数字通信 第2版 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 杨文山 第1章.ppt

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1、数字通信第1章数字通信概述1.1引言1.2数字通信的概念和含义1.3数字通信系统的主要性能指标1.4数字通信特点和主要技术1.5数字通信发展趋势1.1引言1.2数字通信的概念和含义1.2.1通信系统构成通信就是信息的传递和交换，一般地说，就是由一个地方向另一个地方传送消息。通信系统就是用电信号(或光信号)传递信息的系统，也叫电信系统。基本6个组成部分包括：信息源、发送设备、信道、接收设备、受信者噪声源图1-1通信系统的模型信息源是指产生各种信息(如语音、文字、图像及数据等)的信源，即原始信息来源。信息源可以是离散的数字信息源，也可

2、以是连续的模拟信息源。作用:把各种可能的信息转换成相应的电信号。发送设备的基本功能:将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介，对应不同的信息源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。信道是信号的传输媒介。信道按传输媒介的种类分类可以分为:有线信道和无线信道。接收设备的作用是将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。受信者是信息的接收者，是传输信息的归宿点，可以是人或机器。噪声源是系统内各种干扰影响的等效结果。1.2.2信息与信号通常的定义为：信息是对客观世界中各种

3、事物的变化和特征的反映，对使用者具有价值或潜在的价值，是客观事物之间相互作用和联系的表征以及经过传递后的再现。(1)传递性（2）时效性（3）累积性（4）共享性（5）无限性信息是指消息中包含的有意义的内容，它是通过信号来表达的，信号是信息的载体。信号是指随时间变化的物理量。模拟信号是时间和幅度都为连续值的信号，其特点是幅度上连续。数字信号，又称离散信号，不仅在时间上，而且在幅度上也是离散的。其特点是：幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的，而是离散的。在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字。码元长度，二进制

4、码元N进制码元占空比数字信号与模拟信号的区别是幅度取值上是否离散。1.2.3模拟通信与数字通信1模拟通信在模拟通信中，传送的是模拟信号，传输模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。调制即是将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号。解调是在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信号。已调信号基带信号频带信号模拟通信它的缺点是:传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差；不易保密通信；设备不易大规模集成；不适应飞速发展的计算机通信的要求。2数字通信在数字通信中，传送的是数字信号。脉冲编码调制(PulseCode

5、Modulation，PCM)3个步骤。第一步：对模拟电话信号进行“抽样”(Sampling)，这是将连续信号在时间上离散化的过程。第二步：将已在时间上离散化了的信号进行“量化”(Quantization)，这是将时间上离散化的信号在幅度上也离散化的过程。第三步：将时间上和幅度上都已离散化了的信号进行“编码”(Encode)，使其成为适合于信道传输的数字形式，这是完成数字化的最后过程。数字通信为现代通信网奠定了良好的基础。1.2.4　数字通信系统基本模型数字通信系统是指利用数字信号传递消息的通信系统。信息源是指产生各种信息(如语音

6、、文字、图像及数据等)的信源。编码器的作用是将信源发出的模拟或离散的信号，转换成有规律的、适应信道传输的数字信号。译码器是把数字信号还原为原始的信息信号。编码器和译码器一般包括两部分：信源编码、信道编码和信道解码、信源解码。调制器的作用是把二进制脉冲变换或调制成适宜在信道上传输的波形。加密器是在需要实现保密通信时才用的器件。通过加密器可以产生密码，人为地把被传输的数字序列搅乱。解调器是把接收到的已调制信号进行反变换，恢复出原数字信号,并送解码器解码。信道是信号的传输媒介。基带传输系统频带传输1.2.5　典型的数字通信系统第三代移动

7、通信系统数字卫星通信系统1.3数字通信系统的主要性能指标1.3.1有效性指标1码元传输速率RB码元传输速率又称码元速率或传码率，是指单位时间(每秒)内所传送的码元(即脉冲)数目，单位为“波特”(Boud)，记作B或码元／秒。如果一个单位调制信号波的时间长度为T秒:1RB=T2信息传输速率Rb信息传输速率又称传信率，是单位时间(每秒)内系统所传送的信息量，单位为比特／秒(bit／s)。N=2n式中，N是进制数，n二进制码元数Rb=RBlog2N(bit/s)3系统的频带利用率η符号传输速率η=(波特/赫)频带宽义信息传输

8、速率η=比特/秒/赫频带宽度通信系统的频带利用率η，是在单位时间(秒)、单位频带上传输信息量的多少，单位为比特／秒／赫兹(bit／s／Hz，即bit／(s·Hz)。1.3.2可靠性指标1误码率Pe误码率是指通信过程中系统传错码元的数目与所传输的总