2020年通信原理-第1講-確知信號-電08參照模板課件

通信原理

夏舸xiaboat@電子信息工程學(xué)院CollegeofElectronics&InformationEngineering,9/11/20231通信原理

夏舸電子信息工程學(xué)院CollegeofE采用教材：普通高?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材

通信原理（第6版）樊昌信曹麗娜編著

國防工業(yè)出版社2006年9月第6版教材與參考書參考教材：現(xiàn)代通信原理，曹志剛

清華大學(xué)出版社9/11/20232采用教材：普通高?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材教材與參考書參考教教材與參考書9/11/20233教材與參考書8/3/20233關(guān)于課程課程類型：專業(yè)必修課教學(xué)對象：電信學(xué)院本科生學(xué)時：4*16=64考核：平時成績30％（考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)）期末考試70％（閉卷）9/11/20234關(guān)于課程課程類型：專業(yè)必修課8/3/20234上課時間：周一：3-4節(jié)，06-106&周四：3-4節(jié)，06-106不得遲到、早退、缺課，有事請假上課時請關(guān)閉手機(jī)遲交的作業(yè)恕不批改，只作記錄關(guān)于課程9/11/20235上課時間：周一：3-4節(jié)，06-106關(guān)于課程8/3/20《通信原理》課程特點(diǎn)理論性（概念性）、系統(tǒng)性（實(shí)踐性）強(qiáng)與先行課程聯(lián)系緊密

先修課程：《電路分析》《模擬電路》《數(shù)字電路》《信號與系統(tǒng)》《高等數(shù)學(xué)》《概率論》《通信原理》關(guān)于課程9/11/20236《通信原理》課程特點(diǎn)先修課程：《通信原理》關(guān)于課程8/3/三個重要環(huán)節(jié)課前預(yù)習(xí)、消化教材是學(xué)習(xí)好本課程的主要方式上完課及時復(fù)習(xí)，學(xué)完一章進(jìn)行小結(jié)做習(xí)題加深概念和理解經(jīng)常進(jìn)行階段復(fù)習(xí)

掌握各章、各節(jié)內(nèi)容之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系關(guān)于學(xué)習(xí)方法的建議9/11/20237三個重要環(huán)節(jié)關(guān)于學(xué)習(xí)方法的建議8/3/20237Youhear,youforgetYoudo,yourememberYouthink,youunderstand

如果你只是聽，那么你會忘記如果你去做，你就會記住如果你思考，你才能明白關(guān)于學(xué)習(xí)方法的建議理解萬歲！熟能生巧！“三多”！9/11/20238Youhear,youforget內(nèi)容第1章緒論第2章確知信號第3章隨機(jī)過程第4章信道第5章模擬調(diào)制系統(tǒng)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)第8章新型數(shù)字調(diào)制技術(shù)第9章模擬信號的數(shù)字傳輸?shù)?0章數(shù)字信號的最佳接收

第11章差錯控制編碼第12章正交編碼和偽隨機(jī)碼第13章同步原理第14章通信網(wǎng)基礎(chǔ)核心擴(kuò)展第5、6、7、9章！由“厚”到“薄”9/11/20239內(nèi)容第1章緒論第11章差錯控制編碼基礎(chǔ)核心擴(kuò)展第5、6第1章緒論1.1通信的基本概念1.2通信系統(tǒng)的組成1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式1.4信息及其度量1.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)1.6小結(jié)9/11/202310第1章緒論1.1通信的基本概念8/3/2023101.1通信的基本概念一、通信技術(shù)發(fā)展回顧偉大的事業(yè)總離不開偉大的人物、重大的事件！第1章緒論9/11/2023111.1通信的基本概念偉大的事業(yè)總離不開偉大的人物、重大的事第1章緒論

塞繆爾·莫爾斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791-1872），作為一名畫家是成功的。莫爾斯曾兩度赴歐洲留學(xué)，在肖像畫和歷史繪畫方面成了當(dāng)時公認(rèn)的一流畫家。1826年至1842年任美國畫家協(xié)會主席。

在一次遠(yuǎn)洋旅途中，莫爾斯結(jié)識了杰克遜。杰克遜是波士頓城的一位醫(yī)生，也是一位電學(xué)博士。閑聊中，杰克遜把話題轉(zhuǎn)到電磁感應(yīng)現(xiàn)象上。從此，莫爾斯走上了科學(xué)發(fā)明的崎嶇道路。為了維持生活，莫爾斯于1836年不得不重操舊業(yè)，擔(dān)任紐約大學(xué)藝術(shù)及設(shè)計教授。課余時間，他仍然繼續(xù)從事電報發(fā)明工作。終于在1837年9月4日，莫爾斯制造出了一臺電報機(jī)。

