第2讲 通信与通信系统的基本概念(二)ppt课件.ppt

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1、1.4信道和传输介质1.5信号与噪声1.6信号频谱与信道通频带1.7信息的度量与香农公式1.8多路复用的基本概念1.9常用的通信手段1.10通信系统的性能评价1.11通信技术发展史第2讲通信与通信系统的基本概念(二）1.4信道和传输介质1.4.1信道的概念所谓信道就是信号传输的途径传输介质被定义为狭义信道。把传输介质(狭义信道)和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道。调制信道：调制器的输出到解调器的输入之间的信号传输途径。编码信道：编码器的输出到解码器的输入之间的信号传输途径图1―5调制信道与编码信道示意图1.4.2传输介质传输介质(通信介质)指的是可以传播(传输)电信号(光信号)的物质。

2、有线介质：各种线缆和光缆。（双绞线、同轴电缆、架空明线、多芯电缆和光纤。）无线介质：可以传输无线电波和光波（红外线、激光）的空间或大气。从通信系统的角度上看，传输介质就是连接通信双方收、发信设备并负责信号传输的物质(物理实体)。每一种介质的带宽、时延、损耗、抗干扰能力、费用以及安装维护难度等特性都各不相同。表1―2频率资源划分表无线电波的传播方式主要有地面波传播、天波传播、地-电离层波导传播、视距传播、散射传播、外大气层及行星际空间电波传播等几种。图1―10无线电传播方式示意图1.5信号与噪声1.5.1信号分类1．按信息载体：电信号和光信号。2．按信息内容：语音信号、图片信号、活动图像(视频)

3、信号、文字信号、数据信号等。3．按信号调制方式否进行了调制：已调信号和基带信号。已调信号：DSB、VSB、SSB、AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK4.按信号的特征：模拟信号和数字信号。5.按传输介质：有线信号：通过导线(电缆)或光缆进行传输的信号。无线信号：利用无线电波、激光、红外线等进行传输的信号6.按信号变化的特点：周期信号、非周期信号。7.按信号的变化规律：确定信号、随机信号图1―11三种信号示意图1.5.2噪声的定义与分类不携带有用信息的信号就是噪声，噪声是相对于有用信号而言的，一种信号在某种场合是有用信号，而在另一种场合就有可能是噪声。1.根据来源的不同，噪声可分为自然噪声、

4、人为噪声和内部噪声。2.根据噪声的表现形式可分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。3.起伏噪声主要是内部噪声，而且是一种随机噪声，服从高斯分布,称为高斯噪声。除了用概率分布描述噪声的特性外，还可用功率谱密度加以描述。若噪声的功率谱密度在整个频率范围内都是均匀分布的，即称其为白噪声。通常把统计特性服从高斯分布、功率谱密度均匀分布的噪声称为高斯白噪声。1.5.3干扰干扰是指来自通信系统内、外部的噪声对接收信号造成的骚扰或破坏，或者说在接收所需信号时，由非所需能量造成的扰乱效应。干扰是一种电信号，是一种由噪声引起的对通信产生不良影响的效应。但并不是所有噪声都会产生干扰。比如数字信号上会出现小尖峰脉冲噪声

5、，由于其幅度还不会造成电路判断错误，因此还不能称之为干扰。当然，噪声与干扰的界定是比较困难的，在实际工程中，不管噪声是否能形成干扰，我们都尽量把它们降到最低。根据噪声(干扰)在信道中的表现形式，通常分为加性噪声(干扰)和乘性噪声(干扰)两类对于一个实际信道，若设信道输入信号为vi(t)，输出信号为vo(t)，则信道输入与输出的关系可用下式描述式中,f［vi(t)］表示信道对输入信号的变换作用(或影响)，或者说是输入信号vi(t)通过信道发生变化后的波形。“f”表示某种变换(函数)关系。为讨论方便，假设f［vi(t)］可表示为k(t)vi(t)，则上式就变成k(t)和n(t)都表示一种信道噪

6、声(或干扰)，由于k(t)与vi(t)相乘，所以叫做乘性噪声(干扰)，n(t)与vi(t)是相加的关系，因此称为加性噪声(干扰)。所谓信道不同，其实质就是n(t)和vi(t)的不同。如果从信号传输的角度上看，不同的信道，其实质就是传输方式(有线或无线)的不同、传输损耗的不同和频响特性的不同。乘性噪声(干扰)一般是一个复杂的函数，常常包括各种线性畸变、非线性畸变、交调畸变和衰落畸变等，通常只能用随机过程进行描述。加性噪声(干扰)包括上述的人为噪声、自然噪声和内部噪声，是信道噪声(干扰)的主要研究内容。抗干扰是通信系统所研究的主要问题之一，除了在理论与方法上寻求解决之外(比如角调制比幅度调制抗干扰

7、性好，数字通信系统比模拟通信系统抗干扰性好)，在实用技术上也有很多措施(比如屏蔽、滤波等)。现在很多通信、电子设备(包括网络设备)都有一项很重要的技术指标——电磁兼容性(EMC，ElectromagneticCompatibility)俗称抗电磁干扰，就是指该设备在预定的工作环境下，既不受外界电磁场的影响，也不影响周围的环境，按设计要求正常工作的能力。1.6信号频谱与信道通频带1.6.1信号的频谱