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1、现代通信系统原理编著 张会生 陈树新 普通高等教育“十五”国家级规划教材高等教育出版社 Http:/（高职高专教育）*1第1章 绪论现代通信系统原理第1章 绪 论 1.1 通信的定义 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类及通信方式 1.4 通信系统的主要性能指标 Date2第1章 绪论现代通信系统原理1.1 通信的定义通信的定义：是指由一地向另一地进行消息的有效传递。通信的目的：就是传递消息。本书对通信的定义：利用电子等技术 手段，借助电信号（含光信号）实现从一 地向另一地进行消息的有效传递称为通信 。 Date3第1章 绪论现代通信系统原理1.2 通信系统的组成图1-1 通信系统的一
2、般模型 信源（信息源，也称发终端）：把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。 1.2.1 通信系统的一般模型 Date4第1章 绪论现代通信系统原理发送设备：将信源和信道匹配起来，即 将信源产生的原始电信号（基带信号）变换 成适合在信道中传输的信号。信道：信号传输的通道，可以是有线的 ，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设 备。接收设备：任务是从带有干扰的接收信 号中恢复出相应的原始电信号来。信宿：将复原的原始电信号转换成相应 的消息。 Date5第1章 绪论现代通信系统原理1.2.2 模拟通信系统 模拟通信系统中两种重要变换： （1）连续消息到电信号相互变换；（2）基
3、带信号到调制信号的变换； 图1-2 模拟通信系统的模型 Date6第1章 绪论现代通信系统原理已调信号有三个基本特性：（1）携带有消息；（2）适合在信道中传输（3）频谱具有带通形式，且中心频率远离零频。Date7第1章 绪论现代通信系统原理1.2.3 数字通信系统 信道中传输数字信号的系统，称为数字 通信系统，它包括以下三种： 1. 数字频带传输通信系统 基本特征：消息或信号具有“离散”或 “数字”的特性，同时强调已调参量与代表 消息的数字信号之间的一一对应关系。 Date8第1章 绪论现代通信系统原理数字通信的优势和存在的问题：（1）可实现差错控制编码即信道编码；（2）容易实现保密通信； （
4、3）数字通信中必须有“同步” 。图1-3 数字频带传输通信系统的模型Date9第1章 绪论现代通信系统原理2. 数字基带传输通信系统基带信号形成器：可能包括编码器、加密 器以及波形变换等；接收滤波器：可能包括译码器、解密器等 。 图1-4 数字基带传输系统模型Date10第1章 绪论现代通信系统原理3. 模拟信号数字化传输通信系统 发端将模拟信号数字化，即进行A/D转换 ；接收端需进行相反的转换，即D/A转换。 图1-5模拟信号数字化传输系统模型Date11第1章 绪论现代通信系统原理1.2.4 数字通信的主要特点 1. 数字通信的主要优点 （1）抗干扰能力强；（2）差错可控；（3）易加密；
5、（4）易于与现代技术相结合。2. 亟待解决的问题（1）提高频带利用 ；（2）简化系统设备结构。Date12第1章 绪论现代通信系统原理1.3 通信系统分类及通信方式1.3.1 通信的分类1. 按传输媒质分：有线通信和无线通信 ；2. 按信道中所传信号的特征分：模拟通 信系统与数字通信系统；3. 按工作频段分：长波通信、中波通信 、短波通信、微波通信等。具体情况见表1 -1； Date13第1章 绪论现代通信系统原理4. 按调制方式分：基带传输和频带传输； 5. 按业务的不同分：6. 按收信者是否运动分：移动通信和固定通信。 另外，通信还有其它一些分类方法，如按多地址方式可分为频分多址通信、时分
6、多 址通信、码分多址通信等；按用户类型可分 为公用通信和专用通信等。 Date14第1章 绪论现代通信系统原理1.3.2 通信方式 1. 按消息传送的方向与时间分 通信方式可分为单工通信、半双工通信 及全双工通信三种。 Date15第1章 绪论现代通信系统原理2. 按数字信号排序分 可将通信方式分为串序传输和并序传输。 Date16第1章 绪论现代通信系统原理3. 按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间 直通方式、分支方式和交换方式， 图1-8 按网络形式划分的通信方式 （a）两点间直通方式；（b）分支方式； （c）交换方式 Date17第1章 绪论现代通信系统原理1.4 通信
7、系统的主要性能指标1.4.1 一般通信系统的性能指标 一般通信系统的性能指标归纳起来有 以下几个方面: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。而本书 只研究通信系统的有效性和可靠性。Date18第1章 绪论现代通信系统原理对于模拟通信来说，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（ 或均方误差）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 。 Date19第1章 绪论现代通信系统原理1.4.2 信息及其度量 信息定义：消息中包含的有意义的内容 。信息量与消息出现的概率有关，具体可 以描述为如下规律：（1）消息中所含信息
8、量是消息出现概率 的函数；（2）消息出现的概率愈小，它所含信息 量愈大；反之信息量愈小； Date20第1章 绪论现代通信系统原理（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。 信息量 I 和消息出现概率P(x)的关系为：信息量的单位取决于对数底数a的取值：a = 2 单位为比特（bit，简写为b）；a = e 单位为奈特（nat，简写为n）；a = 10 单位为哈特莱。Date21第1章 绪论现代通信系统原理例1.1 设二进制离散信源，数字0或1以相等 的概率出现，试计算每个符号的信息量。 解:二进制等概率时 有即二进制等概时，每个符号的信息量相 等，为1bit。D
9、ate22第1章 绪论现代通信系统原理当各个符号出现的概率不相等时，计算 消息的信息量，常用到平均信息量的概念。 平均信息量定义：每个符号所含信息的 平均值。用符号 表示。 多进制时，设各符号出现的概率为：且 Date23第1章 绪论现代通信系统原理则平均信息量（信息源的熵）为：1.4.3 有效性指标的具体表述 1. 码元传输速率 定义：单位时间内传输码元的数目；单位：波特（Baud），用符号“B”表示；符号： Tb为码元宽度。Date24第1章 绪论现代通信系统原理2. 信息传输速率定义：单位时间内传输的信息量；单位：比特/秒(bit/s) ，简记为b/s或bps；符号： ,它与N有关。3.
10、 与 之间的互换它们之间在数值上有如下关系： Date25第1章 绪论现代通信系统原理4. 多进制与二进制传输速率之间的关系码元速率不变，二进制信息速率与多进制信息速率之间的关系：系统信息速率不变，多进制码元速率与 二进制码元速率之间的关系： Date26第1章 绪论现代通信系统原理1.4.4 可靠性指标的具体表述 数字通信系统可靠性的指标是利用差错 率来衡量。差错率通常有两种表示方法。1. 码元差错率（误码率 ） 发生差错的码元数在传输总码元数中所 占的比例，也就是说，误码率就是码元在传 输系统中被传错的概率。 Date27第1章 绪论现代通信系统原理2. 信息差错率（误信率） 发生差错的信息量在信息传输总量中所 占的比例，或者说，它是码元的信息量在传 输系统中被丢失的概率。Date28
