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1、通信原理 樊昌信 第六版,Why?,Information Age Information Superhighway,目录（学习内容）,第一章 绪论 第二章 信号、信道与噪声 第三章 模拟调制系统 第四章 数字基带调制系统 第五章 数字频带调制系统,目录,第六章 模拟信号的数字传输 第七章 差错控制编码 第八章 伪随机序列 第九章 同步原理,主要参考书目,1通信原理及其应用，王秉钧 窦晋江 张广森 葛方辉，天津大学出版，2000年8月，￥19* 2现代通信系统原理（修订版），王秉钧 孙学军 王少勇 田宝玉，天大，1999.8，￥26 3通信概论，吴德本 王新允，人民邮电出版社，1994.4，￥
2、14* 4现代通信原理，徐佩霞 黄胜华，中国科学技术大学出版社，1989 5通信原理，冯子裘，西北工业大学出版社，1990.1 6通信系统原理，张树京，上海铁道学院，1992，￥5.2 7通信系统原理习题集，冯玉珉，北方交通大学，1992，￥4.0 8通信系统原理，沈振元 等，西安电子科技大学，1995，￥17.8,成绩计算,1、考勤：20% 2、作业：20% 3、考试：60%，闭卷,我的联络方式：,办公室：南海楼501室 手机：13926410384 Email: ,The property of the book and methods of learning it,1)Property
3、of the book a. from easiness to difficulty b. from concept to performance analysis 2) Methods of learning it a. reading it again and again b. grasping the important concept c. understanding the basic communication system by deriving some key formula学好通信原理离不开数学 Understand+Remember,第一章 绪论,本章主要内容： 1、常用
4、的通信术语 2、通信系统的一般模型及各部分的作用 3、数字通信系统的优缺点 4、通信系统的分类及通信方式 5、通信发展的历史及其特点 6、信息量及其度量 7、通信系统的主要技术指标,1、1绪论,1.1 通信(communication)的基本概念 1、通信: 信息传输或交换的过程。 信息的传递有两种类型： 1、时间上信息的储存（非通信） 2、空间上由一地方到另一地方（通信）,2、消息（message)和信息(information) 消息： 有待于传输的文字、符号、数据、语音、图象等 信息： 按信息论的观点，信息是指消息中所包含的 对受信者有意义的内容。如通信前不知道， 通 信后才知道的东西。
5、消息的有效内容, 不同消息可有相同内容,3、信号(signal)：信息的物质载体。 数字信号（digital signal)：电信号的某个参量是离散的取值 。 模拟信号（analog signal)：电信号的某个参量是连续的取值。 凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。 模拟信号有时也称连续信号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续 凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号，均称为数字信号，如电报信号、计算机输入/
6、输出信号、PCM信号等。 数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散,模拟信号波形,数字信号波形,通信(communication)的基本概念,4、波形（waveform):电信号的时域表现形式 5、通信系统(communication system)：传递信息所需的一切技术设备和传输媒质的总称 模拟信号模拟通信系统 数字信号数字通信系统,通信(communication)的基本概念,6、点对点通信与网通信 通信网：为了完成多用户中任意两个用户之间信源与信宿之间的通信过程, 一般需要建立一个网络，这个多用户通信系统互连的通信体系称之为通信网。 通信
7、网的构成 1）终端设备：电话、电报、监视器（摄像头）等 2）传输设备：电缆、光缆、微波、卫星等 3）交换设备：程控交换、ATM交换、光交换等 4）协议和准则,本课程的主要任务,主要介绍信息端到端的传输系统，主要讨论系统的组成、工作原理和性能指标 ,以功能框的形式表示,理论分析,数学计算,1、2通信系统的组成及其各部分作用,一、通信系统的一般模型,信息源,发送设备,信道,接收设备,信宿,噪声源,发送端,接收端,各部分作用,1、信息源：把各种可能的消息变成模拟信号、数字信号 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， 图像信号为06MH
8、z 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 2、发送设备： 将信源和信道匹配起来，即把信源产生的原 始电信号变换成适合在信道中传输的信号 3、信道： 是信号传输的通道。可分为有线、无线信道 4、接收设备：基本功能与发送设备相反，即从带有干扰的接 收信号中正确恢复出相应的原始信号 5、信宿： 将复原的原始信号转换成相应的信息,模拟通信系统模型,模拟通信系统,两种变换 连续消息与基带信号的变换 基带信号与频带信号之间的变换 实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。 由于调制与解调两种变换对信号的变化起决定性作用，而其他过程对信号不会发生质的变化，只是对信
