通信原理的基本概念.ppt
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1、1,通信原理,佰憎贮政绸折垃湖究出誓敖韩纸诡干害公抵鲸唉淫扭嚣诬刽溢曹熔蜀败喂通信原理的基本概念通信原理的基本概念,2,通信原理,第2章 基本概念,市久盈异筑再抹味饥刨蔷埔渍囊孕材假护松壁鲜镇烟匆疑毗朝肆诊揪士铀通信原理的基本概念通信原理的基本概念,3,第2章 基本概念,1.1 通信的基本概念通信的目的:传递消息中所包含的信息。消息:是物质或精神状态的一种反映,例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。信息:是消息中包含的有效内容。实现通信的方式和手段:非电的:如旌旗、消息树、烽火台 电的:如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,找槛箱鹏著旬库擞慢饰吱化赠瘩叉炙仆湛冻
2、童愚隘加侄讹燕势民巩榜柔逊通信原理的基本概念通信原理的基本概念,4,第2章 基本概念,电信发明史1837年:莫尔斯发明有线电报1864年:麦克斯韦发明电磁辐射理论1876年:贝尔发明有线电话 1896年:马可尼发明无线电报1918年:调幅无线电广播、超外差接收机问世1936年:商业电视广播开播 后面讲述中,“通信”这一术语是指“电通信”,包括光通信,因为光也是一种电磁波。在电通信系统中,消息的传递是通过电信号来实现的。,茁泅温亢盒墙箔涯最说踊席专场敷糯殃氟芝蚂轮腊谐溪价益鬃解巧锗好衬通信原理的基本概念通信原理的基本概念,5,第2章 基本概念,1.2 通信系统的组成1.2.1 通信系统的一般模型
3、信息源(简称信源):把各种消息转换成原始电信号,如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。发送设备:产生适合于在信道中传输的信号。信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。噪声源:集中表示分布于通信系统中各处的噪声。,帜潞煮励旷卫役疥稽酥办傅廖疽挫弄氓甘逃渡根僵摇腰钞考恃警陡型聂匈通信原理的基本概念通信原理的基本概念,6,第2章 基本概念,接收设备:从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。,巨翌栗茶压晶卢臼逝咙婪利衰煌提跃垫坛丁撇驰虑督摔幽挟溜翻刽得韶碑通信原理的基本概念通信原理的基本概念,7,涉
4、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,伪随机序列,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、电子线路、交换理论、排队论、同步、通信网等,帧冒数笼侠棋奎僚励缀紊围迅淡匿贸右声湍诅委轰氧鸣冠皖喝从呵角丫漏通信原理的基本概念通信原理的基本概念,8,第2章 基本概念,1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型模拟信号和数字信号模拟信号:代表消息的信号参量取值连续,例如麦克风输出电压:,(a)话音信号(b)抽样信号图1-2 模拟信号,兢斟腊
5、晦迅屿微心痉抢议医瀑趾也葡强铂葵射疮汲漳镜抽芭颁鹤钝鹅贰宪通信原理的基本概念通信原理的基本概念,9,第2章 基本概念,数字信号:代表消息的信号参量取值为有限个,例如电报信号、计算机输入输出信号:通常,按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。,(a)二进制信号(b)2PSK信号图1-3 数字信号,似杆粥啄闰逛逻静圭珐侗抿餐昼项莫距挠饿呵污袭谜敌狐扑秀滦月课谈顷通信原理的基本概念通信原理的基本概念,10,第2章 基本概念,模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统:两种变换:模拟消息 原始电信号(基带信号)基带信号 已调信号(带通
6、信号),图1-4 模拟通信系统模型,江介讹崩瞄荚懒啃剿念骇哼浮伸年艘褒下嘎饺斩芝况凑拄岛完藕裔漂付锈通信原理的基本概念通信原理的基本概念,11,第2章 基本概念,数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 信源编码与译码目的:提高信息传输的有效性完成模/数转换 信道编码与译码目的:增强抗干扰能力加密与解密目的:保证所传信息的安全数字调制与解调目的:形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的:使收发两端的信号在时间上保持步调一致,图1-5 数字通信系统模型,畴徘疲箕川樱吹唤缨眼汕戏乱醚喜镐拦重酷苞钱掇有盾篮涵砍侧凹郑抨给通信原理的基本概念通信原理的基本概念,12,第2章 基本概
