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1、通信概论串讲笔记-王仕龙亲情制作,自考乐园俱乐部在此谨致以诚挚的谢意！!第一章：通信基本（一）课程内容第一节：通信的基本概念通信就是信息的传递和互换；消息是信息的物理体现形式，如语音、文字、图片和数据等；信息是消息的内涵;信号是消息或者信息的传播载体。第二节：通信系统的构成1， 通信系统一般模型；信源发送设备信道接受设备信宿 噪声源 通信系统基本模型2， 模拟通信系统模型;模拟信源调制器信道解调器信宿 噪声源 模拟通信系统典型模型3， 数字通信系统模型；信源信源编码加密信道编码数字调制信道（噪声源)数字解调信道译码解密信源译码信宿4， 数字通信的优缺陷。长处：1、 抗干扰能力强，且噪声不积累；
2、2、 传播差错可控可以采用信道编码技术使误码率减少，提高传播的可靠性；3、 便于与多种数字终端接口，用现代计算机技术对信号进行解决、加工、变换、存储、形成综合业务网。4、 易于集成化,从而使通信设备微型化、且重量轻,成本低。5、 易于加密解决,且保密强度高。缺陷：1、 比模拟通信占用更宽的信道带宽。2、 数字通信对同步规定高,因而系统设备比较复杂。但是，随着新的带宽传播媒质的采用和超大规模继承电路的发展，数字通信的这些缺陷已经弱化。第三节：通信系统的分类1、 按照调制方式分:基带系统和调制(带通)系统2、 按照传播媒介有线通信系统和无线通信系统。3、 按照工作波段分类长波通信：30-0K中波通
3、信:300K-3MZ短波通信:3-30MHZ微波通信：300-300GHZ光通信：43T-00H第四节：通信方式1， 单工、半双工和全双工通信;单工:消息只能单方向传播的工作方式；广播,遥测,遥控等；半双工:通信双方都可以收发消息，但不能同步进行收和发的工作方式;一般对讲机;全双工：通信双方可以同步进行收发消息的工作方式;电话，手机通信。2， 并行传播和串行传播。并行：将代表信息的数据代码序列以成组的方式在两条或者两条以上的并行信道上同步传播；串行:将数据代码序列以串行方式一种码元接一种码元地在一条信道上传播。第五节：信号和频谱1， 信号分类；确知信号和随机信号：(确知是指可以预先懂得变化规律
4、的信号;随机称为不确知信号)周期信号和非周期信号(周期是定义在时间区上，每隔一段时间间隔按相似规律反复变化的信号。非周期是不具有反复性的信号）模拟信号和数字信号（信号参量的取值是持续的(不可数，无穷多),指信号的参量指也许取有限个、可数个值,如电报信号，计算机输入输出信号)基带信号和带通信号(基带指信号从零频开始到几兆赫兹,不适合通过无线信道传播；带通信号指通过调制后来的信号，又称已调信号 )无论模拟信号还是数字信号,都又基带信号和带通信号之分。因此,相应又数字（或模拟)基带传播系统和数字(或模拟）带通传播系统。2， 信号举例；正弦信号（也称正弦波） 是一种最基本的周期信号，3个参量描述：振幅
5、,周期或频率,相位。T1/ T:周期 ：频率正弦波的公式:(t）Asin（+）A为信号的最大振幅，为信号的角频率,单位为rad/s，为信号的初始相位。角度频率和频率的关系为 3， 时域和频域；时域角度，描述的是信号随时间变化的特性；频域角度，描述的是信号随频率变化的特性。在计算信号的带宽时,用振幅频率图。4， 频谱和带宽。信号频谱是指它所涉及的所有频率分量的集合，并且通过频域图表达。换句话说频谱就是描述信号幅度（或相位）随频率变化的关系图周期函数傅利叶级数 非周期函数傅利叶变换 随机信号功率谱实现信号带宽是指信号占有的频率范畴。等于信号的最高分量于最低频分量的频率差。B=fHL B为带宽 fH
6、信号的最高频率 fL为信号的最低频率模拟信号，其带宽应当不不小于它占用的的信道带宽,即信道带宽必须不小于信号带宽 *数字信号,它占用的信道带宽可以不不小于信号带宽,即信道带宽可以不不小于信号带宽(采样原理）第六节：信道和噪声1， 信道定义和分类;信道(chnn)是以传播媒质为基本的信号通道，根据信道特性,分为狭义和广义信道。狭义信道指多种出书媒质,如有线信道和无线信道。广义信道是除了涉及传播媒质外，还涉及通信系统有关的变换装置,如馈线,放大器等。2， 有线信道明线： 同轴电缆:对称电缆(双绞线电缆):屏蔽(SP）和非屏蔽(P）双绞线。光纤：长处,传播频带宽,传播容量大,抗干扰性好，保密性强，耐
7、腐蚀,成本低传播损耗低。3， 无线信道信号传播使用的是电磁波（无线电波）在空间传播来实现。地(面）波传播groud wav:2MHZ如下 几十到几千米 调幅广播方式天波传播sky wave:230MHZ 4000km电离层反射方式传播视线传播lineo siht：高于M 视线传播距离和收发天线的高度有关。-微波中继：每50km一种中继站，通过接力方式实现远程通信。卫星中继平流层通信 散射传播:传播媒体不均匀,使电磁波的传播产生向许多方向折射的现象。4， 信道噪声噪声：是一种不需要的、有害的电信号。能使模拟信号失真，数字信号发生错码,限制信息的传播速率。人为噪声:由人类的活动产生,如电钻和电气开