1844年5月24日，在華盛頓國會大廈聯(lián)邦最高法院會議廳里，進(jìn)行電報發(fā)收試驗(yàn)。年過半百的莫爾斯在預(yù)先約定的時間，興奮地向巴爾的摩發(fā)出人類歷史上的第一份電報。他的助手很快收到那份只有一句話的電報：“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡!”人物9/11/202312第1章緒論塞繆爾·莫爾斯（SamuelF第1章緒論1862年31歲，麥克斯韋發(fā)表了第二篇論文《論物理力線》，不但進(jìn)一步發(fā)展了法拉第的思想，擴(kuò)充到磁場變化產(chǎn)生電場，而且得到了新的結(jié)果：電場變化產(chǎn)生磁場，由此預(yù)言了電磁波的存在，并證明了這種波的速度等于光速，揭示了光的電磁本質(zhì)。這篇文章包括了麥克斯韋研究電磁理論達(dá)到的主要結(jié)果。1864年他的第三篇論文《電磁場的動力學(xué)理論》，從幾個基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，運(yùn)用場論的觀點(diǎn)，以演繹法建立了系統(tǒng)的電磁理論。1873年出版的《電學(xué)和磁學(xué)論》一書是集電磁學(xué)大成的劃時代著作，全面地總結(jié)了19世紀(jì)中葉以前對電磁現(xiàn)象的研究成果，建立了完整的電磁理論體系。這是一部可以同牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、達(dá)爾文的《物種起源》和賴爾的《地質(zhì)學(xué)原理》相媲美的里程碑式的著作。

麥克斯韋的主要科學(xué)貢獻(xiàn)在電磁學(xué)方面，同時在天體物理學(xué)、氣體分子運(yùn)動論、熱力學(xué)、統(tǒng)計物理學(xué)等方面，都作出了卓越的成績。正如量子論的創(chuàng)立者普朗克（MaxPlankl858—1947）指出的：“麥克斯韋的光輝名字將永遠(yuǎn)鐫刻在經(jīng)典物理學(xué)家的門扉上，永放光芒。從生地來說，他屬于愛丁堡；從個性來說，他屬于劍橋大學(xué)；從功績來說，他屬于全世界”。人物9/11/202313第1章緒論1862年31歲，麥克斯韋發(fā)表了第二篇論文《論第1章緒論

赫茲是一個短命的物理學(xué)家。他于1894年逝世時，年僅37歲。

1886年29歲發(fā)現(xiàn)電磁波，其后不到6年，意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實(shí)現(xiàn)廠無線電傳播，并很快投人實(shí)際使用。其他利用電磁波的技術(shù)：無線電報（1894年）、無線電廣播（1906年）、無線電導(dǎo)航（1911年）、無線電話（1916年）、短波通訊（1921年）、無線電傳真（1923年）、電視（1929年）、微波通訊（1933年）、雷達(dá)（1935年），以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學(xué)……它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。

赫茲關(guān)于電磁波的實(shí)驗(yàn)，為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了新的道路，構(gòu)成了現(xiàn)代文明的骨架，后人為了紀(jì)念他，把頻率的單位定為赫茲。人物9/11/202314第1章緒論赫茲是一個短命的物理學(xué)家。他于1894年逝第1章緒論1876-------------貝爾發(fā)明電話貝爾制成的電話機(jī)貝爾于1875年制成上圖電話的原型。這個裝置由一圈電線、一個磁臂和一塊張緊薄膜組成。聲音震動薄膜，再振動磁臂。磁石的移動令線圈產(chǎn)生波動的感生電流。這個電訊號可利用線路另一端的相同裝置再轉(zhuǎn)換回聲音。人物9/11/202315第1章緒論1876-------------貝爾發(fā)明電話第1章緒論信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)Shannon，1916年生于美國，大學(xué)時代在美國密執(zhí)安大學(xué)和麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)，修過布爾代數(shù)課，并曾在發(fā)明微分分析儀的數(shù)學(xué)家布什的指導(dǎo)下使用微分分析儀，這使他對繼電器電路的分析產(chǎn)生興趣。他認(rèn)為這些電路的設(shè)計可用符號邏輯來實(shí)現(xiàn)，并意識到分析繼電器的有效數(shù)學(xué)工具正是布爾代數(shù)。1938年，香農(nóng)發(fā)表了著名的論文《繼電器和開關(guān)電路的符號分析》，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算，可以通過繼電器電路來實(shí)現(xiàn)，明確地給出了實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除等運(yùn)算的電子電路的設(shè)計方法。這篇論文成為開關(guān)電路理論的開端。后來，香農(nóng)到貝爾實(shí)驗(yàn)室工作，他進(jìn)一步證明了可以采用能實(shí)現(xiàn)布爾代數(shù)運(yùn)算的繼電器或電子元件來制造計算機(jī)，香農(nóng)的理論還為計算機(jī)具有邏輯功能奠定了基礎(chǔ)，從而使電子計算機(jī)既能用于數(shù)值計算，又具有各種非數(shù)值應(yīng)用功能，使得以后的計算機(jī)在幾乎任何領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。無失真變長信源編碼定理(香農(nóng)第一定理)有噪信道編碼定理(香農(nóng)第二定理)保真準(zhǔn)則下信源編碼定理(香農(nóng)第三定理)建立了通信的統(tǒng)計理論人物9/11/202316第1章緒論信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)Shannon，1916年生第1章緒論1965-------------發(fā)明程控電話交換機(jī)1991-------------GSM商用1995-------------CDMA（IS-95）商用移動通信2.5代（2.5G）、三代（3G）；移動通信快速普及，移動電話用戶數(shù)超過固定電話

