大学通信工程原理经典课件第一章序论

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1、绪论1.1什么是通信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通信系统的主要指标1.1什么是通信1、通信:完成信息的转换和传输。2、通信系统：以电(光)信号作为信息转换和传输系统。3、通信例子：电报、电话、可视电话、广播、电视、雷达、遥测遥控系统等。.2通信系统的组成通信系统模型通信系统可以用下图模型加以抽象概括。信号源发送设备信道接收设备受信者噪声源发送端接收端信息源——把各种可能消息转换成原始电信号。语声、事件场景、数据记录→麦克风、摄象机、光驱、软盘。发送设备——将原始电信号变换成利于

2、在信道传输的信号。广播电台、电视发射塔、计算机COM口。信道——信号传输通道。空间、电线。接收设备——从接收信号恢复相应的原始信号。收音机、电视机、计算机COM口。受信者——将原始电信号转换成消息。喇叭、TV显象管、显示器。噪声源——信道中噪声及分散在通信系统其它各处的噪声集中表示。上述模型是通信系统的一般表示，反映了通信系统的共性，通信原理的讨论是围绕着通信系统的模型展开的。系统模型中的各个组成部分模拟通信系统模型信号源调制器解调器受信者噪声源信道基带信号频带信号数字通信系统模型频带信号基带信号编码器噪声源加密器信息源调

3、制器信道受信者解密器译码器解调器数字通信系统的优点抗干扰性能便于加密灵活性与通用性（便于现代终端接口）便于大规模集成便于采用现代数字信号处理.3通信系统的分类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Base-bandvsFrequency-band数字信号：PCM、∆M等脉冲数字调制AM、DSB、SSB、VSBFM、PM模拟信号模拟信号：PAM、PDM、PPM脉冲模拟调制正弦波调制脉冲调制频带通信系统分类数字信号：ASK、FSK、PSK、DPSK数字调制3、按信号特征分类最常用分为

4、模拟与数字通信系统两大类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6、按通信方式分类单工、半双工与双工1.3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，消息理解为信源对由若干个相互独立事件构成消息，有：I[p(x1)p(x2)…]=I[p(x1)]+I[p(x2)]+…（2）取a=2I：bit比特取a=eI：net奈特取a=10I：

5、哈特莱由信息论知：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)(log)(logxpxp1Iaa-==∵I与P(x)间的关系必满足（1）、（2）∴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(x1)=p(x2)=1/2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(x1)=p(x2)=┅=1/M从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现所

6、以M是波形数，p(xi)=P是每一波形出现的概率2、非等概率设消息由n个相互独立的符号组成，称为符号集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)1.4.3连续消息的信息量用概率密度来描述f(x)解：方法一因消息共57个符号，一个符号含有算术平均信息量为方法二总总1.4主要性能指标主要性能指标：有效性、可靠性模拟系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量模拟系统模拟系统的可靠性用接收端最终输出信噪比来度量有效性：速度可靠性：质量数字系统性能指标：传输速率(有效性)和差错率(

7、可靠性)数字信号的描述：二进制：0、1两个状态N进制：0、1、2…N-1N个状态1、传输速率码元传输速率：每秒钟传送码元的数目。信息传播速率：每秒钟传送的信息量不同进制的码元速率转换关系已知N进制信号（），码元速率为，单位：波特若将其转化为二进制信号，码元速率为，则码元速率与信息速率的关系2、差错率：误码率、误信率误码率：码元在传输系统中被传错的概率。即接收的错误码元数在传送总码元数中所占的比例误信率：码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。即接收中丢失信息量在传送信息总量中所占的比例例题,作业1-4一个由字母A，B，C，D

8、组成的字，对于传输的每个字母用2进制脉冲编码，00，01，10，11分别代表A，B，C，D。每个脉冲宽度为5ms。1)各字母等可能出现，求平均信息传输速率。2）没字母出现可能性分别为求传输平均信息速率。解1）每字母传输时间为10ms，所以2)每字母平均信息量