第1章 数字通信基础知识

第1章 通信与通信系统的基本概念
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设
宿
备
质
备
干 扰
图1―1 模拟通信系统的一般模型
第1章 通信与通信系统的基本概念
比如电话通信系统就包括：送话器、电线、交换 机、载波机、受话器等要素。广播通信系统包括麦克 风、放大器、发送设备、无线电波、收音机等。两个 通信系统实例示意图如图1―2所示。
第1章 通信与通信系统的基本概念
数字通信具有以下特点：
①抗干扰能力强。由于数字信号的取值个数有限 (大多数情况只有0和1两个值)，因此在传输过程中我们 不太关心信号的绝对值，只注意相对值即可。比如设 高电平5V为1，低电平0V为0，在传输时受噪声影响， 5V变成8V，而我们只要看到大于5V的值认为是5V就 行了(当然，0V受干扰也可能变成8V，以致于把数据0 误认为数据1。但经过信道编码后，数据0不是用简单 的低电平表示，因此，这样的误码就不会出现)。
第1章 通信与通信系统的基本概念
2.按传输介质分类 按传输介质的不同，通信系统又有无线通信系统 与有线通信系统之分。利用无线电波、红外线、超声 波、激光进行通信的系统统称为无线通信系统。广播 系统、移动电话系统、传呼通信系统、电视系统等都 是无线通信系统。而用导线(包括电缆、光缆和波导等) 作为介质的通信系统就是有线通信系统，如市话系统、 闭路电视系统、普通的计算机局域网等。随着通信技 术、计算机技术和网络技术的飞速发展，
第1章 通信与通信系统的基本概念
②便于进行信号加工与处理。由于信号可以储存， 因此可以像处理照片一样对信号随意加工处理(在技术 允许的范围内)。
③传输中出现的差错(误码)可以设法控制，提高了 传输质量。

• 1938年美国贝尔实验室为美国军方制成了世 界上第一部“移动电话”手机
• 1942年，对讲机应用于二战
微波通信
• 1931年，英国多佛尔和法国加来之间在 建立世界上第一条超短波接力线路
• 20世纪50年代出现微波接力通信
光纤通信
• 1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆发表了关于传输介 质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性 和技术途径，奠定了现代光纤通信的基础。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s
• 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面
• 宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.4.2 模拟通信系统
模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框 图如图1-2所示:
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
（1）信息与信号
• 信息←→冗余
– 消息中不定的部分
• 信号
– 信息的物理载体： 电、光信号
• 模拟信号与数字信 号

小结： 通信及通信系统构成
通信的概念 通信系统构成：各部分功能
信息、信号及分类
信源发出的信息经转换成为信道上传输的信号：
模拟信号（幅度取值是连续的）：连续信号 离散信号 数字信号（幅度取值是离散的）： 二进码 多进码 连续信号 离散信号
{
{ {
模拟通信和数字通信 模拟通信：以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用
数字通信系统的主要性能指标
有效性指标 可靠性指标
{
{
信息传输速率 符号传输速率 （定义、关 系） 频带利用率 误码率 （定义） 信号抖 动
复习题 1、模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 2、数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码 的作用是什么？画出话音信号的基带传输系统模型。 3、数字通信的特点有哪些? 4、为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累？ 5、设数字信号码元时间长度为 1微秒，如采用四电 平传输，求信息传输速率及符号速率。 6、接上题，若传输过程中 2 秒误 1 个比特，求误 码率。 7、假设频带宽度为 1024kHz，可传输 2048kbit/s 的比特率，试问其频带利用率为多少？
第四节 数字通信的特点及性能指标
信息传输速率Rb与符号传输速率NB的关系为： Rb=NB （二进制） Rb=NB·log2M Rb>NB （多进制）
{
频带利用率 （ η）
定义:单位频带内的传输速率（真正用来衡量数字通信系统传输效率 的指标）
符号传输速率 （Bd/Hz） 频带宽度 信息传输速率 η= （bit/s/Hz） 频带宽度
实现多路通信）
数字通信:以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实
现多路通信）。 数字通信系统的构成（包括发送终端、信源编码、信道编 码、调制、信道以 及收端的解调、 信道解码、信源解码和接收终端）

1-1解释基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。

模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续信号。

模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。

而数字信号是人为抽象出来的在时间上的不连续信号。

电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的电信号。

数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。

基带信号：也称信息源，发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。

由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号，其主要用于网络电视和有线电视的视频广播。

1-2试画出语音信号、数字信号的基带传输和频带传输时的通信系统框图。

1-3试述数字通信的特点。

（1）抗干扰能力强。

（2）差错可控。

（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。

（4）易于集成化，从而使通信设备微型化。

（5）易于加密处理，且保密强度高。

1-4解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。

一般通信系统的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、保密性标准性、维修性、工艺性等。

对于模拟通信来说，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。

对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可用误码率和传输速率来衡量。

1-5某系统在125μs内传输了256个二进制码元，计算码元速率（传码率）及信息速率是多少？若该信息码在2s内有3个码元产生误码，求误码率和误信率各是多少？码元速率R BN=256000000/125=2048k(B).信息速率Rb=256000000/125=2048k(bit/s).误码率Pe=3/2048000*2=7.3*10-7.误信率Peb=3/2048000*2=7.3*10-7.1-6某系统在1分钟内传送了3360000个码元，试求该系统的码元速率。