通信原理总复习

2 数字基带信号的传输码型
数字基带信号
所谓数字基带信号（简称基带信号），就是消息代码 的电波形。

数字基带信号的主要要求:
传输码型的选择：对各种代码的要求，期望将原始信息 符号编制成适合于传输用的码型。常用码型有：单极性NRZ （Non Return Zero）码、双极性（BNRZ）码、单极性归零 （RZ）码、双极性归零（BRZ）码、差分码、多电平码、AMI、 CMI、Miller码、分相码（Manchester）、HDB3码等。 基带脉冲波形的选择：对所选码型的电波形要求，期望 电波形适宜于在信道中传输。根据实际需要，组成基带信 号的单个码元波形可以是矩形，升余弦形，高斯形以及半 余弦脉冲等多种。



有效性是指消息传输的“速度”问题 可靠性主要是指消息的传输的“质量”问题
一、有效性指标
(1) 信息传输速率

信道的传输速率是以每秒钟所传输的 信息量来衡量的。符号为Rb ，单位比特/ 秒，（bit/s或bps）。
(2) 符号传输速率

符号传输速率也叫码元速率RB 。它是 指单位时间内所传输码元的数目，其单位 为“波特”(Bd)。

2 数字基带信号的传输码型（续）
基带信号传输码型的选取原则 传输的码型不应含有直流分量，且低频成分和过高的 频率成分也不易太多（通过分析频谱图即可看出信号含 有的频率成分） 为使收发同步，传输的码型中应含有时钟信息 传输的码型与信息源的统计特性无关 传输码应具有一定的检错、纠错能力 码型的转换设备应简单易于实现 良好的功率谱特性：所选码型、波形序列的功率谱主 瓣窄、收敛快，以节省传输带宽、减少ISI；
当今通信的热点(2)
多媒体通信 • 多媒体通信是当今热门话题，其传媒信息量大， 演变出许多应用。如可视电话Video phone、Video Conference、虚拟现实Virtual Reality、视频点播Video On Demand、语音邮件Voice Mail、多媒体检索Multimedia Document Retrieval、远程教学Multimedia Tele-teaching 等，有的已开始应用，有的正处于襁褓时期，可以预见这些 技术将渗透社会各角落。 用户数据接入
一、有效性指标
(1) 信息传输速率

信道的传输速率是以每秒钟所传输的 信息量来衡量的。符号为Rb ，单位比特/ 秒，（bit/s或bps）。
(2) 符号传输速率

符号传输速率也叫码元速率RB 。它是 指单位时间内所传输码元的数目，其单位 为“波特”(Bd)。

多进制的进制数与等效对应的二 进制码元数的关系为：
若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须 用功率谱描述。 sm t 调制器模型 m t

A0

cos c t
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波形图

由波形可以看出，当满足条件： |m(t)| A0
m t
t
时，其包络与调制信号波形相同，
因此用包络检波法很容易恢复出原 始调制信号。

A 0 mt
移动通信 第一代通信为模拟方式，应用在80年代中期。90年代 ，基于TDM的北美D-AMPS和欧洲的GSM相继问世，接着出现 了基于码分多址CDMA的移动手机。第三代宽带码分多址移 动通信系统1MT2000已出现，其主要特点是提供全球无缝 覆盖与漫游；提供数据速率为2Mbps的多媒体业务、可智 能化网相连接。


单工通信：消息只能单向传输，如：遥测 半双工通信：指通信双方都能收发消息，但不能同时进行，如：使用同一载频工作 的无线电机。 全双工通信：指通信双方可同时进行收发消息的工作方式，如普通电话。 通信方式示意图如图1.14所示。
正向数据信道
正向数据信道
发 端
反向信道
收 端
发 端
反向信道
收 端
t
载波
否则，出现“过调幅”现象。这时用
包络检波将发生失真。但是，可以 采用其他的解调方法，如同步检波。
t
sAM t
t
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AM信号的解调方式 相干解调

相干解调器的一般模型
sm t

sp t
LPF
sd t
c t cos ct


相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端 必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的 本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后， 经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信
图1.1 通信系统模型


模型中各部分功能如下：

(1) 信源
信源是指发出信息的信息源，或简单地说是 信息的发出者。

(2) 发送设备

发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介 匹配起来，即将信息源产生的消息信号变换为 便于传送的信号形式，送往传输媒介。

