多用户通信系统互联的通信体系。（多点中的任意两点间的双向传输）4、通信网

2、：包括电信网，CATV网，计算机网，移动通信网，广播电视网等。5、网的结构：环型，星型，总线型，复合型，网型6、网的组成:以电话网为例框图问题1、什么形式的电信号适合系统传输？2、何种性能的系统能完成信号的传输？1.2通信系统的组成1.2.1通信系统模型（总模型）描述点对点的通信框图1.2.2模拟通信与数字通信系统模型1、模拟系统框图2、数字系统框图传输的信号是“离散”的强调已调参量和基带信号之间的一一对应性。数字通信的特点1）数字信号传输中所受的干扰可通过差错控制编码控制并消除。增加编码器、解码

3、器2）需要保密时可对基带信号人为“扰乱”加密、解密3）传输中是按节拍逐个传送脉冲单元信号，称之为码元。收发须同步控制：包括码元同步、帧同步、群同步等。数字通信系统的具体模型也根据其设计方法有所不同常用的方式分两大类：数字基带传输系统和数字带通(调制)系统数字通信的优点：1)数字传输的抗干扰能力强,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声的积累2)传输差错可以控制,从而改善了传输质量3)便于使用数字信号处理技术来对数字信息进行处理4)数字信息易于作高保密性的加密处理5)数字信息可以综合传递各种消息,

4、使通信系统功能增强其优点的实现是用占据更宽的系统频带而换得的。在系统频带紧张的场合这将成为其缺点。1.3通信系统的分类及通信方式1.3.1通信系统分类1、按消息的物理特征分类（业务）如电报、电话、数据、图像通信系统2、按调制方式分类针对频带传输信号而言AM、DSB、SSB、VSB信号模拟模拟调制FM、PM正弦波调制信号数字：ASK、FSK、PSK、DPSK数字调制两类信号模拟：PAM、PDM、PPM脉冲模拟调制脉冲调制信号数字：PCM、∆M等脉冲数字调制3、按信号特征分类最常用分为模拟与数字通信系

5、统两大类4、按传输媒介分类最常用分为有线（包括光纤）与无线5、按信号复用方式分类频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围时分复用：不同的信号占据不同的时间区间码分复用：用一组包含正交码字的码组携带多路信息1.3.2通信方式单工、半双工、全双工单工：单方向传输（一点发、一点收）。例如遥控半双工：通信双方（两点）均能收发消息但不能同时收发。例如无线对讲机全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话数字通信串行传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输,它占用一条通路。适合远距离。并行传输：将数字信

6、号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离1.4信息及其度量1.4.1信息的描述传输信息的多少用信息量衡量信息：消息中有意义的内容，消息理解为信源由信息论知：消息出现的概率愈小，所包含的信息量愈大（1）定义：信息量为I、消息出现的概率为p(x)则I=[p(x)]I是p(x)函数对由若干个相互独立事件构成消息，有：I[p(x)p(x)…]=I[p(x)]+I[p(x)]+…（2）1212∵I与P(x)间的关系必满足（1）、（2）1取a=2I：bit比特∴I=log=-logp(x)ap(x)a取a=e

7、I：net奈特取a=10I：哈特莱1.4.2信息的度量1、等概率1）设有二进制，等概率出现的离散消息0、1消息p(x)=p(x)=1/21211Iloglog1bit22p(x)121定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为1bit2）对M进制，等概率出现的离散消息0，1，2,┅,M-1消息p(x)=p(x)=┅=1/M121IloglogM221M从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现所以M是波形数，p(x)=P是每一波形出现的概率i2、非等概率设消息由n个相互独立的符

8、号组成，称为符号集x1x2xnx对应p(x)iip(x)p(x)p(x)12n且每个符号包含的信息量均不相等所以用统计平均的方法来描述一个符号所含的信息量定义信息源的熵H(X)___H(X)p(x)[logp(x)]p(x)[logp(x)]p(x)[logp(x)]121222n2nn_∑p(xi)log2p(xi)i1例子1.4.3连续消息的信息量用概率密度来描述f(x)∞平均信息H(X)f(x)logf(x)dx∫e_∞3111例：信息源有四个