《通信原理(樊昌信第六版) 第1章绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理(樊昌信第六版) 第1章绪论（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数 字 通 信 原 理Date1第1章 绪论是通信工程、无线电工程、信 息工程、计算机通信、图像处理与传输等专 业的必修专业基础课。 课 程 介 绍本课程主要介绍现代通信系统所涉及的基础 理论、通信中常用的信号及噪声分析、通信 系统的构成、原理及性能分析。Date2第1章 绪论信息与通信工程两个二级学科排名：第一名：清华大学第二名：西安电子科技大学第三名：北京邮电大学 学 科 排 名Date3曹志刚 现代通信原理 清华大学出版社 樊昌信等 通信原理 国防工业出版社 李白萍,吴东梅通信原理与技术人民邮电出版社 张传生等 数字通信原理 西安交通大学出版社 徐台松等 数字通信原理 电子工业出版社参考
2、网址：http:/202.112.154.83/zskj/5017/txyl/index.htm参 考 教 材Date4通信原理学习习网站 通信原理网络课 程http:/ 现代通信系统原理网络课 程 http:/202.117.80.9/jp2004/16/wangluokecheng/index.htm 通信原理扩扩展知识识网站 移动通信在线http:/ 通信人家园http:/ 研学论坛 http:/ 通信世界网http:/ 中国通信资源网http:/ 国外网站 联邦通信委员会http:/www.fcc.gov/ http:/ct.oxfordjournals.org/ http:/www.
3、ieee.org/portal/site http:/www.itu.int/home/index.html http:/ 考 网 站Date5v 信息论基础v 信源编码v 基带传输系统v 调制与解调v 差错控制技术v 同步技术 学 习 内 容Date6掌握数字通信的基本原理，对信息的 表示、信道的通信能力、信源的编码、信 道的编码以及同步原理有基本的了解。对通信系统的有效性和可靠性的分析 ，并能根据一定的参数要求，设计相应的 数字通信系统。 学 习 目 的Date71.1 引言 1.2 通信系统的基本模型1.3 通信系统分类与通信方式1.4 信息及其度量1.5 通信系统的主要性能指标习题 本
4、章重点 本章思考第 1 章 绪论Date8v 常用通信术语v 模拟信号与数字信号的区别v 通信系统的组成和分类、通信方式v 数字通信系统的主要特点v 离散消息的信息量，平均信息量（信源熵）v 通信系统的主要性能指标学习目标Date9第1章 绪论1.1 引言v 通信: 信息（或消息）的传输和交换。（要 求准确、迅速） 1、几个概念v消息：信息的物理表现形式。如语言、文字 、 数据或图像等。 v信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含 的人们原来不知而待知的内容。Date10第1章 绪论消息信息1.1 引言Date11第1章 绪论v 电通信：是利用电（电流或电波，包括光）来 传递信息。现代通信一般均
5、是指“电通信”。 1.1 引言v信号：消息的电的表示形式。在电通信系统中 ，电信号是消息传递的物质载体。v 通信系统：是完成传递信息任务所需要的一切技术设备和传输媒介所构成的总体。Date12第1章 绪论语言文字印刷术计算 机网 络网格 计算2、通信的发展不可存 储； 速度低 ；广泛 性低。可存储 ；广泛 性低。表情 动作可存储 ；速度 低；广 泛性高 。电报 电话在任何 时刻可 以在网 上获得 有效信 息。1.1 引言Date13第1章 绪论随着超级计算机的不断发展，它已经成为复杂科学计 算领域的主宰。但以超级计算机为中心的计算模式存 在明显的不足。超级计算机虽然是一台处理能力强大 的“巨无
6、霸”，但它造价极高，通常只有一些国家级的 部门，如航天、气象等部门才有能力配置这样的设备 。随着人们日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人 们越来越需要数据处理能力更强大的计算机，而超级 计算机的价格显然阻止了它进入普通人的工作领域。 于是，人们开始寻找一种造价低廉而数据处理能力超 强的计算模式，最终科学家们找到了答案Grid Computing(网格计算)。Grid ComputingDate14第1章 绪论1.2.1 通信系统的一般模型1.2 通信系统的基本模型图 1 1 通信系统的一般模型信道Date15第1章 绪论v 信源是消息的产生地， 其作用是把各种消息转换成原始电信号(基带信号)。
7、q 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。q 前者属于模拟信源，输出的是模拟信号；q 后者是数字信源，输出离散的数字信号。1.2.1 通信系统的一般模型Date16第1章 绪论v 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号(如已调信号）。1.2.1 通信系统的一般模型v 信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可以是大气（自由空间），在有线信道中，信道可以是明线、电缆、光纤。Date17返回电梯用综合电缆75射频同轴电缆室外非金属光缆布线金属光缆Date18第1章 绪论v 噪声源是通信系统中各种设备以及信道中噪声与
8、干扰的集中表现。 1.2.1 通信系统的一般模型v 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来。Date19第1章 绪论v 信宿是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。 1.2.1 通信系统的一般模型图 1 - 1 概括地描述了一个通信系统的组成，它反映了通信系统的共性，因此称之为通信系统的一般模型。 Date20第1章 绪论v 连续消息：是指消息的状态连续变化或是 不可数的，如语音、图像等。v 离散消息：是指消息的状态是可数的或离 散的，如符号、数据、文字等。 1、 连续消息和离散消息1.2.2 模拟通信系统