(3) 信道

信道是信号传输媒介的总称。
N=2n

式中，M是进制数；n是二进制 码元数。因此，信息传输速率与符 号传输速率的关系是
Rb=RB· log2N
(3) 频带利用率

频带利用率是指单位频带内 的传输速率。

一个二进制数字信号，一分钟传递 18000bit信息量，求码元速率，如果每分 钟传递信息量仍为18000bit，但改用八进 制数字信号，求其码元速率。

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调幅（AM）

时域表示式 sAM (t ) [ A0 m(t )]cos ct A0 cos ct m(t )cos ct
式中 m(t) － 调制信号，均值为0； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。 频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为
1 S AM ( ) A0 [ ( c ) ( c )] [ M ( c ) M ( c )] 2
图1.2 模拟信号示例
•若电信号的某一参量 是离散取值，称为数字 信号。如：电传机、电 报等输出的信号。 •数字信号，又称离散 信号，不仅在时间上， 而且在幅度上也是离散 的。其特点是：幅值被 限制在有限个数值之内， 它不是连续的，而是离 散的。
图1.3 数字信号示例
通信方式

关于点对点通信，按传送方向与时间关系，通信方 式可分为：
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调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。

把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现 信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还 可实现传输带宽与信噪比之间的互换。


调制方式 模拟调制 数字调制 常见的模拟调制 幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制：频率调制、相位调制
基带脉冲 信道信号 形成器 输入
信道
1 数字信号基带传输的概 念
接收 滤波器
抽样 判决器
基带脉冲 输出
干扰 图 数字基带传输系统的基本结构
信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号； 信道可以是允许基带信号通过的媒质；接收滤波器是用 来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰的；抽样 判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。
信息是指消息中包含的有意义的内容，它是通过信号来表 达的。

为传递消息，各种消息需要转换成电信号。 信号是指随时间变化的物理量。信号是信息的载体。 根据信号物理参量基本特征的不同，信号可以分为两大类： 模拟信号和数字信号。
如果电信号的某 一参量连续取值， 称为模拟信号。如： 普通电话机等输出 的信号。 模拟信号是时间 和幅度都为连续值 的信号， 其特点是 幅度上连续。

1 数字信号基带传输的概 念
数字基带传输系统 简单说，基带传输系统是指不使用调制和解调装置而 直接传输数字基带信号的系统。即在发端，首先将源符 号进行信源编码；之后根据信道状况，选用一定码型及 波形代表各编码符号，构成数字基带码流；最后进入基 带信道进行数字传输。
影响数字基带传输可靠性的主要原因 高斯白噪声带来的加性干扰 限带传输引起的码间干扰（ISI）

(4) 接收设备

接收设备的作用是将从信道上接收的 信号变换成信息接收者可以接收的信息。

(5) 信宿

信宿是指信息传送的终点，也就是信 息接收者。

(6) 噪声源

噪声源并不是一个人为实现的实体， 但在实际通信系统中又是客观存在的。
二、

信息及信号
信息：客观事物存在的状态及其随时间所发生变化的反映。
号。
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模拟调制系统中幅度调制方式有哪些？角 度调制方式有哪些？
数字信号基带传输的概念 简单说，基带传输系统是指不使用调制和解调装置而直 接传输数字基带信号的系统。即在发端，首先将源符号进 行信源编码；之后根据信道状况，选用一定码型及波形代 表各编码符号，构成数字基带码流；最后进入基带信道进 行数字传输。
第二讲 信 道


第一节 信道的分类
第二节 有线信道 第三节 无线信道 第四节 信道容量
2.2有线信道
有线信道：是通信网中最常用的信道，其中 有明线、双绞线、对称电缆、同轴电缆、光 纤等。数字通信最早是以有线信道为基础的 。 特点:传输性能稳定可靠、噪声电平低、保密 性好。 （p10-11） 1.明线信道 2.双绞线信道 3.电缆信道 4.光纤信道
（单工通信）
正向数据信道
（半双工通信）
发端 （全双工通信）
图1.14 通信方式示意图
收端
第四节 主要性能指标

性能指标:即质量指标，它们是对整个系统综 合提出和规定的，用以衡量系统的质量优劣。