8、关瞬间导致的电火花；自然噪声:自然界中存在的多种电磁波辐射，如闪电，大气噪声内部噪声:通信设备中的电子元器件传播线等产生的噪声。热噪声是影响通信系统性能的重要因素。5， 信道容量:是指信道可以无差错传播的最大平均信息速率。调制信道:一种持续的信道(只简介这种）编码信道：一种离散的信道香农公式：对于带宽有限,平均功率有限的高斯白噪声持续信道的信道容量(C b/)为C=B log 2（1+S/N) B为信道带宽() S为信号功率（W） N为噪声功率()注意噪声功率N (）*噪声功率谱密度 n0(WH)= （单位相应换算W= * W/HZ）第七节:多路复用技术1， 频分复用(DM）按照频率来划分信道
9、的复用方式。信道带宽被分割成多种互相不重叠的频段（子信道)，每路信号占据一种子信道,各路之间必须留有未被使用的频带（保护频带）进行分隔,以避免重叠。2， 时分复用(D）是运用分时方式来实目前同一信道中传播多路信号的措施。DM的特点是各路信号在频率上是重叠的,在时间上是分开的。3， 码分复用各路信号码元在频谱上和时间上都是重叠的，但是不同顾客传播的信号是靠不同的正交编码序列来辨别。4， 波分复用光通信的复用技术，原理和频分复用类似。第八节：通信系统的性能指标评论一种通信系统的优劣性能指标涉及：有效性,可靠性,适应性,经济性,原则性和可维护性。1， 模拟通信系统的性能指标有效性用传播带宽B来度量。
10、模拟通信系统的可靠性一般用接受端最后输出信噪比S0/N0来度量，输出信噪比越高,通信可靠性就越好。2， 数字通信系统的行能指标数字通信系统的有效性可用传播速率和频带运用率来衡量。1）码元速率（波特率）：R1/T T表达周期,单位:波特(d）2） 信息速率（比特率）：RRB*log2M RB表达码元速率，表达码元进制数。单位:bits3)频带运用率:B/ R表达码元速率，表达频带带宽 单位:Bud/H 频带运用率: b/B 或者b=RB*logM /B 或 bb o2 B表达码元速率，B表达频带带宽单位：bit(H）4) 差错率衡量数字通信系统的可靠性。 误码率Pe:指接受错误码元数占总码元数的
11、比例。Pe=错误码元数传播总码元数 误信率Pb（误比特率）:指接受的错误比特数在传播总比特数中所占的比例 Pb错误比特数/传播总比特数例1：设A系统以bits的比特率传播2P调制信号的带宽为H,B系统以i/s的比特率传播4PSK调制信号的带宽为100HZ。试问：哪个系统更有效?解:两个传播速率相等的系统其传播效率并不一定相似。由于，真正衡量数字通信系统的有效性指标是频带运用率系统 b/=/bi/（*Hz）=1bit（s*)系统 =RbB000i/(sH)2i/(s*H)因此，B系统的有效性更好。例2:设某数字传播系统传送二进制码元的速率为1200au，试求该系统的信息速率;若该系统改为传送八进
12、制信号码元，码元速率不变，则这时系统的信息速率为多少?解：二进制:Rb=B*lM=1200* log2=00 it/s八进制:Rb=R*log2120 log2600 bis 例:已知某四进制数字传播系统的信息速率为240bi/,接受端在。5h内共收到26个错误码元，试计算该系统的误码率。解:码元速率=2400/lg2 4=1200 Baud误码率e=16/0.*6*0*10=1-4 (0.0001)(二）学习目的与规定通过本章节学习,理解通信系统的基本构成,熟悉通信系统中的信号类型、频谱与带宽；理解信道类型、信道噪声和信道容量；理解多路复用的基本概念;掌握通信系统的性能指标。本章重点:通信系
13、统的构成和性能指标。本章难点:信道噪声和信道容量。（三)考核知识点与考核规定1、通信系统的构成识记:通信系统一般模型，各个构成单元的重要功能数字通信系统模型,信源编码的功能数字通信的优缺陷2、通信系统的分类识记：按通信业务分类,按信号特性分类按传播媒体分类，按工作波段分类3、通信方式领略：单工、半双工和全双工通信,并能举例阐明。4、信号和频谱识记:周期信号和非周期信号的特性模拟信号和数字信号的区别基带信号和带通信号的关系应用：正弦波波的振幅、频率（或周期)的相位的含义,关系和计算。研究正弦的波的意义,研究信号频谱的意义信号带宽计算5、信道类型识记:有线信道的类型,无线信道中电磁波的传播方式。6、信道噪声和信道容量领略：噪声的种类和危害识记：香农公式7、多路复用技术领略:频分复用和时分复用的概念、特点和应用。、数字通信系统的性能指标识记：波特率RB、比特率R、频带运用率和误码率P的定义。应用:一种M进制码元所含信息量的计算波特率RB、比特率R、误码率P的计算关系式B*lg2M的应用。第二章 模拟信号数字化及其传播（一） 课程内容第一节 概述三个基本环节:1、 模/数转换 (A/)：把模拟信号变换为数字信号。2、 按数字传播措施-数字基带传播或数字调制传播3、 数模转换 （D/A):把数字信号变
