现代通信系统概论.ppt

第一章第一章 现代通信系统概论现代通信系统概论1.1 通信的定义通信的定义1.2 通信系统的组成通信系统的组成1.3 通信系统分类及通信方式通信系统分类及通信方式1.4 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标12/1/20221课程描述课程描述 导导航航、遥遥控控遥遥测测等等军军用用尖尖端端技技术术和和包包括括数数字字电电话话、广广播播电电视视、综综合合信信息息网网、多多媒媒体体宽宽带带网等现代民用技术。网等现代民用技术。通通信信在在过过去去分分为为模模拟拟通通信信和和数数字字通通信信两两个个方方面面来来研研究究。目目前前，随随着着数数字字技技术术和和计计算算机机技技术术日日新新月月异异的的发发展展，数数字字通通信信方方式式在在许许多多领领域域已已逐逐步步取取带带模模拟拟通通信信方方式式，成成为为通通信信的的主主流流，也成为我们研究的重点。也成为我们研究的重点。12/1/202221.1 1.1 通信的定义通信的定义通信的定义：通信的定义：是指由一地向另一地进行消息的有效传递。是指由一地向另一地进行消息的有效传递。通信的目的：通信的目的：就是传递消息。就是传递消息。本课程对通信的定义：本课程对通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号)实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。12/1/202231.2 1.2 通信系统的组成通信系统的组成一、通信系统的一般模型一、通信系统的一般模型信源信源发送设备发送设备传输媒介传输媒介接收设备接收设备信宿信宿噪声源噪声源12/1/20224信信 源源：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话把待传输的消息转换成原始电信号，如电话 系统中电话机可看成是信源。系统中电话机可看成是信源。发送设备发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生：将信源和信道匹配起来，即将信源产生 的原始电信号变换成适合在信道中传输的的原始电信号变换成适合在信道中传输的 信号。信号。信道信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是 无线的。无线的。接收设备接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出任务是从带有干扰的接收信号中恢复出 相应的原始电信号来。相应的原始电信号来。信宿信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。：将复原的原始电信号转换成相应的消息。12/1/20225二、模拟通信系统二、模拟通信系统 模拟通信系统的模型模拟通信系统的模型 模拟通信系统中两种重要变换：模拟通信系统中两种重要变换：（1）连续消息到电信号相互变换；）连续消息到电信号相互变换；（2）基带信号到调制信号的变换；）基带信号到调制信号的变换；12/1/20226 已调信号有三个基本特性：已调信号有三个基本特性：（1）携带有消息；）携带有消息；（2）适合在信道中传输）适合在信道中传输;（3）频谱有带通形式，中心频率远离零频。）频谱有带通形式，中心频率远离零频。三、三、数字通信系统数字通信系统 信道中传输数字信号的系统，称为数字通信系信道中传输数字信号的系统，称为数字通信系统，它包括以下三种：统，它包括以下三种：12/1/202271.数字频带传输通信系统数字频带传输通信系统 数字频带传输通信系统的模型数字频带传输通信系统的模型12/1/202282.数字基带传输通信系统数字基带传输通信系统数字基带传输系统模型数字基带传输系统模型基带信号形成器：包括编码器、加密器以及波形基带信号形成器：包括编码器、加密器以及波形 变换等；变换等；接收滤波器：接收滤波器：包括译码器、解密器等。包括译码器、解密器等。12/1/202293.模拟信号数字化传输通信系统模拟信号数字化传输通信系统模拟信号数字化传输系统模型模拟信号数字化传输系统模型发端将模拟信号数字化，即进行发端将模拟信号数字化，即进行A/D转换；转换；接收端需进行相反的转换，即接收端需进行相反的转换，即D/A转换。