事件9/11/202317第1章緒論1965-------------發(fā)明程控電話中國聯(lián)通第1章緒論1.1通信的基本概念二、通信技術(shù)的當(dāng)前狀況(1)移動通信己成為個人通信的主要方式二代（GSM、CDMA）；三代（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)(2)IP網(wǎng)（基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)）正成為多媒體（語音、文字、圖像）通信的綜合通信平臺，如IP電話、IPTV(3)三網(wǎng)（電話網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)、電視網(wǎng)）正走向融合(4)無線接入正快速發(fā)展，與IP網(wǎng)結(jié)合進(jìn)入移動IP新時代中國移動中國電信9/11/202318中國聯(lián)通第1章緒論1.1通信的基本概念中國移動中國電信8網(wǎng)絡(luò)正走向融合！Internet網(wǎng)無線移動互聯(lián)網(wǎng)廣電網(wǎng)固定電信網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)IPIPIPIP技術(shù)提供了各網(wǎng)統(tǒng)融合的基礎(chǔ)IP語言、數(shù)據(jù)、視頻信息于一網(wǎng)之中各網(wǎng)合一為人類工作和生活提供方便提供統(tǒng)一解決方案網(wǎng)絡(luò)融合示意模型9/11/202319網(wǎng)絡(luò)正走向融合！Internet網(wǎng)無線移動廣電網(wǎng)發(fā)展下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)融合！下一代光網(wǎng)絡(luò)：MSTP智能光網(wǎng)下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)：NGI,IPV6下一代交換網(wǎng)：軟交換體系

下一代移動網(wǎng)：3G,3G后NGN傘9/11/202320發(fā)展下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)融合！下一代光網(wǎng)絡(luò)：下一個人通信新時代正在到來！

“三化”：無線化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化5W：Whenever無論何時Wherever無論何地Whoever無論是誰Whatever無論什么內(nèi)容Whomever能找到對方多媒體：語音、數(shù)據(jù)、視頻、音樂9/11/202321個人通信新時代正在到來！

“三化”：無線化、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化通信已滲透到人類工作、生活的各個方面：學(xué)校教育、個人與家庭、政府管理、醫(yī)療、企業(yè)、商貿(mào)、娛樂等無處不在！個人與家庭市場與營銷學(xué)校與教育金融與理財政府與管理固定電話網(wǎng)移動電話網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)IPTVHDTV醫(yī)療衛(wèi)生9/11/202322通信已滲透到人類工作、生活的各個方面：學(xué)校教育、個人與家庭、小結(jié)信息來源信息傳輸信源信息獲取數(shù)字化信息傳遞與分配信息檢測與存儲信息利用(控制)語言、文字、圖像、音樂遙測、遙感、醫(yī)療、軍事生產(chǎn)控制社會管理存儲信息產(chǎn)業(yè)傳感設(shè)備、雷達(dá)、攝影器材廣播器材、電視設(shè)備計算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成電路電話、通信系統(tǒng)軟件系統(tǒng)信息理論通信理論與技術(shù)（編碼理論、調(diào)制理論、檢測理論）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、人工智能、模式識別信息分析與處理網(wǎng)絡(luò)理論、信息安全與控制信號處理論與技術(shù)（語音、圖像、數(shù)據(jù)）信息科學(xué)與技術(shù)是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的支柱之一；掌握《通信原理》就獲取了打開這一科學(xué)殿堂大門的鑰匙！9/11/202323小結(jié)信息信息信源信息數(shù)字信息信息信息語言、文字、遙測消息／