9、模型与数字通信系统模型Date21第1章 绪论按信号参量的取值方式不同可把信号分 为模拟信号和数字信号.2、 模拟信号和数字信号1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date22第1章 绪论（1）模拟信号取值是连续的或取无穷多个值的信号。v 如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出 的图像信号等。v 连续是指信号的某一参量可以连续变化或取 无穷多个值，而不一定在时间上也连续，如图 1 - 2(b)所示的脉冲振幅调制抽样信号脉冲振幅调制 信号。1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date23第1章 绪论图 1 2 模拟信号波形 (a) 连续信号； (b) 抽样信号1.2.2 模拟
10、通信系统模型与数字通信系统模型Date24第1章 绪论v 只能取有限个值的信号。如电报信号、计算 机输入/输出信号等。v 幅度离散、时间离散。即函数形式表现为自 变量和函数值都离散取值的函数。1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（2）数字信号Date25第1章 绪论按照信道中传输的是模拟信号还是数字信 号，可相应地把通信系统分为模拟通信系 统和数字通信系统。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date26第1章 绪论模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。 信源发出的原始电信号是基带信号，基带的含义 是指信号的频谱从零频附近开始，如语音信号为 3003400Hz， 图像信号
11、为06MHz。 模拟信号具有频率很低的频谱分量，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 道中传输的频带信号，并可在接收端进行反变换 。完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和 解调器。3、 模拟通信系统模型1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date27第1章 绪论已调信号有三个基本特征：v 携带有信息v 适合在信道中传输v 信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频 ，因而已调信号又称频带信号。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date28第1章 绪论模拟通信系统模型可由图 1 - 1 略加演变而成， 如图 1 - 3 所示。图中的调制器和解调器就代表图
12、 1 - 1 中 的发送设备和接收设备。 图 1-3 模拟通信系统模型1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date29第1章 绪论4、 数字通信系统模型 图 1 4 数字通信系统模型数字通信系统是传输数字信号的通信系统， 如图 1 -4 所示。1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date30第1章 绪论数字通信涉及的技术问题很多，其中主 要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字 调制/解调、数字复接、 同步以及加密等。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date31第1章 绪论信源编码的作用：v 一是将模拟信号转换成数字信号，即 模/数转换。第2章中将讨论模拟信
13、号数字 化传输的两种方式：脉冲编码调制(PCM) 和增量调制(M)。 v 二是设法减少码元数目和减少冗余信 息，即数据压缩。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（1）信源编码与译码Date32第1章 绪论信源译码是信源编码的逆过程。 码元：数字通信中传输的一个接一个按节拍传送 的数字信号单元。1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型Date33第1章 绪论数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所 谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错
14、误或纠正错误，从而提高通信 系统抗干扰能力，实现可靠通信。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（2） 信道编码与译码Date34第1章 绪论在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信 息的安全，人为将被传输的数字序列扰乱，即 加上密码，这种处理过程叫加密。在接收端利 用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序 列进行解密，恢复原来信息，叫解密。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（3） 加密与解密Date35第1章 绪论数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高 频处，形成适合在信道中传输的频带信号。S(t) Acos(t+) S(t)Acos(t+) 信源 载波信号 已调信
15、号1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（4） 数字调制与解调Date36第1章 绪论同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠 工作的不可缺少的前提条件。同步是使收、 发两端的信号在时间上保持步调一致。按照 同步的功用不同，可分为载波同步、位同步 、群同步和网同步。 1.2.2 模拟通信系统模型与数字通信系统模型（5） 同步Date37第1章 绪论图 1 - 5 是数字通信系统的一般化模型， 实际的 数字通信系统不一定包括图 1 - 1中的所有环节。 如在某些有线信道中，若传输距离不太远且通信 容量不太大时，数字基带信号无需调制，可以直 接传送，称之为数字信号的基带传输，其模型中 就不包括调制与解调环节。
