现代通讯理论--第一章.ppt

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1、现代通讯理论第一章概论1.1通信系统的基本元素信源和输入传感器（informationsourceandinputtransducer）源编码---信息压缩（sourceencoder）信道编码（channelencoder）调制（数字或模拟）（modulator）通信信道（channel）解调（demodulator）信道解码（channeldecoder）源解码（sourcedecoder）输出传感器（outputtransducer）获得输出信号（outputsignal）第一章概论源编码---信息压缩（

2、sourceencoderordatacompression）模拟或数字源信号转换为二进制序列信道编码（channelencoder）源编码序列通过信道编码器信道编码以受控的方式引入冗余二进制信息，以用于接收机克服或减小信道噪声和信道干扰对接收性能的影响调制（数字或模拟）（modulator）使发送序列能够与信道适配将发送序列映射为发送信号波形二进制调制、M进制调制、调幅、调频、调相第一章概论通信信道（channel）物理介质，完成发射机到接收机的信号传送有线介质----线缆、光纤、同轴线、双绞线等等无线介质-

3、---空气（自由空间）、微波射频信号等易受热噪声、人造噪声如汽车点火噪声、空气噪声如闪电等、多经等影响解调（demodulator）将受信道影响而畸变的信号波形转换为一系列发送端数据符号的估计值解调性能用误码率（BER）、误符号率等表示信道解码（channeldecoder）利用信道编码的冗余、和接收信号的冗余重建原始、信息序列。第一章概论源解码（sourcedecoder）接收信道解码送来的数据并进行信源解码由于信道解码误差，信源解码输出与原始信源信号存在一定输出畸变输出传感器（outputtransduce

4、r）对信源解码信号进行数字模拟变换、获得输出信号（outputsignal）第一章概论1.2通信信道和其特性物理介质有线对光纤水下海洋信道自由空间数据存储---磁带、磁盘、光盘等干扰和噪声热噪声干扰物理信道的传输特性引起传输信号幅度和相位畸变多经第一章概论1.2通信信道和其特性有线信道第一章概论1.2通信信道和其特性无线信道地波天波50~400KM电离层传播最高频率30MHz（HF最高频率）电离层散射传播频率30-60MHz几百公里的同温层散射通讯信号频率40~300MHz多经LOSNLOS衰落水声信道第一章概

5、论1.3通信信道的数学模型加性噪声信道r(t)=s(t)+n(t)线性滤波信道r(t)=s(t)*c(t)+n(t)线性时变滤波信道无线信道水声信道第一章概论1.4数字通讯的发展1837年SamuelMorse发明电报，字母---变长码1875年EmileBaudot设计了固定长度码---字母、数字1924年现代数字通讯的奠基人Nyquist，给出在给定带宽下可获得的最大无符号串扰信号速率—采样定理是数据序列{±1}表示基本脉冲第一章概论1928年Hartley在信号幅度或功率受限的带限信道下，存在一个最大的可

6、靠通信的数据速率1942年Wiener提出了加性噪声下的均方近似意义下的最佳线性（Wiener）滤波器1948年Shannon建立了发射功率受限、带宽受限、加性噪声下的信道容量，特别是加性白高斯噪声情况下：信道带宽W，信号功率P，N0噪声功率普的信道容量：第一章概论Shannon信道容量公式的意义：如果信源信息速率R小于信道容量，理论上就可能通过恰当的编码获得可靠或无误码的传输；另一方面，如果R>C无论在发送端和接收端采用何种复杂的信号处理可靠传输是不可能的。1947年Kotelnikov提出了基于几何方法的各

7、种数字通讯相干分析，1965年Wozencraft和Jacobs扩展上述方法1950年Hamming发表了其误码检测、误码校正的工作成果，并促使很多研究者寻找性能更好的编码