message：信息的物理表現(xiàn)形式（語音、文字、圖像、數(shù)據(jù)）信息／

information：消息的內(nèi)涵，即消息中所包含的受信者原來不知而待知的有效內(nèi)容信號／

signal：消息載體。消息攜載在電信號的某一參量上（振幅、相位、頻率）1.1通信的基本概念三、通信的基本概念9/11/202324消息／message：信息的物理表現(xiàn)形式（語音、文字、圖像什么是通信？Communication“通”傳送，“信”信息；信息的傳送

人們的基本需求是：將信息從一個地方傳到另一個地方

基本組成：發(fā)送、傳輸（信道）、接收信道通常是抽象的描述，與傳輸介(媒)質(zhì)含義相似。信道有線信道無線信道有線電信道(雙裸或雙絞線、同軸電纜等)光纖信道無線電微波衛(wèi)星紅外9/11/202325什么是通信？Communication信道通常是抽象的描述，第1章緒論1.2通信系統(tǒng)的組成一、通信系統(tǒng)的一般模型描述了信息由發(fā)送至接收的流程1.經(jīng)典模型信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者噪聲源4342143421圖1-1(a)經(jīng)典通信系統(tǒng)模型發(fā)送端接收端9/11/202326第1章緒論1.2通信系統(tǒng)的組成描述了信息由發(fā)送至接收的信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。接收設(shè)備：從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。受信者（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者噪聲源4342143421圖1-1(a)經(jīng)典通信系統(tǒng)模型發(fā)送端接收端9/11/202327信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者噪聲源4342143421圖第1章緒論1.2通信系統(tǒng)的組成一、通信系統(tǒng)的一般模型圖1.1(b)現(xiàn)代通信系統(tǒng)功能模型2.現(xiàn)代通信系統(tǒng)功能模型9/11/202328第1章緒論1.2通信系統(tǒng)的組成圖1.1(b)現(xiàn)代通第1章緒論模擬信號和數(shù)字信號

模擬信號：代表消息的信號參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓：1.2通信系統(tǒng)的組成二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(a)話音信號(b)抽樣信號圖1-2模擬信號9/11/202329第1章緒論模擬信號和數(shù)字信號1.2通信系統(tǒng)的組成(a第1章緒論模擬信號和數(shù)字信號

數(shù)字信號：代表消息的信號參量取值為有限個，例如電報信號、計算機(jī)輸入輸出信號：1.2通信系統(tǒng)的組成二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(a)二進(jìn)制信號(b)2PSK信號圖1-3數(shù)字信號9/11/202330第1章緒論模擬信號和數(shù)字信號1.2通信系統(tǒng)的組成(第1章緒論通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。1.2通信系統(tǒng)的組成二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型9/11/202331第1章緒論通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，1.2通信系統(tǒng)的組成

模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)：

兩種變換：模擬消息原始電信號（基帶信號）基帶信號已調(diào)信號（帶通信號）二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型天線、變頻、放大、解調(diào)等調(diào)制、放大、天線等圖1-4模擬通信系統(tǒng)模型重點(diǎn)講：調(diào)制與解調(diào)原理；噪聲對信號傳輸?shù)挠绊懙?章9/11/2023321.2通信系統(tǒng)的組成模擬通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成模擬通信的主要特點(diǎn)抗干擾能力差不易于保密通信設(shè)備不易于大規(guī)模集成不適應(yīng)飛速發(fā)展的計算機(jī)通信的要求簡單、易于實(shí)現(xiàn)二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型9/11/2023331.2通信系統(tǒng)的組成模擬通信的主要特點(diǎn)二、模擬通信系統(tǒng)模1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-5數(shù)字通信系統(tǒng)模型在某些有線信道中，若傳輸距離不太遠(yuǎn)且通信容量不太大時，數(shù)字基帶信號無需調(diào)制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。第6章9/11/2023341.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(1)信源編碼與譯碼作用一：是設(shè)法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。

