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通信原理(第一章)课件

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  • 卖家[上传人]:F****n
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  • 上传时间:2019-04-20
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    • 1、陈泽宗:C 13307118527,通信原理(第6版),作 者:樊昌信、曹丽娜 出版社:国防工业出版社,参考书: 1、现代通信原理 曹志刚、钱亚生。清华大学出版社 2、通信系统原理 沈振元、聂志泉。西安电子科技大学出版社,第一章 主要讲解,一、教学大纲内容 二、几点学习建议 三、通信发展简史 四、发展现状和趋势 五、通信系统模型 六、通信系统的分类及通信方式 七、通信系统的主要性能指标等基本概念,一、教学大纲内容,第一章:绪论 第二章:确知信号 第三章:随机过程 第四章:信 道 第五章:模拟调制系统 第六章:数字基带传输系统 第七章:数字带通传输系统 第八章:新型数字带通调制系统,一、教学大纲内容(续),第九章:模拟信号的数字传输 第十章:数字信号的最佳接收 : 确知信号的最佳接收问题及匹配滤波 第十一章:差错控制编码: 基本原理及线性分组码 第十二章:正交编码与伪随机序列: m序列及其应用(1.11.4) 第十三章:同步原理 第十四章:通信网,二、几点学习建议,基 础:“信号分析”、“随机过程”、“电子电路”(数模) 原理和性能: 注重基本概念和分析方法,抓住本质,然后上升到理论 熟

      2、悉基本特点和性能指标 理论实践相结合:强调基本原理和实现方案,系统的组成和整体性能 多练习 现场参观学习,三、通信发展简史,19世纪30年代: 莫尔斯实现有线电报通信方式 19世纪70年代: 电磁感应理论的形成和发展,发明了电话,形成了有线电话通信。 19世纪末: 利用电磁波幅射原理发明无线电报。 20世纪初: 电子管等器件开始出现,电报和电话通信获得了迅速的发展。较高水平的有线通信及长波、中波和短波一类的无线通信得到广泛的应用,三、通信发展简史(续),1948年: 晶体管出现,香农定理(Shannon),先后形成了“信号与噪声理论”、“滤波与预测理论”、“香农信息论”、“纠错编码理论”以及“信号统计特性与信源编码理论”等等。 1970-1980: 大规模集成电路、商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统、微处理机等迅速发展 1980年以后: 超大规模集成电路、长波长光纤通信系统广泛应用、综合业务数字网迅速崛起,四、发展现状和趋势,电缆通信: 主要采用模拟单边带调制和频分多路复用(SSBFDM),有逐渐被光纤电缆取代的趋势。 微波中继通信: 主要采用SSB/FM/FDM调制方式,由于

      3、架设方便、容量大,仍将是长途通信的一个重要传输手段。 光纤通信: 容量大、成本低、不怕电磁干扰、节约大量有色金属和能源。自1977年以来发展极为迅速,新器件、新工艺、新技术不断涌现,性能日臻完善。主要发展方向是单模长波长光纤通信、大容量数字传输技术和相干光通信,四、发展现状和趋势(续),卫星通信: 特点:通信距离远,覆盖面积大,不受地形条件限制,传输容量大,建设周期短,可靠性高。已成为国际通信的主要传输手段。 发展方向:也是数字调制、时分多路和时分多址。卫星通信正向更高频段发展、采用多波束卫星和星上处理等新技术,地面系统的主要发展趋势是小型化。近年来蓬勃发展的VSAT(甚小口径终端)小站技术集中反映了调制解调、纠错编码译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的进步。,四、发展现状和趋势(续),移动通信 现代通信中发展最为迅速的一种通信手段,近十年来,在微电子技术和计算机技术的推动下,移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个有线、无线融为一体,固定、移动相互连通的全国规模的通信系统。在电信工业中,移动通信设备所占比例已名列

      4、第三,仅次于电话、数据通信。 发展方向是数字化、微型化和标准化。目前世界上存在多种不向的技术体制,互不兼容,急需标准化。数字化的关键是调制方式、纠错编码和数字电话语音编码方式的确定。微型化的目标是研制重量仅数十克的个人携带的移动电话,四、发展现状和趋势(续),通信专家预言: 面向21世纪的通信技术将朝着网络化和个人化的方向发展,实现全球化、个人化、信息综合化,五、通信系统模型,通信:信息的传输和交换 一般通信系统模型:,信 源,发送设备,接收设备,信宿,噪声,六、通信系统的分类及通信方式(),由传输信号的性质来划分: 、模拟通信系统 又分为模拟基带、频带传输系统 、数字通信系统 又分为模拟基带、频带传输系统 、模拟信号的数字传输系统 又分为模拟基带、频带传输系统 何为基带、频带信号?,六、通信系统的分类及通信方式(),模拟通信系统模型(图1-2),信 源,调制器,解调器,信宿,噪声,各部件的功能? 优缺点?,六、通信系统的分类及通信方式(),数字频带通信系统模型(图1-a),信 源,编码器,信宿,噪声,加密器,解密器,解码器,调制器,解调器,各部件的功能? 数字基带通信系统模型(图1-