转换。12/1/202210四、四、数字通信的主要特点数字通信的主要特点 1.数字通信的主要优点数字通信的主要优点 （1）抗干扰能力强；）抗干扰能力强；（2）差错可控；）差错可控；（3）易加密；）易加密；（4）易于与现代技术相结合。）易于与现代技术相结合。2.亟待解决的问题亟待解决的问题 （1 1）提高频带利用）提高频带利用 ；（2 2）简化系统设备结构。）简化系统设备结构。12/1/2022111.3 1.3 通信系统分类及通信方式通信系统分类及通信方式一、通信的分类一、通信的分类 按传输媒质分：按传输媒质分：有线通信和无线通信；有线通信和无线通信；按信道的特征分：按信道的特征分：模拟通信系与数字通信系统；模拟通信系与数字通信系统；按工作频段分：按工作频段分：长波通信、中波通信、长波通信、中波通信、微波通信；微波通信；按调制方式分：按调制方式分：基带传输和频带传输；基带传输和频带传输；按收信者是否运动分：按收信者是否运动分：移动通信和固定通信；移动通信和固定通信；按多地址方式分按多地址方式分：频分多址通信、时分多址通信、频分多址通信、时分多址通信、码分多址通信等。码分多址通信等。12/1/202212二、通信方式二、通信方式 1.按消息传送的方向与时间分按消息传送的方向与时间分 单工通信、半双工通信及全双工通信三种。单工通信、半双工通信及全双工通信三种。12/1/202213 2.按数字信号排序分按数字信号排序分 可将通信方式分为串序传输和并序传输。可将通信方式分为串序传输和并序传输。12/1/202214 3.按通信网络形式分按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方式、分支方式和交换方式，式、分支方式和交换方式，按网络形式划分的通信方式按网络形式划分的通信方式（a a）两点间直通方式；（）两点间直通方式；（b b）分支方式；（）分支方式；（c c）交换方式）交换方式12/1/2022151.4 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标一、通信系统的性能指标一、通信系统的性能指标 性能指标归纳起来有以下几个方面性能指标归纳起来有以下几个方面:有效性、可靠性、适应性、经济性、保密性标有效性、可靠性、适应性、经济性、保密性标准性、维修性、工艺性等。在此只分析通信系统的准性、维修性、工艺性等。在此只分析通信系统的有效性和可靠性。有效性和可靠性。模拟通信模拟通信:系统的有效性和可靠性具体可用系统频系统的有效性和可靠性具体可用系统频带利用率和输出信噪比来衡量。带利用率和输出信噪比来衡量。数字通信系统数字通信系统:系统的可靠性和有效性可用误码率系统的可靠性和有效性可用误码率和传输速率来衡量。和传输速率来衡量。12/1/202216二、有效性指标的具体表述二、有效性指标的具体表述 1.码元传输速率码元传输速率 定义：定义：单位时间内传输码元的数目；单位时间内传输码元的数目；单位：单位：波特（波特（Baud），用符号），用符号“B”表示；表示；符号：符号：Tb为码元宽度。为码元宽度。2.信息传输速率信息传输速率 定义：定义：单位时间内传输的信息量；单位时间内传输的信息量；单位：单位：比特比特/秒秒(bit/s)，简记为，简记为b/s或或bps；符号：符号：Rb，它与，它与N有关。有关。12/1/202217三、三、可靠性指标的具体表述可靠性指标的具体表述 数数字字通通信信系系统统可可靠靠性性的的指指标标是是利利用用差差错错率率来来衡量。差错率通常有两种表示方法。衡量。差错率通常有两种表示方法。1.码元差错率（码元差错率（误码率误码率）发发生生差差错错的的码码元元数数在在传传输输总总码码元元数数中中所所占占的的比比例例，也也就就是是说说，误误码码率率就就是是码码元元在在传传输输系系统统中中被被传错的概率。传错的概率。12/1/202218 2.信息差错率（信息差错率（误信率误信率）发生差错的信息量在信息传输总量中所占的发生差错的信息量在信息传输总量中所占的比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率被丢失的概率。12/1/202219