通信原理_教学课件_25

通信原理讲义

第一章 绪论

1．1 通信系统的组成

１.1．1 通信一般系统模型

点对点通信模型:反映了通信系统的共性。

1．1．2 模拟通信与数字通信

 消息可以分成两类

ﻩﻩ离散消息：消息的状态是可数的或离散型的（如符号、文字等）,也称为数字消息。

连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像）,也称为模拟消息。

 消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。通常,消息被载荷在电信号的某以参量上。

ﻩﻩ数字信号:电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。

模拟信号:电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。

 相应的通信系统分成两类

ﻩ数字通信系统

ﻩﻩ模拟通信系统

 模拟信号与数字信号之间可以相互转换

在信息源中使用模-数（数-模)转换器,接受端使用数－模（模－数)转换器。

 数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求

（1） 数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累；

（2） 传输差错可以控制；

（3） 便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理； 信息源 发送设备 信道 接收设备 受信者

噪声源 （发送端） （接收端） 消息 原始电信号

传输信号

传输信号

原始电信号

消息

（4） 易于加密处理;

（5） 可以综合传递各种消息,增强系统功能。

 模拟通信系统模型（点对点）

基带信号：携带信息，但具有频率很低的频谱分量,不适宜传输的原始电信号。

已调信号：基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号，也称频带信号。

调制器:将基带信号转变为频带信号的设备。

解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。

模拟通信强调变换的线性特性,既已调参量与基带信号成比例。

 数字通信系统模型（点对点）

强调已调参量与基带信号之间的一一对应。

数字通信需要解决的问题:

（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错;

