通信系统原理(1)分解资料.ppt

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1、通信系统原理(1)分解2、涉及的相关理论信源发送设备信道接收设备信宿噪声概率论与统计率失真理论信源编码密码理论信号处理调制理论信道编码电磁场与电波传播理论随机过程随机信号信号处理解调理论差错控制编码滤波理论密码理论信号与系统、电路分析、通信电子线路、同步、通信网2概念及分类3通信-----将含有信息的消息有效而可靠地由一地传输到另一地的过程。（跨越时间和地点）目的：传输含有信息的消息信息：人们待知的消息。消息：用以表达信息的某种物理形式。信号：承载消息的某种物理形式。对通信的要求：可靠---尽可能准确无误（接受信息的准确度）有效---尽可能多而快（给定信道内传输的量

2、）4定义1---实现这一变换过程的所有设备和机构的总体称通信系统。定义2---完成信息的传输和处理的基本单元的集合称通信系统。信源信宿发送设备信道接收设备噪源5模拟通信与数字通信6定义(模拟通信)信道传输模拟信号模拟信号模型基本问题要求－高保真度准则－信号噪声功率比手段－参量估值方法模拟通信7定义(数字通信)信道传输数字信号数字信号模型基本问题要求－正确准则－错误率手段－统计判决理论数字通信8数字通信系统模型发送端接收端信源信道编码调制信道压缩编码解调信宿保密解码信道解码压缩解码保密编码噪声同步信源编码信源解码数字通信系统模型9模拟通信系统模型发送端接收端噪声调

3、制信道解调信宿信源10优点抗干扰能力强（中继、再生、整形）差错可控制（采用纠错编码）数字信号易存储及加工处理易加密（保密通信）可综合传递各种消息（综合业务数字网）信源编码—提高信道利用率（有效性）信道编码—提高信号传输性能（可靠性）数字通信特点11通信的主要性能指标12131.通信的有效性14信息及其度量通信的任务----传递信息衡量标准：有效性：给定信道内传输信息内容的多少信息:消息中有意义的内容信息量:度量信息内容多少的量纲信息含义举例：“今年冬天比去年冷”“今年冬天和去年夏天一样热”后句话的信息量＞前句话的∵可能性越小，信息量越大！∴用概率描述（概率↓信息量↑

4、，P=0时信息量为∞）….15模拟通信有效性以每秒内传送信息量的大小衡量。以被传信号的有效频带衡量。以特定信道能容纳的信号路数衡量。16数字通信有效性码元传输速率（数码率，传码率）RB：---单位时间内传送的码元个数。单位：波特（Baut）信息传输速率（传信率）Rb：---单位时间内传送的信息量。单位：b/s（bps：比特/秒，二进制）多进制信号传输速率多进制每码元信息量＞1bit设数码率RB、信息速率Rb，码元有N种可能的符号则：172.通信的可靠性18模拟通信可靠性均方误差：输出信噪比（接收端解调器输出信噪比）均方误差值↓，系统性能越好！r0=解调器输出有用信号

5、功率解调器输出噪声平均功率r0↑，系统性能越好！19可靠性：错误率（需使用统计和概率）误比特率（误信率）误码率（误符号率）数字通信可靠性20数字通信系统的主要性能指标有效性和可靠性的关系（速度～质量）传输速率：码元速率RB－波特信息速率：Rb－比特/秒对M进制：Rb=RBlog2M消息速率：RM错误率：误码率Pe=错误接收码元数/传输码元总数误比特率Pb=错误接收比特数/传输总比特数21误字率Pw=错误接收字数/总传输字数误码率和误比特率的关系Pb=PexM/[2(M-1)]Pe/2误字率和误比特率的关系对于二进制，若一个字由k比特组成，则Pw＝1–(1–Pe

6、)k频带利用率能量利用率22信道23信道的定义：译码器输入发转换器媒质收转换器解调器调制器（调制）信道广义（编码）信道编码器输出24无线信道无线电通信的起源电磁波发射对波长的要求频段（波长）划分25频段（波长）划分频率范围名称典型应用(kHz)3–30甚低频(VLF)远程导航、水下通信(10-100km)声纳、授时30–300低频(LF)导航、水下通信(1-10km)无线电信标300–3000中频(MF)广播、海事通信、(100-1000m)测向、遇险求救、海岸警卫26频段（波长）划分频率范围名称典型应用(MHz)3–30高频(HF)远程广播、电报、电话、飞机(10

7、-100m)与船只间通信、船－岸通信、业余无线电30–300甚高频(VHF)电视、调频广播、陆地交通、(米波）空中交通管制、出租汽车、警察、导航、飞机通信300–3000特高频(UHF)电视、蜂窝网、微波链路、(分米波）无线电探空仪、导航、卫星通信、GPS、监视雷达、无线电高度计27频段（波长）划分频率范围名称典型应用(GHz)3–30超高频(HF)卫星通信、无线电高度计、（厘米波）微波链路、机载雷达、气象雷达、公用陆地移动通信30–300极高频(VHF)铁路业务、雷达着陆系统、（毫米波）实验用300–3000亚毫米波实验用（0.1–1mm）28频段（波长）划分