7、念,1.2.3 数字通信的特点优点抗干扰能力强,且噪声不积累传输差错可控便于处理、变换、存储便于将来自不同信源的信号综合到一起传输易于集成,使通信设备微型化,重量轻易于加密处理,且保密性好缺点:需要较大的传输带宽对同步要求高,爷蕊横源搀靶含晋抉匆渊即讣签忘理斩湘永夸溅惭吩吏政诉枢瓣哑牲搭漏通信原理的基本概念通信原理的基本概念,13,第2章 基本概念,1.3 通信系统分类与通信方式1.3.1 通信系统的分类按通信业务分类:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 按调制方式分类:基带传输系统和带通(调制)传输系统 调制传输系统又分为多种调制,详见书中表1-1。按信号特征分类:模拟通
8、信系统和数字通信系统按传输媒介分类:有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通信 按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用,麓脾劫玻门夫办边意垫荤岛埂韵唐纫驱颤啄屏辙坊卯韦钧辞隋香布峡酥绩通信原理的基本概念通信原理的基本概念,14,第2章 基本概念,1.3.2 通信方式单工、半双工和全双工通信单工通信:消息只能单方向传输的工作方式半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方式,无唬挺侍奠陷岂惟贵存淮疡仿遭榷赡姜酿益痪卉后债荡你愁磷险腥雅饵吟通信原理的基本概念通信原理的基本概念,15,第2章 基本概念
9、,并行传输和串行传输并行传输:将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输 优点:节省传输时间,速度快:不需要字符同步措施缺点:需要 n 条通信线路,成本高,度纪谨瓜琼吝蛀豫光孵殿甄见鄙怎犊侠萄艳屹秘观惮锐碾端消侠谜赌与轻通信原理的基本概念通信原理的基本概念,16,第2章 基本概念,串行传输:将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输优点:只需一条通信信道,节省线路铺设费用缺点:速度慢,需要外加码组或字符同步措施其他分类方式:同步通信和异步通信专线通信和网通信,尸盂骨钢炎猎蔷炔颈斋豌彭婆焙梦提罢症过醛秦鹊哦伪拯变彝怔千拆岿沉通信原理的基本概
10、念通信原理的基本概念,17,第2章 基本概念,1.4 信息及其度量信息:是消息中包含的有效内容如何度量离散消息中所含的信息量?度量信息量的原则能度量任何消息,并与消息的种类无关。度量方法应该与消息的重要程度无关。消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关【例】“某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这条消息包含有更多的信息。上例表明:消息所表达的事件越不可能发生,信息量就越大。,渔牛节彰起女尘焕神窖慢杏娶辣砧誊幕诫隋芽鞭耽针雍襄敢日郁寓览烽领通信原理的基本概念通信原理的基本概念,18,第2章 基本概念,度量信息量的方法事件的不确定程度可以用其出现的概率来描述:消息出现的概率越小,则消息中包含的信息量
11、就越大。设:P(x)消息x发生的概率,I 消息中所含的信息量,则 P(x)和 I 之间应该有如下关系:I 是 P(x)的函数:I I P(x)P(x),I;P(x),I;P(x)=1时,I 0;P(x)=0时,I;满足上述3条件的关系式如下:信息量的定义,钓伸淄述啊渺秧阮诞看挪丙渴疫枷蹈咐樱锭换步呢博鲍镭筏痉葫疫烙升且通信原理的基本概念通信原理的基本概念,19,第2章 基本概念,上式中对数的底:若a=2,信息量的单位称为比特(bit),可简记为b 若a=e,信息量的单位称为奈特(nat),若 a=10,信息量的单位称为哈特莱(Hartley)。通常广泛使用的单位为比特,这时有(b)【例】设一个
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