通信原理第一章zjsPPT课件

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• 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
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 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。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
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2. 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中,若传输距离不太 远且通信容量不太大时, 数字基带信号 无需调制,可以直接传送,称之为数字 信号的基带传输,其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
2024/6/20
CP 第一章 绪论
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1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地, 其作用是把各种消 息转换成原始电信号,称之为消息信号或 基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等 各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源,输出的是模拟信号; • 数字信源,输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时, 信源编码器将其转换成数字信号,以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法:PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
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2) 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时,由于噪声、衰落以及 人为干扰等,将会引起差错。为了减少差错, 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分(监督元),组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测,一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
2024/6/20

通信原理第1章全书课件

通信原理第1章全书课件

“烽火戏诸侯”的故事就是古代应用光通信的见证,
它证明光通信在中国的应用至少可以追溯到公元前800
年。
二、鸿雁传书
“鸿雁传书”的典故,出自《汉书·苏武传》中“苏武牧羊”的故 事。据载,汉武帝天汉元年(公元前100年),汉朝使臣中郎将苏武出 使匈奴被鞮侯单于扣留,他英勇不屈,单于便将他流放到北海(今贝 加尔湖)无人区牧羊。19年后,汉昭帝继位,汉匈和好,结为姻亲。 汉朝使节来匈,要求放苏武回去,但单于不肯,却又说不出口,便谎 称苏武已经死去。后来,汉昭帝又派使节到匈奴,和苏武一起出使匈 奴并被扣留的副使常惠,通过禁卒的帮助,在一天晚上秘密会见了汉 使,把苏武的情况告诉了汉使,并想出一计,让汉使对单于讲:“汉 朝天子在上林苑打猎时,射到一只大雁,足上系着一封写在帛上的信, 上面写着苏武没死,而是在一个大泽中。”汉使听后非常高兴,就按 照常惠的话来责备单于。单于听后大为惊奇,却又无法抵赖,只好把 苏武放回。
8. 控制系统设计和测试。
MATLAB/SystemView 通信原理实验与系统仿真 (第2版) 曹雪虹 杨洁 童莹 编著 清华大学出版社
四、考查方式
• 综合成绩按照平时成绩占60%、期末卷面成绩占40% 算;
• 平时成绩包括签到、课堂互动、章节测验、作业等环 节;
• 期末卷面成绩做为期末成绩,题型分别为判断题、选 择题、填空题、综合题。判断题、选择题和填空题主 要源于学习通发布的章节测验,综合题主要源于课上 讲解的例题和课下布置的作业题;
古代通信
一、烽火传军情
“烽火”是我国古代用以传递边疆军事情报的一种 通信方法,始于商周,延至明清,相习几千年之久,其 中尤以汉代的烽火组织规模为大。在边防军事要塞或交 通要冲的高处,每隔一定距离建筑一高台,俗称烽火台, 亦称烽燧、墩堠、烟墩等。高台上有驻军守候,发现敌 人入侵,白天燃烧柴草以“燔烟”报警,夜间燃烧薪柴 以“举烽”(火光)报警。一台燃起烽烟,邻台见之也 相继举火,逐台传递,须臾千里,以达到报告敌情、调 兵遣将、求得援兵、克敌制胜的目的。

通信原理课件第一章.pptx

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第1章 绪 论
第三代移动通信系统是向未来个人通信发展的一个重要阶 段,具有里程碑和划时代的意义,让我们关注其发展态势, 迎接它的到来。
目前,我国电话网的规模和技术层次均有质的变化,已初 步建成了以光缆为主,微波、卫星综合利用,固定电话、移动 通信、多媒体通信多网并存,覆盖全国城乡,通达世界各地, 大容量、 高速度、 安全可靠的电信网。
通常,有线通信亦可进一步再分类,如明线通信、电缆通 信、光缆通信等。无线通信形式较多,常见的有微波通信、 短波通信、 移动通信、 卫星通信、 散射通信等。
第1章 绪 论
2. 按信道中传输的信号分类
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、 相位, 脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值, 且直接与消 息相对应的,称为模拟信号。 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(即可以取无限多个 值), 而不一定在时间上也连续这里指的某一参量是指我们关 心的并作为研究对象的那一参量,绝不是仅指时间参量。当然, 对于参量连续变化、时间上也连续变化的信号,毫无疑问是模 拟信号,如强弱连续变化的语言信号、亮度连续变化的电视图 像信号等都是模拟信号。
用途
音频、电话、数据终端、长距离导航、 时标
导航、信标、电力线通信
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
移动无线电话、短波广播、定点军用通 信、业余无线电 电视、调频广
播、空中管制、车辆通信、导航、集群 通信、无线寻呼
300MHz~3GHz
100 10cm
特高频
波导
电视、空间遥测、雷达导航、点对点通
UHF 分米波无线电
第1章 绪 论
1.2 通 信 的 概 念
1.2.1 通信的定义

