单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章,绪 论,主要内容,：,通信系统的基本概念及模型。,通信网的基本概念。,通信系统的技术指标。,重,点,：,通信系统模型。,通信系统的任务。,信号在传输过程中的无失真分析思路。,第一章 绪 论 主要内容：重点：,1,1.1 引言,1.2 通信系统的组成,1.3 通信系统的分类及通信方式,1.4 信息及其度量,1.5 主要性能指标,1.1 引言1.2 通信系统的组成1.3 通信系统的分,2,信道,交 换 机,电话网结构示意图:,为用户,构成网的基本要素：,终端设备，传输链路，交换设备。（硬件）,交 换 机,终端,终端,噪声,局间传输,局内传输,局内传输,信道 交 换 机电话网结构示意图:,3,1.1 引 言,2、通信系统：以电信号作为信息转换和传输系统。,它只能为两个用户之间提供单方向的信息传递。,（点对点的单向传输）,3、电信网：多用户通信系统互联的通信体系。,（多点中的任意两点间的双向传输）,4、通信网：包括电信网，CATV网，计算机网，移动通信网，广播电视网等。,5、网的结构：环型，星型，总线型，复合型，网型,1.1.1 基本概念,1、通信:完成信息的转换和传输。,6、网的组成:以电话网为例,框图,1.1 引 言2、通信系统：以电信号作为信息转换和传,4,问 题,1、什么形式的电信号适合系统传输？,2、何种性能的系统能完成信号的传输？,问 题1、什么形式的电信号适合系统传输？,5,通信系统总模型：,通信系统由四部分组成。,通信原理的讨论是围绕通信系统的模型而展开的,根据具体的通信形式有具体的系统模型与之对应,各处的噪声之和,信号源,发送设备,信 道,接收设备,受信者,噪声源,发送端,接收端,通信系统总模型：通信系统由四部分组成。各处的噪声之和,6,模拟系统框图：,信号源,调制器,解调器,受信者,噪声源,信 道,基 带 信 号,频 带 信 号,模拟系统框图：信号源调制器解调器受信者噪声源信,7,频带信号,基带信号,数字系统框图：,编 码 器,噪 声 源,加 密 器,信 息 源,调 制 器,信 道,受 信 者,解 密 器,译 码 器,解 调 器,注：缺省同步系统,。,频带信号基带信号数字系统框图：编 码 器,8,1.2 通信系统的组成,1.2.1,通信系统模型（总模型）,描述点对点的通信,框图,1.2.2 模拟通信与数字通信系统模型,1、模拟系统,框图,2、数字系统,框图,传输的信号是“离散”的,强调已调参量和基带信号之间的一一对应性。,数字通信的特点,1）数字信号传输中所受的干扰可通过差错控制编码控制并消除。,增加编码器、解码器,2）需要保密时可对基带信号人为“扰乱”加密、解密,3）传输中是按节拍逐个传送脉冲单元信号，称之为码元。,收发须同步控制：包括码元同步、帧同步、群同步等。,1.2 通信系统的组成1.2.1 通信系统模型（总,9,常用的方式分两大类：数字基带传输系统和数字调制系统,数字通信的优点：,1)数字传输的抗干扰能力强,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声的积累,2)传输差错可以控制,从而改善了传输质量,3)便于使用数字信号处理技术来对数字信息进行处理,4)数字信息易于作高保密性的加密处理,5)数字信息可以综合传递各种消息,使通信系统功能增强,其优点的实现是用占据更宽的系统频带而换得的。,在系统频带紧张的场合这将成为其缺点。,数字通信系统的具体模型也根据其设计方法有所不同,常用的方式分两大类：数字基带传输系统和数字调制系统数字通信的,10,1.3 通信系统的分类及通信方式,1、,按消息的物理特征分类（业务）,如电报、电话、数据、图像通信系统,2,、按调制方式分类,针对频带传输信号而言,数字信号：,PCM,、M 等 脉冲数字调制,AM、DSB、SSB,、,VSB,FM、PM,模拟调制,数字信号：,ASK、FSK、PSK、DPSK,数字调制,模拟信号,模拟信号：PAM、PDM、PPM 脉冲模拟调制,正弦波调制,脉冲调制,两类,1.3.1 通信系统分类,1.3 通信系统的分类及通信方式 1、按消息的物理特征分类,11,3、按信号特征分类,最常用分为模拟与数字通信系统两大类,4、按传输媒介分类,最常用分为有线（包括光纤）与无线,5、按信号复用方式分类,频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围,时分复用,：不同的信号占据不同的时间区间,码分复用：用一组包含正交码字的码组携带多路信息,3、按信号特征分类4、按传输媒介分类5、按信号复用方式分类频,12,1.3.2 通信方式,半双工：通信双方（两点）均能收发消息但,不能同时,收发。