通信原理教案李白萍

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1、第1章绪论本章教学基本要求：掌握：1.通信基本概念2.信息量、主要性能指标计算3.数字通信系统的组成理解：1.通信系统的分类2.通信系统的发展本章核心内容：一、通信的基本概念二、通信系统的组成、分类三、数字通信系统的性能指标四、数字通信技术及发展一、通信的基本概念1.通信：消息传递的全过程，即信息的传输与交换。2.消息：是有待于传输的语言、活动图片和文字、数据等。3.信息：消息中包含的有意义的内容。4.信号：信息的物质载体。5.信息量：度量信息多少的量值，它和消息的总类，消息的重要程度无关，它只反应一个量值。1）信息量的计算消息中所含信息量与消息出现的概率有关。（1

2、）信息量（I）是消息出现的概率（P(x)）的函数：I=I[P(x)]（2）消息出现的概率愈小，它所包含信息量愈大；反之信息量愈小。且P(x)=1时，I=0，P(x)=0时，I=（3）若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和。I[P(x)P(x)…P(x)]=I[P(x)]+I[P(x)]+…+IP(x)]所以，I=log=-logap(x)信息量I的单位与对数的底数有关：当对数底a取2时，信息量的单位为比特（bit）；当对数底a取e时，信息量的单位为奈特（nit）；当对数底a取10时，信息量的单位为哈特（hart）。通常使用的单位为比特。1比

3、特（bit）的含义：是信息量的度量单位；一位二进制数不经压缩所含的信息量；一个脉冲波形所含的信息量；一比特等于488微秒。2）离散信源的平均信息量（1）离散等概时信息量的计算假设有M(M=2)个消息，它们是等概的，每条消息的概率P(x)=，以2为底时：I=lb=lbM=K(bit)（2）离散不等概时信息量的计算某离散信息源输出x,x,…,xM个不同符号，它们出现的概率分别为P(x),P(x),…,P(x)。那么每个符号所含平均信息量（信息源的熵）为H=-=-[++…+]bit/符号（3）最大信息量（最大熵）：等概时H=lbMP(x)=二、通信系统的组成、分类1.通信

4、系统的组成噪声（1）一般组成模型信宿发送设备接收设备信道信源发端收端（2）数字通信系统的组成框图信道编码信道调制信源编码信源噪声二二三、四五、九六再生解调信道解码=信源解码信宿八*信源和信宿：信源的作用是把消息转换成原始的电信号，完成非电/电的转换；信宿的作用是把复原的电信号转换成相应的消息。*信源编码和信源解码：信源编码有两个作用，其一，进行模/数转换，其二，数据压缩，即设法降低数字信号的数码率；信源解码是信源编码的逆过程。*信道编码与解码：数字信号在信道中传输时，由于噪声影响，会引起差错。使数字信号适应信道所进行的变换称为信道编码。信道编码的目的就是提高通信系统

5、的抗干扰能力，尽量控制差错，保证通信质量。信道解码是信道编码的反变换。*调制和解调：数字调制的任务是把各种数字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带信号。经变换后已调信号有两个基本特征：一是携带信息，二是适应在信道中传输。数字解调是数字调制的逆变换。*信道：信道是信号传输的通道(媒质)。信道分为有线信道、无线信道。在某些有线信道中，若传输距离不远，通信容量不大时，数字基带信号可以直接传送，称为基带传输；而在无线信道和光缆信道中，数字基带信号必须经过调制，即把信号频谱搬移到高频处才能传输，这种传输称为频带传输。有线：明线、电缆（基带传输）、光缆（频带传输）信道短波电离

6、层移动通信系统（频带传输）无线微波视距微波中继系统卫星卫星系统*最佳接收和同步：依据最小差错准则进行接收，可以合理设计接收机达到最佳。同步是使收发两端信号在时间上保持步调一致，按照同步的作用不同，分为载波同步、位同步、群同步和网同步。同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。码型变换（3）PCM系统编码信源信道量化抽样PAM（模拟）量化PAMPCM噪声A/D码型反变换D/A信宿低通重建解码再生2.模拟通信和数字通信模拟信号：幅度连续数字信号：幅度离散（可数）模拟通信系统：在通信中传输模拟信号的系统数字通信系统：在通信中传输数字信号的系统数字通信的特点：优

7、点：（相对于模拟通信系统的优势）（1）抗干扰能力强，无噪声积累。（2）便于加密，保密性好。（3）差错可控。（4）便于集成化，使通信设备微型化。（5）便于对信息进行处理、存储、交换、传输。缺点：（相对于模拟通信系统的不足）（1）占据频带宽，频带利用率低。（2）对同步要求高，系统设备较复杂。3.通信系统的分类（1）按通信的业务内容分类：（狭义）电话，电报，数据，图像通信等。（广义）遥测，遥控，遥感，遥调通信等。（2）按调制方式分类：基带传输和频带传输。（3）按信号特征分类：模拟通信和数字通信。（4）按传输媒介分类：有线通信和无线通信。（5）按信号复用方式分类：FDM