通信原理课件第1章 绪论

通信原理课件第1章 绪论

2021/1/17
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1.2.3 数字通信系统模型
1.数字通信系统模型



数信















解译











宿



器器

噪声源
图1.3 数字频带通信系统模型 ★ 一般数字通信系统的收端要有同步的功能
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2. 数字通信的优点
(1) 抗干扰能力强,可多次再生,无噪声积累; (2)自动检错、纠错,降低误码率,提高传输质量; (3)便于对信息处理、变换、存储; (4)设备便于集成化、小型化; (5)便于加密处理,保密性好。
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(a)串行传输








(b)并行传输
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3.按同步方式分类
按同步方式的不同,可分为同步通信和异步通信。
同步通信——是指在约定的通信速率下, 发送端和接收 端的时钟信号频率始终保持一致。“同步通信”的通信 双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频 率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。 异步通信——是指通信中两个字符之间的时间间隔是不 固定的,而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
消息中所含信息量的大小与消息发生的概率有关。 一件事发生的概率愈小,愈使人感到意外的惊喜,在 这种情况下消息所含的信息量就愈大。 若消息出现的概率0,说明消息的信息量趋于无穷大; 若消息出现的概率1,说明消息的信息量为0。

通信原理ppt 第1章

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1.2.2 模拟通信系统模型
连续消息→原始电信 号 电信号→连续消息
基带信号→已调信号
已调信号→基带信号

两对重要变换: “连续消息↔原始电信号”,相应器件是信源和信宿。 “基带信号↔已调信号”,相应器件是调制器和解调器。

1.2.3 数字通信系统模型




信源编码(source coding):一是进行模/数(A/D)转换;二是去除 冗余信息,提高传输的有效性。解码(译码)是编码的逆过程。 信道编码:进行差错控制,提高传输的可靠性。(详见第8章) 数字调制与模拟调制的本质及原理相似,都是把基带信号加载到高频 载波上。解调是调制的逆过程。(详见第7章) 综上所述,在完成通信的过程中,将涉及以下主要通信技术: “编码、解码、调制、解调” 本书的重点就是介绍这些技术的原理、性能和应用。
1.3 通信系统的分类

通信系统可以从不同角度进行分类,常见分类如下。 用导线(如各种电缆) 以基带信号(未经 作为传输媒质。如有 信道中传输的 按信道信号特征分类 按传输媒质分类 按传输方式分类 按通信业务分类 线电视系统等。 调制的信号)作为 是模拟信号。 传输信号的系统。
模拟通信 数字通信 有线通信 无线通信 基带传输 带通传输


表1-1 模拟信号
信号类型与特征 数字信号 特征:信号的取值是离散的 例如:电报机、计算机输出的信号
特征:信号的取值是连续的 例如:电话机送出的语音信号,摄像机 输出的图像信号等
图1-2 模拟信号和数字信号示例

消息与电信号之间的转换,通常由传感器来实现。例如:

话筒(声音传感器)把声音转变成音频信号; 摄像机把图像转变成视频信号; 热敏电阻(温度传感器)把温度转变成电信号。

通信原理第01章绪论 ppt课件

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信道编码与译码目的:增强抗干扰能力 加密与解密目的:保证所传信息的安全 数字调制与解调目的:形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的:使收发两通端信的原理信第0号1章在绪论时间上保持步调一致
第1章 绪论
1.2.3 数字通信的特点
优点
抗干扰能力强,且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成,使通信设备微型化,重量轻 易于加密处理,且保密性好
在电通信系统中,消息的传递是通过电信号来实 现的。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源(简称信源):把各种消息转换成原始电信 号,如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
发送设备:产生适合于在信道中传输的信号。 信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理
串行/并行 转换器
优点:只需一条通信信道,节省线路铺设费用
缺点:速度慢,需要外加码组或字ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同步措施
其他分类方式:
同步通信和异步通信
(异步:发送帧首尾有标志;同步:发送端和接收端时间同步)
专线通信和网通信
通信原理第01章绪论
第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息:是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
度量信息量的原则
能度量任何消息,并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关
【例】 “某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这 条消息包含有更多的信息。
上例表明: 消息所表达的事件越不可能发生,信息量就越大。
通信原理第01章绪论
第1章 绪论

