通信系統(tǒng)原理(1)

1、12信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲3信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲概率論與統(tǒng)計(jì)率失真理論信源編碼密碼理論信號處理調(diào)制理論 信道編碼電磁場與電波傳播理論隨機(jī)過程 隨機(jī)信號信號處理解調(diào)理論 差錯控制編碼濾波理論密碼理論信號與系統(tǒng)、電路分析、通信電子線路、同步、通信網(wǎng)45 通信通信-將含有信息的消息有效而可靠地由一將含有信息的消息有效而可靠地由一地傳輸?shù)搅硪坏氐倪^程。（跨越時間和地點(diǎn)）地傳輸?shù)搅硪坏氐倪^程。（跨越時間和地點(diǎn)） 目的：傳輸含有信息的消息目的：傳輸含有信息的消息 信息：人們待知的消息。信息：人們待知的消息。 消息：用以表達(dá)信息的某種物理形式。消息：用以表達(dá)信息的某種物理形式。 信號：

2、承載消息的某種物理形式。信號：承載消息的某種物理形式。 對通信的要求：對通信的要求： 可靠可靠-盡可能準(zhǔn)確無誤盡可能準(zhǔn)確無誤（接受信息的準(zhǔn)確度） 有效有效-盡可能多而快盡可能多而快（給定信道內(nèi)傳輸?shù)牧浚? 定義定義1-1-實(shí)現(xiàn)這一變換過程的所有設(shè)備和實(shí)現(xiàn)這一變換過程的所有設(shè)備和 機(jī)構(gòu)的總體稱通信系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)的總體稱通信系統(tǒng)。 定義定義2-2-完成信息的傳輸和處理的基完成信息的傳輸和處理的基 本單元的集合稱通信系統(tǒng)。本單元的集合稱通信系統(tǒng)。信源信源信宿信宿發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備信道信道接收設(shè)備接收設(shè)備噪源噪源78v定義定義( (模擬通信模擬通信) )v信道傳輸模擬信號信道傳輸模擬信號v模擬信號模擬信號

3、v模型模型基本問題基本問題910數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型發(fā)送端接收端信 源信道編碼調(diào) 制信 道壓縮編碼解 調(diào)信 宿保密解碼信道解碼壓縮解碼保密編碼噪 聲同 步信源編碼信源解碼11模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型發(fā)送端接收端噪 聲調(diào) 制信 道解 調(diào)信 宿信 源121314適 應(yīng) 性被被 傳傳 信信 號號的的 有有 效效 頻頻 帶帶是是 否否充充 分分 利利 用用信信 道道 資資 源源模模 擬擬 通通 信信 的的 有有 效效 性性( ( 數(shù)數(shù) 碼碼 率率 ) )碼碼 元元傳傳 輸輸 速速 率率( ( 傳傳 信信 率率 ) )信信 息息傳傳 輸輸 速速 率率數(shù)數(shù) 字字 通通 信信 的的 有有

4、 效效 性性有有 效效 性性經(jīng) 濟(jì) 性解解 調(diào)調(diào) 器器輸輸 出出信信 噪噪 比比調(diào)調(diào) 制制 制制 度度增增 益益 G G模模 擬擬 通通 信信 的的 可可 靠靠 性性誤誤 碼碼 率率P P e e誤誤 信信 率率數(shù)數(shù) 字字 通通 信信 的的 可可 靠靠 性性可可 靠靠 性性標(biāo) 準(zhǔn) 性通通 信信 的的 主主 要要 性性 能能 指指 標(biāo)標(biāo)1516通信的任務(wù)通信的任務(wù)-傳遞信息傳遞信息 衡量標(biāo)準(zhǔn)：衡量標(biāo)準(zhǔn)： 有效性：給定信道內(nèi)傳輸信息內(nèi)容的多少有效性：給定信道內(nèi)傳輸信息內(nèi)容的多少 信信 息息: 消息中有意義的內(nèi)容消息中有意義的內(nèi)容 信息量信息量: 度量信息內(nèi)容多少的量綱度量信息內(nèi)容多少的量綱信息含義

5、信息含義舉例：舉例： “ “今年冬天比去年冷今年冬天比去年冷” “ “今年冬天和去年夏天一樣熱今年冬天和去年夏天一樣熱” 后句話的信息量前句話的后句話的信息量前句話的 可能性越小，信息量越大！可能性越小，信息量越大！ 用概率描述用概率描述（概率（概率信息量信息量，P=0P=0時信息量為時信息量為 ）.17 以每秒內(nèi)傳送信息量的大小衡量。以每秒內(nèi)傳送信息量的大小衡量。 以被傳信號的有效頻帶衡量。以被傳信號的有效頻帶衡量。 以特定信道能容納的信號路數(shù)衡量。以特定信道能容納的信號路數(shù)衡量。18v 碼元傳輸速率碼元傳輸速率（數(shù)碼率，傳碼率）（數(shù)碼率，傳碼率）R RB B ： -單位時間內(nèi)傳送的碼元個數(shù)

6、。單位：波特單位時間內(nèi)傳送的碼元個數(shù)。單位：波特（BautBaut）v 信息傳輸速率信息傳輸速率（傳信率）（傳信率） R Rb b ： -單位時間內(nèi)傳送的信息量。單位：單位時間內(nèi)傳送的信息量。單位：b/sb/s（bpsbps：比特比特/ /秒，二進(jìn)制）秒，二進(jìn)制） v 多進(jìn)制信號多進(jìn)制信號傳輸速率傳輸速率 多進(jìn)制每碼元信息量多進(jìn)制每碼元信息量1bit1bit設(shè)數(shù)碼率設(shè)數(shù)碼率R RB B、信息速率、信息速率R Rb b，碼元有，碼元有N N種可能的符號種可能的符號則：則：)(log)/(log22，波特率baudMRRsbMRRbBBb)(log)/(log22，波特率baudMRRsbMRRb

7、BBb1920模擬通信可靠性模擬通信可靠性 均方誤差：均方誤差： 輸出信噪比輸出信噪比（接收端解調(diào)器輸出信噪比）接收端解調(diào)器輸出信噪比） 22)()()(tmtkmtRT均方誤差值均方誤差值，系統(tǒng)性能越好！，系統(tǒng)性能越好！r0 = 解調(diào)器輸出有用信號功率解調(diào)器輸出有用信號功率解調(diào)器輸出噪聲平均功率解調(diào)器輸出噪聲平均功率r r0 0，系統(tǒng)性能越好！，系統(tǒng)性能越好！21可靠性：錯誤率可靠性：錯誤率（需使用統(tǒng)計(jì)和概率）（需使用統(tǒng)計(jì)和概率） 傳輸總的比特數(shù)錯誤比特數(shù)bP 誤比特率誤比特率（誤信率）（誤信率） 傳輸總的碼元數(shù)錯誤碼元數(shù)eP 誤碼率誤碼率（誤符號率）（誤符號率） 22232425262728293031對流層對流層地球地球010 km電離層電離層60300 km平流層平流層32地球地球333435hr地面ddDrh2rh2hd236圖1.4.4 無線電中繼373839移動交換中心電話交換中心40圖1.4.8 同軸電纜截面示意圖41n1n2折