      5、b),六、通信系统的分类及通信方式(),数字通信系统的优点 、抗噪声性能好,接力通信时能消除噪声的积累 、数字通信中可以采用信道编码技术使误码率降低,即传输差错可以控制 、数字通信便于加密 、数字信号便于用现代数字技术进行处理、存贮、交换,便于和计算机等联接 、可以综合传递各种消息。 、高度的灵活性和通用性,便于集成化、微型化 主要缺点: 占用的频带比较宽,六、通信系统的分类及通信方式(),按消息的物理特征分类: 电报、电话、数据、图象通信系统等 按调制方式分类: 连续波调制 、线性调制:AM、SSB、DSB、VSB 、非线性调制:FM、PM 、数字调制:ASK、FSK、PSK、DPSK、QAM、MSK 脉冲调制 脉冲模拟调制:PAM、PDM、PPM 脉冲数字调制:PCM、DM、DPCM、ADPCM 按传输媒体分类:有线和无线 按信号复用分式分类:频分、时分、码分复用,六、通信系统的分类及通信方式(),按消息传送的方向和时间关系: 单工、半双工、全双工 按信号码元排列方式: 串序(行)、并序(行) 按通信对象: 专线、通信网,七、性能指标等基本概念 (),信息量的性质: 、消息中所含信

      6、息量I是出现此消息概率的函数 、消息出现的概率越小,所含信息量越大 、若干独立消息之和的信息量应该是每个消息所含信息量的线性叠加,即信息具有相加性。 哈特莱首先提出来信息量的定义: 设消息x出现的概率是P(x),则该消息x所含的信息量为,七、性能指标等基本概念 (),假设某一消息由一串符号,则根据信息相加性概念,整个消息所含的信息量为:,且各符号的出现互相统计独立,其出现的概率分别为,构成,,其中,是符号,在消息中出现的次数,七、性能指标等基本概念 (),为简化计算信息量,引入平均信息量概念 平均信息量:,假设某一消息由一串符号,则定义每个符号所含信息量的统计平均值叫平均信息量(又叫信息源的熵):,构成,,且各符号的出现互相统计独立,其出现的概率分别为,例.4.1,七、性能指标等基本概念 (4) 模拟通信系统的主要性能指标,有效性:消息传输的速度。使单位时间内传输更多的消息或一定频带范围内传输更多的消息 可靠性:信噪功率比、失真度、均方误差。 信噪功率比越大,通信质量越高。 一般无线通信,S/N26dB,听清95以上,S/N40dB 电视节目,看起来很清楚,S/N 40一60 dB 原

      7、因:传输及处理过程中引起的失真、各种干扰、噪声决定,七、性能指标等基本概念 (5) 数字通信系统的主要性能指标,有效性: 码元速率RB :单位为波特 。 信息速率Rb :单位为比特/秒。 N进制下,信息速率和码元速率的关系为: RbN = RBN log2N (bit/s),频带利用率:单位频带内的传输速率 =符号传输速率/频带宽度(B/Hz) Rb越大,有效性越好,误码率Pe越小,可靠性越高 如何提高数字通信的有效性和可靠性是最主要的问题。,可靠性:各种干扰 、噪声 、调制和解调方式,七、性能指标等基本概念 (6) 性能指标的例子,一个二进制数字信号一分钟传送了18000bit的信息量 (1)其码元速率多大? (2)如果每分钟传送的信息量仍为18000bit,但改用8进制数字信号, 其码元速率多大?,(1)码元速率,(2)根据RbN = RBN log2N (bit/s) 8进制数字信号, 其码元速率:,七、数字通信系统主要部分 (7),信源编码与解码:为提高有效性,减少原信息多余度,进行压缩信号频带的编码 加密与解密:人为地将输入明文数字序列进行扰乱 信道编码与解码:为提高通信抗干扰能力,尽可能地控制差错 调制与解调:把各种数字信息脉冲转换成适于信道传输的调制信号波形 多路与多址 :频分、时分、码分、空分和极化波分 信道与噪声:消除或补偿信道引起的信号失真、尽可能地抑制和减小噪声的不良影响 同步与数字复接:复接就是依据时分复用基本原理完成码流合并,作 业,第1章作业: 思考题:1-1、1-9、1-10 习 题:1-2、1-4、1-6 补充: 第2章习题: 思考题:2-2,2-5,2-7 习 题:2-5,2-9,

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