（3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；

《通信原理电子教案》课件

第一章：通信系统概述

1.1 通信系统的定义与发展历程

1.2 通信系统的分类与性能指标

1.3 通信系统的基本组成与工作原理

1.4 通信系统的应用领域

第二章：模拟通信系统

2.1 模拟通信系统的原理与组成

2.2 调制与解调技术

2.3 信号的传输与衰减

2.4 模拟通信系统的优缺点

第三章：数字通信系统

3.1 数字通信系统的原理与组成

3.2 数字信号的编码与解码

3.3 数字调制与解调技术

3.4 数字通信系统的优缺点

第四章：通信系统中的信道

4.1 信道的分类与特性

4.2 信道模型及其参数

4.3 信道编码与解码技术

4.4 信道容量与误码控制

第五章：现代通信技术 5.1 卫星通信技术

5.2 光纤通信技术

5.3 移动通信技术

5.4 无线通信技术

第六章：信号检测与估计

6.1 信号检测的基本原理

6.2 确知信号的检测理论

6.3 随机信号的检测理论

6.4 信号估计的基本方法

第七章：信息论基础

7.1 信息论的定义与发展

7.2 信息熵与信道容量

7.3 信息传输速率与误码率

7.4 信息编码与解码技术

第八章：数字基带传输

8.1 数字基带信号传输概述

8.2 数字基带信号的编码与解码

8.3 基带传输线路的特性与设计

8.4 基带传输中的信号处理技术

第九章：模拟信号的数字传输

9.1 模拟信号的采样与量化

9.2 模拟信号的时分复用与频分复用 9.3 调制解调器的设计与实现

9.4 模拟信号数字传输的性能分析

第十章：数据通信与网络技术

10.1 数据通信的基本概念

10.2 数据传输速率与传输介质

10.3 网络拓扑结构与协议

10.4 常见网络设备与网络管理

第十一章：无线通信原理

11.1 无线通信概述

11.2 无线通信的频谱与频段

11.3 无线通信的传播特性

11.4 无线通信的调制与解调技术

第十二章：移动通信技术

12.1 移动通信的基本概念

加模21kkkbab （6.1-23）

相关编辑码公式为 算数加1kkkbbC （6.1-24）

在接收端对kC作模2判决，便可恢复ka，即

kkkkkkabbbbC12mod12mod （6.1-25）

注意：以上式中ka和kb的进制数L=2。若L>2，则需将“模2加”改为“模L加”，“模2判决”改为“模L判决”。

第Ⅳ类部分响应系统如图6-10所示，有图可见，当前码元只对后面第二个码元产生码间串扰。

当L=2是，预编码公式为 2kkkbab （6.1-26）

相关编辑码公式为 2kkkbbC （6.1-27）

在kC作模2判决以恢复ka，即 2T 2T 相减 模2判决 + 发

预编码 相关编码 抽样脉冲 kb

判决信息 kc 收

ka

（a）

J相减

T 模2判发送滤波 信道 接收滤波

抽样判决

（b）

图6-10 第Ⅳ类部分响应系统组成框图 发

ka 收 ka kkkkkkabbbbC22mod22mod （6.1-28）

应当指出，预期的部分响应波形和频谱结构是由相关编码器、发送滤波器、信道和接收滤波器共同产生的。这意味着，如果相关编码器输出为脉冲序列，则发送滤波器、信道和接收滤波器应为理想低通特性。

部分响应系统的缺点是，当输入数据为L进制时，相关编码电平数要超过L。如第Ⅰ、Ⅳ类部分响应信号的电平数为（2L-1）。因此，部分响应系统的抗噪声性能变差。

6.1.6 无ISI基带系统的抗噪声性能

研究任务：在不考虑ISI条件下，研究由信道噪声tn引起的误码率。

在图6-5所示的基带传输系统模型中，设信道加性噪声tn是均值为0、双边功率谱密度为20n的平稳高斯白噪声，由于接收滤波器是一个线性网络，故判决电平输入噪声tnR也是均值为0的平稳高斯噪声，且它的功率谱密度fPn为

1、通信系统，模拟通信系统，数字通信系统分别有哪几部分组成及各部分功能。

通信系统由信源、变换器、信道、反变换、信宿以及信道中的噪声源组成；

模拟通信系统由信源、调制器、信道、解调、信宿以及信道中的噪声源组成；

数字通信系统由信源、信源编码、加密、信道编码、调制、信道、解调、信道解码、解密、信源解码、信宿以及信道中的噪声源组成。

功能：

信源信宿：信息的发送者和接受者。

发送设备：将信源和传输媒介匹配起来。

传输媒介：信号传输体。

接收设备：完成发送设备的反变换。

2、 数字系统比模拟系统有什么突出优点？

（1） 抗干扰能力强；

（2） 便于进行各种数字信号处理；

（3） 易于实现集成化；

（4） 传输与交换可结合起来，传输电话与传输数据也可结合起来，成为一个统一体，有利于实现综合业务通信网；

（5） 便于多路复用。

3、设有四个消息符号m1m2m3m4，其出现的概率分别是p1=1/4,p2=1/8,p3=1/8,p4=1/2,各符号出现是相对独立的。

（1） 求：m1,m2,m3,m4所含的信息量。（单位为：Bit/码元）

（2） 求：m1,m2,m3,m4的平均信息量。

（3） 求：消息m1,m2,m3,m4 m1,m3,m4的信息量。

4、一个离散的4符号信源的码速率为1000baud，各相互独立，符号出现的概率均为1/4，求该信源的平均信息量与信息速率。

平均信息量H（p）= 信息速率：2000bit/s

5、平均信息量是指什么？一个M符号信源，当各符号出现的概率为多少时，它有最大的平均信息量？

平均信息量指平均一个码元所含的信息量（统计平均值）。可以证明，当离散信源中每个符号等概出现，且各符号相互独立进，平均信息量最大。所以本题中概率为1/M。

6、离散信源的概率分布是指什么？

信息中符号出现的概率的分布规律。

7、什么是有效性有可靠性？模拟通信系统的有效性和可靠性是指什么？数字通信系统的有效性和可靠性又指什么？