通信基本原理.ppt

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1、第一讲通信基本知识一、通信系统的组成1.通信的基本概念通信：把信息从一地有效地传递到另一地的全过程。2.通信系统模型3.模拟通信系统和数字通信系统模型3.1.模拟通信系统模型3.2.数字通信系统模型3.3.数字通信系统与模拟通信系统的性能比较数字传输的抗干扰能力强，噪声不积累。数字系统可采用差错控制编码改善传输质量。数字系统中便于做加密处理；数字通信系统适合传输、交换多种信息。数字通信系统便于集成化。数字信号占用的频带宽。数字通信系统对同步要求高，系统设备比较复杂。二、通信系统的分类及通信方式1.通信系统的分类分类：按业务类型分类：电话系统、电报系统、数据系统、图像系统。按传输媒

2、介分类：有线和无线通信系统。按传输信号分类：模拟通信系统和数字通信系统。按复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用。按传输系统调制分类：基带传输系统和频带传输系统。2.通信方式按传输方向与时间分类：单工通信、半双工通信、双工通信。按通信方式分：单工通信半双工通信双工通信数字信号码元排列方法分类：串行传输、并行传输。串行传输方式线路成本低，适合于长距离的通信；并行传输方法线路成本高，传输速率高，适合于短距离的通信。数字卫星通信系统蜂窝移动通信系统移动交换中心电话交换中心三、信号、信道与噪声1.信号信号：信息的载体，它利用物理量的变化携带信息。信号可以分为确知信号和随机信号。确定信

3、号：信号是一个确定的时间函数。随机信号：信号具有不确定性，信号可以分为周期和非周期信号，连续时间和离散时间信号，能量信号和功率信号等。频谱图：一个信号中振幅、相位随频率变化的曲线。2.信道的定义与分类2.1.信道：信号的传输媒介。分为侠义信道和广义信道。侠义信道分为两类：有线信道和无线信道。有线信道：明线、对称电缆、同轴电缆及光缆。无线信道：地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道。广义信道：信道的范围扩大到传输媒质之外。2.2.调制信道和编码信道调制信道：传输已调信号的一个整体。编码信道：传输数字信号的一个整体。2.3．恒参信道和变参信道按信

4、道的参数分类可分为恒参信道和变参信道。恒参信道：信道电气参数变化速度极缓慢，变化量小（如双绞线、同轴电缆、光纤、长波无线信道）。产生的失真有两种：幅度—频率失真和相位—频率失真。它们是损害信号传输特性的重要因素，通常采用均衡措施补偿。变参信道：信道电气参数随时间变化较快、变化量较大（如短波信道、超短波信道、微波信道。无线信道）。变参信道特性复杂，对信号的影响也严重得多。3.信道噪声信道噪声：噪声和干扰的总称。加性噪声：与有用信号毫无关系，不管有用信号的有无而独立存在的。乘性噪声：它与系统的特性有关，与有用信号相伴而生，是乘法关系。随机噪声：噪声不可预测，具有随机性。信道容量公式—

5、—香农公式香农公式主要讨论了信道容量、频带宽度和信噪比之间的关系。由香农公式可得到如下结论：在给定B、S/N时，信道的极限传输能力C即确定。在信道容量C一定时，带宽B和信噪比S／N之间可以互相调整。增加信道带宽B并不能无限制地增大信道容量。在给定C和S／N的情况下，带宽B与时间T也可以互相调整。小结通信系统包括信源、发送设备、信道、接收设备、信宿。信号是信息的载体，可以分为周期信号和非周期信号，连续时间信号和离散时间信号，能量信号和功率信号等。周期信号的频谱具有离散性、谐波性和收敛性。非周期信号的频谱是连续的频谱，也具有收敛性。信道是信号的传输通路。信道的噪声有加性噪声和乘性噪声

6、。加性噪声特点是频率范围宽。乘性噪声是依赖于有用信号存在而存在。恒参信道对信号传输的影响是幅度—频率失真和相位—频率失真。变参信道对信号传输的影响有一般衰落和频率选择性衰落。香农公式主要讨论了信道容量、频带宽度和信噪比之间的关系，是信息传输中非常重要的公式，是目前通信系统设计和性能分析的理论基础。第二讲通信系统简介一、数字光纤通信系统数字光纤通信是以光信号运载数字信息，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。1.单向光纤通信系统数字光纤通信系统由光发送机、光纤和光接收机构成。光发送机和光接收机统称为光端机。电端机通常是指PCM基群或高次群设备。1.1光纤通信系统各个部分作用:PCM电

7、端机主要对用户话音进行数字编码，组成复用帧，形成不同等级速率的数字信号流送至光端机。光发送设备有源器件把数字脉冲电信号转换为光信号（E/O变换）后，送到光纤中传输。在光接收设备中设有光检测器件，将接收到的光信号转换为电的数字脉冲信号（O/E变换）。光中继光信号经过长距离的传输后光被衰减，可采用光中继设备，将信号再生放大后传输。实用系统是双向的；PCM电端机主要对用户话音进行数字编码、解码、复用、解复用；光发送设备、光接收设备合程光端机；二、双向数字光纤通信系统1.光发送机组成光发