通信原理-第一章精品PPT课件

模拟调制
信号数字：ASK、FSK、PSK、DPSK 数字调制
信号模拟：PAM、PDM、PPM 脉冲模拟调制 脉冲调制
信号数字：PCM 、 ∆M 等 脉冲数字调制
Байду номын сангаас
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
I
log2
1 p( x1 )
log 2
1 12
1
bit
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( x1 )=p (x2 )=┅ =1/M
1 I log2 1 M log2 M 从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现
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。
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。
1.3 通信系统的分类及通信方式
1.3.1 通信系统分类
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
两类
正弦波调制
信号模拟 AM、DSB、SSB、VSB FM、PM
5、网的结构：环型，星型，总线型，复合型，网型
6、网的组成: 以电话网为例
框图
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？
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
1.4.3
H ( X ) p( x1 )[_ log 2 p( x1 )] p( x2 )[_ log 2 p( x2 )] p( xn )[_ log 2 p( xn )]
∑n
_ p( xi ) log2 p( xi )
i 1
例子
连续消息的信息量
用概率密度来描述 f (x)
∞
平均信息 H ( X ) ∫f ( x) loge f ( x) dx
所以M 是波形数，p (xi ) =P 是每一波形出现的概率
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
xi 对应 p( xi )
x1
x2 xn
p(
x1
)
p( x2 )
p( xn )
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
定义信息源的熵 H(X )
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
解：方法一
0出现 23次：I0
23 log2
1 38
33
bit
2出现
13次：I 2
13
log 2
1 14
26
bit
1出现
14次：I1
14
log 2
1 14
28
bit
3出现
7次：I 3
7
log 2
1 18
21
bit
总 I ' I0 I1 I2 I3 108 bit
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。
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
1.4 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 信息：消息中有意义的内容，消息理解为信源 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
对由若干个相互独立事件构成消息，有： I [p(x1 ) p(x2 )… ] = I [ p(x1 )] + I [ p(x2 )] + … （2）
1.3.2 通信方式
单工、半双工、全双工 单工：单方向传输（一点发、一点收）。例如遥控 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 全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话
数字通信 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。 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
∵ I 与 P(x ) 间的关系必满足（1）、（2）
∴
I
=
loga
1
p(x)
=-
loga p(x)
取 a = 2 I：bit 比特 取 a = e I：net 奈特 取 a = 10 I：哈特莱
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 (x1 )=p (x2 )= 1/2
_∞
例：信息源有四个符号 组成：0、1、2、3，它们出现的概率分别 为 3，1，1，1， 8448
且每个信息量相互独立 ，求某个信息 201'020'130' 213'001' 203' 210'100'321
010'023'102'002'010'312'032'100'120'210 的信息量
1.1.1 基本概念
1、通信: 完成信息的转换和传输。
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。