通信系统原理第一章PPT课件

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通信系统原理 第一章
第一章 序论
• 通信发展历史:远古----非电通信
数字通信:旗语,烽火台(光通信?)等等
• 近代:电通信 1844 Morse;1876: Bell; 1894:Lodge(wireless);
1900:Marconi;1937:Reeves(PCM);1948:Shannon;1958:IC;60:Elect.Tel.S witching System;1965:Satellite;1972: Cellular Telephone(Motorola);1976:PC;80:Optical fiber;90:DWDM +SDH+Wireless;
• 信息速率Rb(比特率,bit rate):信源每秒钟发出的平 均比特数。单位:bps or bit/sec
• 码元速率和比特速率的关系:1个码元可以含多比特或小 于1个比特的信息,因此一般情况下码元速率与比特速率 在数值上是不等的。
• 例:四进制等概分布情况下,一个码元含二比特的信息 量。在数值上我们有Rb =2RB. 二进制时,在等概情况下,Rb =RB。也就是说只有在二进 制等概分布时才有码元速率和比特速率在数值上相同。
4. 通信系统的主要性能指标
• 性能指标
质量指标:是整个通信系统的综合评估
• 通信系统:有效性,可靠性,适应性,标准性,经济性, 可维护性和友好性
• 但从根本来说,通信系统的目的是将信息从信源传递到信 宿,因此可靠性(质量)和有效性(传输效率)是首先要 考虑的。
• 模拟通信系统的评估:可靠性:发与收信号的差异程度---均方误差(噪声的影响,系统的不完善因素)
有效性:消息中所含的信息量,单位时间可传递的信息量 多少。
• 数字通信系统:信息传输速率和发生差错的概率(误码概 率)

《通信原理》课件第1章

《通信原理》课件第1章

2. 串行传输采用的是单一信道,数字码元按顺序逐个传送, 远程通信均采用这种方式。串行传输如图1.3.7(a)所示。在这 种通信方式中, 收、发双方必须保持位同步和字同步,否则 就不能在接收端正确恢复原始信息。这种传输方式是实际通 信系统中比较常用的一种方式,其造价低但传输速度慢。 长
由于消息存在着许多不同的类型以及不同的传输方法, 因此产生了种类繁多的通信系统。
为了分析消息传输的实质,可以把各类通信系统共性及 基本组成概括为一个一般模型。不管何种通信系统,信息总 是由发送端通过信道传递到接收端的。因此,通信系统的一 般模型如图1.2.3
图1.2.3 通信系统的一般模型
信源的作用是产生(形成)消息。消息可以是多种多样的, 可以是语音、图像、数据、文字、符号等等。信源可以是有 次序的符号序列,也可以是连续变换的时间函数,前者我们 称为数字信号,后者称为模拟信号。传输模拟信号的通信系 统,称为模拟通信系统,相应地,传输数字信号的通信系统,
4. 根据信号传输媒介的不同可将通信系统分成两大类。信 通信系统、光纤通信系统、有线电视系统等; 信号通过自由空间传输的通信系统称为无线通信系统, GSM通信系统、微波接力通信系统、卫星通信系统、无
5. 根据传输多路信号的信道复用方式可将通信系统分为频 分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)和波分复 用(WDM) 通信系统。传统的模拟通信系统中大都采用频分 复用方式,数字通信系统中采用时分复用方式,空间扩频、 移动通信和卫星通信中采用码分复用方式,而光纤通信系统
如图1.3.1(b)所示,它是对图1.3.1(a)的模拟信号每隔时间 T抽样一次所得到的信号。虽然其波形在时间上是不连续的, 但其幅度取值是连续的,所以仍是模拟信号,称之为脉冲幅 度调制(PAM,简称脉幅调制)信号。数字信号指幅度的取值 是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内,如图1.3.1(c) 所示。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响
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二 通信系统
1.消息
消息是物质或精神状态的一种反映,在不同的时期有不同的表现形式。
例如:文字、数据…、话音、音乐、图形、图象… 前者称为离散消息—消
息的状态是可数或离散的;后者称为连续消码息元—消息的状态是连续变化的
2.信息
消息的有效内容。不同消息t可有相同内容
t
3.信号
信号是消息传递的物质载体,与消息一一对应的电参数。消息是寄托
塞缪尔·莫尔斯
(Samuel Finley Breese Morse,1791~1872)
一名成功的画家。 1826年至1842年任美 国画家协会主席
在一次远洋旅途中,莫尔斯结 识了杰克逊医生(一位电学博士)。 闲聊中谈到电磁感应现象从此, 莫尔斯走上了科学发明的崎岖道 路。终于在1837年9月4日,莫尔 斯制造出了一台电报机
在号;电若信该号的参某量一是个连参续量取上值,的若则该称t参连量续是信离号散或取模值拟的信就号称离散信号或数字信t 4.通信系统
传输信息所需的一切技术设备的总称
三 通信的发展简史
1.第一阶段 - 信号、语言
古代通信的起源 —烽火戏诸侯
相传,周幽王为博取爱妃褒 姒一笑,曾在骊山烽火台举烽 火戏弄诸侯。而当犬戎攻入骊 山,幽王再次下令点燃烽火时, 各诸侯却无人来救,幽王被杀, 褒姒被掳,西周灭亡
一 什么叫通信?
1.传统的理解
信息的传输。通信的目的就是传递消息中所包含的信息
2.现代通信
一般是指“电通信”,通常以语音、图象、数据为媒体,通过电信号 (光信号)将信息由一个地方传到另一个地方
通信包括传输、复用、交换和网络等四大技术,本课程主要涉及传输 原理
3.电通信
消息的传递通过电信号来实现。用电信号携带所要传递的信息,然后 经过各种电信道进行传输,达到通信的目的
1948 晶体管 香农通信统计理论建立 1950 时分多路通信 应用于电话 1956 越洋电话铺设 1957 第一颗人造卫星发射 1958 第一颗通信卫星发射 1960 激光发明 1961 集成电路发明 1962 第一颗同步通信卫星 PCM实用 1960 彩电 数字传输理论 高速计算机 1970 LSI 商用卫星 程控交换 光纤通讯 1980 SLSI 长波光纤通信 ISDN 3G
通信原理
郑建生
wdzjs@
第1章 绪 论
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
第1章 绪 论
Байду номын сангаас
主要内容:
重点内容:
通信的基本概念
通信系统组成
信息及其度量
信息量及其计算
通信系统的性能指标 性能指标定义及计算
1.1 引 言
其后不到6年,意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现了无线电 传播。无线电报(1894年)、无线电广播(1906年)、无线电导航(1911年)、 无线电话(1916年)、短波通讯(1921年)、无线电传真(1923年)、电视 (1929年)、微波通讯(1933年)、雷达(1935年)以及遥控、遥感、卫星通 讯、射电天文学……它们使整个世界面貌发生了深刻的变化
贝尔
Bell,Alexander Graham(1847~1922)
1876年3月 10日历史上最伟 大的发明之一电 话诞生了。“沃 森先生,请立刻 过来,我需要帮 助。”这是贝尔 通过电话传出的 第一句话
1847年 3 月3 日生于英国苏格兰爱丁堡, 1873 年被聘为美国波士顿大学发声生理学教授。 当时电报已很发达,贝尔研究利用一条线路进行多 路电报通信的实验。在实验过程中,他萌发在电报 线路上通话的设想
1864年他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》,从几个基本 实验事实出发,运用场论的观点,以演绎法建立了系统的电磁理论
1873年出版的《电学和磁学论》一书是集电磁学大成的划时代 著作,全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研究成果,建立 了完整的电磁理论体系。这是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学 原理》、达尔文的《物种起源》和赖尔的《地质学原理》相媲美的 里程碑式的著作
马可尼
G. Marconi(1874~ 1937年)
1844年5月24日,在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里, 莫尔斯发出人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等的奇迹!”
麦克斯韦
1862年31岁,发表了第二篇论文《论 物理力线》,进一步发展了法拉第的思想, 扩充到磁场变化产生电场,而且得到了新的 结果:电场变化产生磁场,由此预言了电磁 波的存在,并证明了这种波的速度等于光速, 揭示了光的电磁本质
毕升