9、号进行了放大或改善了信号特性，因而被认为是理想的而不予讨论。,模拟通信的主要特点,1） 抗干扰能力差 2） 不易于保密通信 3） 设备不易于大规模集成 4） 不适应飞速发展的计算机通信的要求 5） 简单、易于实现,数字信息系统,加密器,噪声源,解密器,信源,编码器,调制器,信道,解调器,译码器,信宿,发送端,接收端,各部分作用,1、编码： 信源编码: (1) 将模拟信号数字信号 (2) 降低数字信号的数码率 信道编码：抵抗噪声、衰落等干扰因素，提高通信的可靠性 线路编码：便于基带信号系统传输,各部分作用,2、加密：为了保证数字信号与所传信号的安全，可将信号 人为地扰乱 3、数字调制器：把基带信
10、号频带信号，实现频谱移 4、同步：使收发两端的信号在时间上步调一致。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 5、数字复接：依据时分复用原理，把若干个低速数字信 号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输 容量和提高传输效率,模拟与数字通信系统的区别与联系,区别：以信道信号为准，而不是以信息源信号为准 联系：模拟信号经A/D转换后，可以在数字通信系统中传输 数字信号经D/A转换后，可以在模拟通信系统中传输,数字通信系统的主要优缺点,优点：1、抗干扰能力强 2、信道的通融性好 3、可靠性强 4、保密性高 5、便于与计算机联系 6、易于集成，造价低,数字通信系统的主要优缺点,缺点：1
11、、占用的频带较宽 2、设备较复杂 3、有量化误差,What must be considered when you design a communication system?,1. Selection of the information-bearing waveform 2. Bandwidth and power of the waveform 3. Effect of system noise on the received information 4. Cost of the system,1、3通信系统的分类与通信方式,一、分类 1、按通信的业务和用途分类 常规通信： 话务通信 电
12、话信息业务 语音信箱业务 电话智能网业务 非话务通信 数据通信 图象通信 控制通信：遥测、遥控等,通信系统的分类,2、按调制方式分类 根据是否采用调制 基带传输：将未经调制的信号直接传输 频带传输：对各种信号变换方式后传输 调制的作用：1、便于信息的传输 2、实现信道的复用 3、改变信号占用的带宽 4、改善系统性能,表 1- 1常见的调制方式,调 制 方 式 用途 连续波调制 线性调制 常规双边带调制 广播 抑制载波双边带调幅 立体声广播 单边带调幅SSB 载波通信、无线电台、数传 残留边带调幅VSB 电视广播、 数传、 传真 非线性调制 频率调制FM 微波中继、卫星通信、广播 相位调制PM
13、中间调制方式 数字调制 幅度键控ASK 数据传输 相位键控 数据传输 频率键控 数据传输,续表,调 制 方 式 用途 脉冲数字调制 数字调制 相位键控PSK、 数据传输、 DPSK、 QPSK等 数字微波、 空间通信 其他高效数字调制QAM、 MSK等 数字微波、 空间通信 脉冲模拟调制 脉幅调制PAM 中间调制方式、 遥测 脉宽调制PDM(PWM) 中间调制方式 脉位调制PPM 遥测、 光纤传输 脉冲数字调制 脉码调制PCM 市话、 卫星、 空间通信 增量调制DM 军用、 民用电话 差分脉码调制DPCM 电视电话、 图像编码 其他语言编码方式ADPCM、 APC、 LPC 中低速数字电话,通
14、信系统的分类,3、按信号特征分类 模拟通信系统、 数字通信系统 4、按传输媒介分类 有线通信系统 无线通信系统 5、按传输信号的复用方式分类 频分复用 时分复用 码分复用 波分复用,通信方式,1、按消息传输的方向与时间关系分： 单工通信：消息只是单方向传输 半双工通信：双方都能收发信息，但不能同时进行 全双工通信： 双方可同时收发信息 2、按有无交换分： 点对点通信：作为专线通信使用，不经济 网通信： 作为公用通信使用，效益高 由于通信网的基础是点与点之间的通信，所以本课程的重点放在点与点之间的通信上,3、按数字信号排列顺序分,在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。
15、并行传输是将代表信息的数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。 并行传输的优点是节省传输时间，但需要传输信道多， 设备复杂， 成本高， 故较少采用， 一般适用于计算机和其他高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。 串行传输是数字序列以串行方式一个接一个地在一条信道上传输。 通常，一般的远距离数字通信都采用这种传输方式。,并行和串行通信方式示意图 (a) 并行传输； (b) 串行传输,1、4通信技术的发展概况及其特点,通信的发展 古代通信的起源 近代通信的发展,1、4通信技术的发展概况及其特点,一、近代通信技术发展简史 1838年有线电报 1876年电话 1896年无线电报 1918年调幅无线电广播 1936年调频无线电广播 1938年电视（黑白） 1940年1945年：微波、雷达 1958年第一颗通信卫星发射,近代通信技术发展简史,19601970彩电、计算机 19701980商用卫星通信等 1980以后：综合业务数字网
