《通信工程专业概论》PPT课件

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1、第一章通信系统基本原理1、了解通信系统的基本模型2、了解模拟信号与数字信号的异同3、掌握通信系统的质量指标4、了解通信时域和频域课程目标通信的定义通信：是指不在同一地点的双方或多方之间进行迅速、有效的信息传递。其目的是实现信息的传递。现代通信技术：是指用现代科学技术手段如电子、光技术实现信息传递的一门技术学科。通信系统的基本模型信源发送设备信道接收设备收信者噪声源信息变换信息传输信息还原模拟通信系统的基本模型数字通信系统的基本模型怎样评估一个通信系统的好坏？通信系统的性能指标有效性:指信息传输的效率问题，即衡量一个系统传输信息的多少和快慢。用有

2、效传输带宽来度量可靠性：是关于消息传输质量的指标，衡量系统接收信息的准确程度，用接收端最终的输出信噪比来度量其他质量指标：适应性、标准型、经济性、维护使用等等思考：模拟通信系统好还是数字通信系统好？思考问题模拟通信系统和数字通信系统有什么区别？什么是模拟信号？什么是数字信号？我们生活中那些是模拟通信系统？那些是数字通信系统？模拟信号和数字信号的定义模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等；数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。红色信号是模拟信号！黑色

3、脉冲信号是数字信号！模拟信号和数字信号的转换模拟信号-》数字信号的三个步骤：抽样，抽样频率要大于信号带宽的2倍；量化，量化比特数越多，信号精度越高；编码抽样频率越大越好吗？还是越小越好？why？量化比特数越多越好吗？还是越少越好？why？模拟信号优缺点模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。①保密性差：模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。②抗干扰能力弱：电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，

4、噪声的积累也就越多。数字信号优缺点数字通信的优点：加强了通信的保密性。提高了抗干扰能力。可构建综合数字通信网。数字通信的缺点：占用频带较宽。技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。进行模/数转换时会带来量化误差。。信号分类：连续，离散连续时间信号离散时间信号信号的数学描述——表达式周期=2*pi相位=0.5幅度=A对阻尼振荡的数学描述c)非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。噪声信号(平稳)噪声信号(非平稳)统计特性变异语音信号普通话机的输出信号计算机输出信号市电信号冲击信号正弦信号周期性矩形

5、脉冲信号图2.1各种信号波形图ttttf(t)f1(t)f2(t)f3(t)各种频率正余弦信号时域信号频域信号傅立叶变换时域信号与频域信号之间的转换傅立叶反变换通信信号的时域和频域-鸟鸣信号的时域波形通信信号的时域和频域-鸟鸣信号的频域波形思考医院里的心电图是时域信号还是频域信号?信道与噪声信道：为发送设备和接收设备之间用于传输信号的传输媒质。编码器调制器发转换器媒质收转换器解调器解码器调制信道编码信道调制信道噪声人为噪声－来源于无关的其它信号源，如电火花，干扰源等。自然噪声－自然界中各种电磁波源如闪电、雷暴、各种宇宙噪声；内部噪声－系统设备本

6、身产生的各种噪声，如热噪声，散弹噪声等调制与解调：复习数字通信系统的基本模型调制与解调：复习模拟通信系统的基本模型思考？3G系统空中传输的是模拟信号还是数字信号？调制的功能，为什么要调制？对调制信号进行频谱搬移，使之适合信道传输的要求；把基带信号调制到较高的频率，使天线容易辐射；便于频率分配；有利于实现信道多路复用，提高系统的传输有效性；可以减少噪声和干扰的影响，提高系统传输可靠性；三种调制方法：调幅－AmplitudeModulation调频－FrequencyModulation调相－PhaseModulation调频、调幅和调相波形你

7、认为这三种调制方法那一种更好？基带传输与频带传输简单而言不采用调制就直接传输就是基带传输对信号进行调制后再传输就是频带传输思考什么时候采用基带传输？什么时候采用频带传输？通信系统中的编码技术信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为了使模拟信号数字化而采取的编码。典型例子：霍夫曼编码MP3MPEG-4JPEG信道编码是为了降低误码率，提高数字通信的可靠性而采取的编码。典型例子：卷积码汉明码循环码奇偶校验码霍夫曼編碼圖6.1先編S7和S8圖6.2合併圖6.1和S6圖6.3合併S5和S4給定一符號集為，對應的頻率為圖6.4最終的霍夫曼樹圖6.5建

8、成的碼表霍夫曼編碼的確反應了常出現的符號所編成的碼之長度較短，而不常出現的符號所編成的碼之長度較長。符号常规码霍夫曼码S100000S200110S3