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1、 第一章 绪 论 1 1 通信的基本概念和通信系统基本模型 1 2 通信系统的分类和数字通信系统 1 3 信息及其度量 1 4 数字通信系统的主要性能指标 1 5 数字通信涉及的主要技术 1 11 1 通信的基本概念和通信通信的基本概念和通信 系统基本模型系统基本模型 通信 Communication 是把消 息从一地有效地传递到另一地 即消 息传递的全过程 图中 信息源 也作发终端 的作用 是把各种消息转换成原始电信号 发送设 备对原始信号完成某种变换 使原始电信 号适合在信道中传输 信道是指信号传输 的通道 提供了信源与信宿之间在电气上 的联系 信宿 也称收终端 是将复原的 原始电信号转换
2、成相应的消息 图1 2通信系统的基本模型 1 2 1 2 通信系统的分类和通信系统的分类和 数字通信系统数字通信系统 1 1 通信系统分类通信系统分类 按通信业务的不同可分为 电报 电 话 传真 数据传输 可视电话 无线寻 呼等 按调制方式可分为 基带传输和频带 传输 按信道中所传信号的不同分 通常信 道中传送的信号可分为数字信号和模拟信 号 因此通信可分为数字通信和模拟通信 按传输媒质分 通信可分为有线通信 和无线通信 按工作频段分 根据通信设备的工作 频率不同 通信通常可分为长波通信 中 波通信 短波通信 微波通信等 另外 通信还有其他一些分类方法 如按信号复用方式可分为频分复用方式 FD
3、M 时分复用方式 TDM 和码分复 用方式 CDM 等 按通信网络可分为专 线通信和网通信等 按收信者是否运动分 为移动通信和固定通信 按通信方式可分 为单工 单双工 双工通信等 2 2 数字通信系统数字通信系统 在信道中传输模拟信号的系统称为模 拟通信系统 它包含两种重要变换 一是 把原始消息变为电信号 二是把不适合传 输的基带信号通过调制器转换成频带信号 同时两种变换在收端都要经过反变换 在信道中传输数字信号的系统称为数 字通信系统 1 信源和信宿 信源的作用是把 消息转换成原始的电信号 完成非电 电的 转换 信宿的作用是把复原的电信号转换 成相应的消息 就是完成电 非电的转换 2 信源编
4、码和信源解码 信源编 码有两个作用 其一 进行模 数转换 其 二 数据压缩 即设法降低数字信号的数 码率 3 信道编码与信道解码 数字信 号在信道中传输时 由于噪声影响 会引 起差错 4 调制和解调 数字调制的任务 是把各种数字基带信号转换成适应于信道 传输的数字频带信号 5 信道 信道是信号传输的通道 媒质 信道分为有线信道 无线信道 6 最佳接收和同步 依据最小差 错准则进行接收 可以合理设计接收机达 到最佳 3 3 数字通信的特点数字通信的特点 相对于模拟通信系统而言 数字通信 系统有如下优点 1 抗干扰 抗噪声能力强 无噪 声积累 2 便于加密处理 保密性强 3 差错可控 4 利用现代
5、技术 便于对信息进行 处理 存储 交换 5 便于集成化 使通信设备微型化 数字通信相对于模拟通信系统来说 主要有以下两个缺点 1 数字信号占用的频带宽 2 对同步要求高 系统设备比较复 杂 1 3 1 3 信息及其度量信息及其度量 消息中的信息量与消息发生的概率紧 密相关 消息出现的概率愈小 则消息中 包含的信息量就愈大 且概率为0时 不可 能发生事件 信息量为无穷大 概率为1时 必然事件 信息量为0 综上所述 可以得出消息中所含信息 量与消息出现的概率之间的关系反映如下 规律 1 消息中所含信息量I是消息出现 的概率P x 的函数 即 I I P x 2 消息出现的概率愈小 它所包 含信息量
6、愈大 反之信息量愈小 且 P x 1时I 0 P x 0时I 3 若干个互相独立事件构成的消 息 所含信息量等于各独立事件信息量的 和 即 I P1 x P2 x I P1 x I P2 x 1 4 1 4 数字通信系统的主数字通信系统的主 要性能指标要性能指标 一般通信系统的性能指标归纳起来有 以下几个方面 1 有效性 指通信系统传输消息 的 速率 问题 即快慢问题 2 可靠性 指通信系统传输消息 的 质量 问题 即好坏问题 3 适应性 指通信系统使用时的 环境条件 4 经济性 指系统的成本问题 5 保密性 指系统对所传信号的 加密措施 这点对军用系统显得更加重要 6 标准性 指系统的接口
7、各种 结构及协议是否合乎国家 国际标准 7 维修性 指系统是否维修方便 8 工艺性 指通信系统各种工艺 要求 1 1 有效性指标有效性指标 数字通信系统的有效性可用传输速率 来衡量 传输速率越高 则系统的有效性 越好 通常可 从以下三个不同的角度来定义传输速 率 1 1 码元传输速率码元传输速率 码元传输速率通常又可称为码元速率 数码率 传码率 用符号RB来表示 码 元速率是指单位时间 每秒钟 内传输码 元的数目 单位为波特 Baud 常用符 号 B 表示 注意 不能用小写 通常在给出系统码元速率时 有必要 说明码元的进制 多进制 N 码元速率 RBN与二进制码元速率RB2之间 在保证系 统信
8、息速率不变的情况下 相互可转换 转换关系式为 RB2 RBN log2N B N应为2k k 2 3 4 2 2 信息传输速率信息传输速率 信息传输速率简称信息速率 又可称 为传信率 比特率等 3 3 R R b b 与与 R RB B 之间的互换之间的互换 在多进制中 RBN与RbN之间数值不同 单位亦不同 它们之间在数值上有如下 关系式 RbN RBN log2N 4 4 频带利用率频带利用率 在比较不同通信系统的效率时 只看 它们的传输速率是不够的 还应看在这样 传输速率下所占的信道的频带宽度 因为 传输速率越高 所占用的信道频带越宽 因此 能够真正体现出信息的传输效率的 指标应该是频带
9、利用率 即单位频带 内的传输速率 RB B Baud Hz 2 2 可靠性指标可靠性指标 1 1 码元差错率码元差错率 P Pe e 2 2 信息差错率信息差错率 P Pb b 1 5 1 5 数字通信涉及的主要技术数字通信涉及的主要技术 1 1 信道与噪声信道与噪声 对通信来说 信道和噪声都是必须涉 及的基本问题 2 2 数字终端技术数字终端技术 数字终端技术包括发端 收端对信号 进行处理过程中所涉及到的技术 3 3 数字基带传输技术数字基带传输技术 数字基带传输技术涉及一系列技术问 题 如信号传输码型 码间串扰问题 实 现无码间串扰传输的理想条件及减少码间 串扰的部分响应系统和均衡技术 在第四 章中主要讨论 4 4 数字频带传输技术数字频带传输技术 数字频带传输技术主要是指数字通信 系统的核心技术之一 数字调制 解调技 术 是将输入的数字信号 基带数字信号 变换为适合于信道传输的频带信号 5 5 数字同步技术数字同步技术 同步是数字通信系统的基本组成部分 6 6 差错控制编码技术差错控制编码技术 差错控制编码 译码 属信道编码之范 畴 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview
