绪论资料优秀PPT.ppt
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1、第一章第一章绪绪 论论 Introduction 内容提要内容提要:通信的定义通信的定义模拟通信与数字通信的基本概念模拟通信与数字通信的基本概念通信系统的分类通信系统的分类通信方式通信方式信息及其度量信息及其度量性能指标性能指标3学时1.1 定定 义义1.通信与通信网通信与通信网通通信信概概念念:信息的传递过程称为通信:信息的传递过程称为通信.以语言以语言.图像图像.数据为媒体数据为媒体,通过通过电电(光光)信号将信息由一方传输到另一方。信号将信息由一方传输到另一方。通通信信网网概概念念:通通信信过过程程通通过过通通信信网网络络完完成成,网网络络由由通通信信系系统统互互 连连 构构 成成。Ef
2、ficiency is highly enhanced viacommunicationnetwork通信网的构成通信网的构成1)终端设备:电话、电报、监视器(摄像头)、显示器等)终端设备:电话、电报、监视器(摄像头)、显示器等2)传输设备:电缆、光缆、微波、卫星等)传输设备:电缆、光缆、微波、卫星等3)交换设备:程控交换、)交换设备:程控交换、ATM交换、光交换等交换、光交换等4)协议和准则)协议和准则2模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号:电信号的参量连续取值模拟信号:电信号的参量连续取值基基带带信信号号(一一般般指指未未调调制制过过的的信信号号)瞬瞬时时值值状状态态数数无无限限,
3、如如正正弦弦信信号号、语音信号、图像信号等。语音信号、图像信号等。已调信号已调信号(载波一般为正弦信号载波一般为正弦信号)的参数状态数无限。的参数状态数无限。数字信号:电信号的参量离散取值数字信号:电信号的参量离散取值基带信号的瞬时值状态数有限。基带信号的瞬时值状态数有限。如计算机如计算机.电报机等输出的信号。电报机等输出的信号。已调信号的参数状态数有限。已调信号的参数状态数有限。*注注:也也可可称称ASK、FSK、PSK等等数数字字已已调调信信号号为为连连续续信信号号,因因为为他们的瞬时值在某一范围内连续取值。他们的瞬时值在某一范围内连续取值。3通信系统通信系统:传递信息所需的一切技术设备的
4、总和传递信息所需的一切技术设备的总和.信道中传输的是模拟信号时为模拟通信系统。信道中传输的是模拟信号时为模拟通信系统。信道中传输的是数字信号时为数字通信系统。信道中传输的是数字信号时为数字通信系统。本本课课程程的的主主要要任任务务本本课课程程主主要要介介绍绍信信息息端端到到端端的的传传输输系系统统,主主要要探探讨讨系系统的组成和性能指标。统的组成和性能指标。1.2 通信系统模型通信系统模型基本的点对点通信均是把发送端的消息传送到接收端。基本的点对点通信均是把发送端的消息传送到接收端。信息源发送设备信道接收设备受信者噪声源信息源(也称发送端)信息源(也称发送端):把各种可能的消息转换成原始电把各
5、种可能的消息转换成原始电信号。信号。发送设备发送设备:对原始信号完成某种变换,是之适合在信道中对原始信号完成某种变换,是之适合在信道中传输。传输。信道信道:信号传输的通道信号传输的通道。接收设备接收设备:从接收的信号中复原出相应的原始信号。从接收的信号中复原出相应的原始信号。受信者(也称信息宿受终端)受信者(也称信息宿受终端):将复原的原始信号转换成将复原的原始信号转换成相应的消息。相应的消息。噪声源噪声源:信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。声的集中表示。噪声源一一模拟通信模拟通信1、系统构成模拟、系统构成模拟(1)点)点点单路通
6、信系统点单路通信系统 此系统为单向通信系统即单工通信系统此系统为单向通信系统即单工通信系统,当当A、B都有调制都有调制解调器时可实现双工通信。解调器时可实现双工通信。调调 制制 器器:使信号与信道相匹配使信号与信道相匹配,便于频分复用等便于频分复用等发滤波器发滤波器:滤除调制器输出的无用信号滤除调制器输出的无用信号收滤波器收滤波器:滤除信号频带以外的噪声滤除信号频带以外的噪声 一般设一般设n(t)为高斯白噪声为高斯白噪声,则则ni(t)为窄带白噪声为窄带白噪声(2)点)点-点多路通信系统点多路通信系统p124对信道进行频域分割FDM2、须要探讨的问题须要探讨的问题1)基带信号的特性)基带信号的
7、特性2)调制与解调原理)调制与解调原理3)已调信号的特性)已调信号的特性4)在有噪声的状况下系统的性能。)在有噪声的状况下系统的性能。3、模拟通信的主要特点、模拟通信的主要特点1)抗干扰实力差抗干扰实力差2)不易于保密通信不易于保密通信3)设备不易于大规模集成设备不易于大规模集成4)不适应飞速发展的计算机通信的要求不适应飞速发展的计算机通信的要求5)简洁、易于实现。简洁、易于实现。二数字通信二数字通信1、系统模型系统模型(1)点)点-点单路通信系统点单路通信系统信信 源源:供应待传递的语音、图象或数字信息。供应待传递的语音、图象或数字信息。信源编码信源编码:对模拟信号进行对模拟信号进行A/D和
8、压缩,对数字信号进行压缩。和压缩,对数字信号进行压缩。信道编码信道编码:提高通信牢靠性,提高通信牢靠性,Pe 0(1.4-1)2).消息的出现概率越小,它所含的信息量愈大;反之信息消息的出现概率越小,它所含的信息量愈大;反之信息量愈小,且当量愈小,且当P(x)=1时,时,I=0。3).若干个相互独立事务构成的消息,所含的信息量等于各若干个相互独立事务构成的消息,所含的信息量等于各独立事务信息量的和,即:独立事务信息量的和,即:Ip(x1)p(x2)p(x3)=Ip(x1)+Ip(x2)+Ip(x3)+(1.4-2)I与与p(x)间的关系式为:间的关系式为:I=loga1/p(x)=-logap
9、(x)(1.4-3)信息量的单位的确定取决信息量的单位的确定取决于上式中对数底于上式中对数底a的确定:的确定:a值单位2比特(bit)e奈特(nit)10哈特莱2、等概率出现的离散消息的信息量的度量、等概率出现的离散消息的信息量的度量若要传递的离散消息是在若要传递的离散消息是在M个消息之中独立的选择其一,且认个消息之中独立的选择其一,且认为每个消息的出现概率是相同的。因次,为了传递一个消息,为每个消息的出现概率是相同的。因次,为了传递一个消息,只需接受一个只需接受一个M进制的波来传送。即,传送进制的波来传送。即,传送M个消息之一与传个消息之一与传送送M进制波形之一是完全等价的。现定以传送两个等
10、概的二进进制波形之一是完全等价的。现定以传送两个等概的二进制波形之一的信息量为制波形之一的信息量为1,单位为,单位为“比特比特”。由式。由式(1.4-3)知:知:I=log21/(1/2)=log22=1(bit)(1.4-4)可见对以上事务只要在接收者看来每一传送波形是独立等概出可见对以上事务只要在接收者看来每一传送波形是独立等概出现的现的,则一个波形所传递的信息量为则一个波形所传递的信息量为:I=log21/P(bit)(1.4-5)P-每一波形出现的概率每一波形出现的概率因因P=1/M,上式又可以写做:,上式又可以写做:I=log2M(bit)(1.4-6)M-传送的波形数传送的波形数例
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