,例如无线对讲机,单工：单方向传输（一点发、一点收）。例如遥控,单工、半双工、全双工,1.3.2 通信方式半双工：通信双方（两点）均能收发消,13,全双工：通信双方（两点）,能同时,收发信号。例如电话,全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话,14,1.3.2 通信方式,串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输,它占用一条通路。适合远距离。,数字通信,1.3.2 通信方式串序传输：将数字信号按时间顺序一个,15,并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离,并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离,16,1.4 信息及其度量,1.4.1 信息的描述,传输信息的多少用信息量衡量,对由若干个相互独立事件构成消息，有：,I,p,(,x,1,),p,(,x,2,),=,I,p,(,x,1,),+I,p,(,x,2,),+,（2）,取,a=2,I：bit,比特,取,a=e,I：net,奈特,取,a=10,I：,哈特莱,由信息论知：消息出现的概率愈小，所包含的信息量愈大（1）,定义：,信息量为,I,、消息出现的概率为,p(x),则,I,=,p,(,x,),I,是,p,(,x,),函数,),(,log,),(,log,x,p,x,p,1,I,a,a,-,=,=,1.4 信息及其度量 1.4.1 信息的描述传,17,1.4.2 信息的度量,1、等概率,1）设有二进制，等概率出现的离散消息,0、1,消息,p,(,x,1,)=,p,(,x,2,)=,1/2,定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为 1 bit,2）对M进制，等概率出现的离散消息,0，1，2,M-1,消息,p,(,x,1,)=,p,(,x,2,),=,1/M,从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现,所以,M,是波形数，,p,(,x,i,)=,P,是每一波形出现的概率,1.4.2 信息的度量 1、等概率1）设有二,18,2、非等概率,设消息由,n,个相互独立的符号组成，称为符号集,且每个符号包含的信息量均不相等,所以用统计平均的方法来描述一个符号所含的信息量,例子,定义信息源的熵,H,(,X,),1.4.3 连续消息的信息量,用概率密度来描述,f(x),2、非等概率设消息由 n 个相互独立的符号组成，称为符号集且,19,解：,方法一,因消息共,57,个符号，一个符号含有算术平均信息量为,方法二,总,总,解：方法一因消息共57个符号，一个符号含有算术平均信息量为方,20,1.5 主要性能指标,1.5.1 模拟系统性能指标：,频带宽度,和,接收端输出信噪比,通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性,有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源,可靠性：指接收信息的准确程度,1.5.2 数字通信系统性能指标：,传输速率,和,差错率,1.5 主要性能指标 1.5.1 模拟系统性能,21,推广,1、,传输速率,：码元传输速率。又称码元速率或传码率,定义：每秒钟传送码元的数目。,不同进制的码元速率转换关系,已知,N,进制信号（），码元速率为 ，单位：符号/秒,若将其转化为二进制信号，码元速率为 ，单位：波特,则,2,、,差错率,：误码率、误信率,误码率 ：码元在传输系统中被传错的概率。即接收的错误码元数在传送总码元数中所占的比例,误信率：码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。即接收中丢失信息量在传送信息总量中所占的比例,1.5.2 数字通信系统性能指标：,传输速率,和,差错率,推广1、传输速率 ：码元传输速率。又称码元速率或传,22,推广：,定义：每秒钟传送的信息量。单位：,比特/秒,或,bit/s,或,bps,二进制 （bit/s）,N,进制 （bit/s）,信息传输速率,：,又称信息速率或传信率,八进制：,等概率时,则：,例：二进制：,则：等概率,推广：定义：每秒钟传送的信息量。单位：比特/秒,23,