北宋杭州著名印刷匠,他于1041~ 1051年间,创制了一套胶泥活字,发明 了活字印刷、木活字排版;还采用两块 铁板互换,一版印刷,另一版排版,印 刷效率大为提高。毕升的活字印刷,包 括了造活字、排版和拆版一整套完备的 过程,其原理和今天铅字排印基本相同
3.第三阶段—电气通信
1838 莫尔斯 有线电报 1864 麦克斯韦尔 电磁辐射方程 1876 贝尔 电话 1896 马克尼 无线电报 1906 真空管 1918 调幅广播 超外差接收机 1925 三路明线载波电话 多路通信 1936 调频广播 1937 脉冲编码调制PCM 1938 电视广播 1940 二战刺激 雷达和微波系统
2.第二阶段-文字、印刷、邮政
运动通信
蔡伦
字敬仲(?~ 公元121年)
蔡伦,东汉桂阳(今湖南耒阳市) 人,中国“蔡侯纸”的发明者。元兴 元年 (公元105年)用树皮、麻头、破 布、旧鱼网造出了达到书写实用水平 的植物纤维纸,成为中国古代四大发 明之一。安帝元初元年(公元114年)封 为龙亭侯。建光元年(公元121年)因宫 廷斗争被迫服毒自尽
1876年在J.亨利的鼓励和T.A.沃森的协助下, 经过反复实验,终于试验电话通话成功
1878年贝尔和沃森成功的在相距 300KM的波 士顿和纽约之间作了长途电话通话公开实验,三个 月后他成立了贝尔电话公司,从此电话得到了迅速 发展
赫兹
短命的物理学家,1894年逝世时仅37岁
1886年29岁时做了关于电磁波的实验发 现了电磁波,为无线电技术的发展开拓了新 的道路,构成了现代文明的骨架,后人为了 纪念他,把频率的单位定为赫兹
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