作用二：是當(dāng)信息源給出的是模擬語音信號時，信源編碼器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以實(shí)現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。信源譯碼是信源編碼的逆過程。通信原理與信息論第9章9/11/2023351.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(2)信道編碼與譯碼數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾等，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進(jìn)行解碼，從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)可靠通信。信道編碼：線性分組碼、卷積碼、循環(huán)碼等?！锏?1章9/11/2023361.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(3)加密與解密在需要實(shí)現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信息的安全，人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，即加上密碼，這種處理過程叫加密。在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品對收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，恢復(fù)原來信息，叫解密。第12章9/11/2023371.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(4)數(shù)字調(diào)制與解調(diào)

數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。基本的數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK、差分相移鍵控DPSK。對這些信號可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原為數(shù)字基帶信號。對高斯噪聲下的信號檢測，一般用相關(guān)器接收機(jī)或匹配濾波器實(shí)現(xiàn)。第7章9/11/2023381.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型1.2通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型(5)同步同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準(zhǔn)確、可靠工作的不可缺少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致。按照同步的功用不同，可分為：載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步第13章9/11/2023391.2通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、模擬通信系統(tǒng)模型抗干擾能力強(qiáng)。傳輸差錯可控。易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算技術(shù)對信號進(jìn)行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)。易于集成化，從而使通信設(shè)備微型化。易于加密處理，且保密強(qiáng)度高。需要較大的傳輸帶寬，對同步要求高。1.2通信系統(tǒng)的組成三、數(shù)字通信的主要特點(diǎn)9/11/202340抗干擾能力強(qiáng)。1.2通信系統(tǒng)的組成三、數(shù)字通信的主要特點(diǎn)8按通信業(yè)務(wù)分：話務(wù)通信和非話務(wù)通信。非話務(wù)通信主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、計算機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。按調(diào)制方式分類：基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸按信號特征分類：模擬信號還是數(shù)字信號按傳輸媒質(zhì)分類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)

按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信、微波通信、紅外線通信……

按信號復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時分復(fù)用和碼分復(fù)用。1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類9/11/202341按通信業(yè)務(wù)分：話務(wù)通信和非話務(wù)通信。1.3通信系統(tǒng)分類與1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類表1-1常見調(diào)制方式及用途9/11/2023421.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類表1-1常1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類續(xù)表1-19/11/2023431.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類續(xù)表1-181.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類表1-2頻段劃分及典型應(yīng)用9/11/2023441.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類表1-2頻1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類續(xù)表1-29/11/2023451.3通信系統(tǒng)分類與通信方式一、通信系統(tǒng)的分類續(xù)表1-28

單工、半雙工和全雙工通信

單工通信：消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?/p>

半雙工通信：通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時收發(fā)的工作方式1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式9/11/202346單工、半雙工和全雙工通信1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、

單工、半雙工和全雙工通信

全雙工通信：通信雙方可同時進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式9/11/202347單工、半雙工和全雙工通信1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、

并行傳輸和串行傳輸

并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省傳輸時間，速度快：不需要字符同步措施

缺點(diǎn)：需要n條通信線路，成本高1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式9/11/202348并行傳輸和串行傳輸1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方

并行傳輸和串行傳輸串行傳輸：將數(shù)字信號碼元序列以串行方式一個碼元接一個碼元地在一條信道上傳輸

優(yōu)點(diǎn)：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用

缺點(diǎn)：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式9/11/202349并行傳輸和串行傳輸1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方其他分類方式：同步通信和異步通信專線通信和網(wǎng)通信1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式9/11/202350其他分類方式：1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式二、通信方式81.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)有效性：指傳輸一定信息量時所占用的信道資源（頻帶寬度和時間間隔），或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}?？煽啃裕褐附邮招畔⒌臏?zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。9/11/2023511.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)有效性：指傳輸一定信息量時所占用1.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)：

有效性：可用有效傳輸頻帶來度量。

可靠性：可用接收端最終輸出信噪比來度量。9/11/2023521.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)：8/3/20231.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

數(shù)字通信系統(tǒng)

有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。

碼元傳輸速率RB：定義為單位時間（每秒）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特（Baud），簡記為B。

式中T—碼元的持續(xù)時間（秒）

信息傳輸速率Rb：定義為單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位為比特/秒，簡記為b/s

，或bps9/11/2023531.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)8/3/202351.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)

有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。

碼元速率和信息速率的關(guān)系對于二進(jìn)制數(shù)字信號：M=2，碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等。對于多進(jìn)制，例如在八進(jìn)制（M=8）中，若碼元速率為1200B，則信息速率為3600b/s。或9/11/2023541.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)或8/3/2021.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)

有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。

頻帶利用率：定義為單位帶寬（1赫茲）內(nèi)的傳輸速率，即：或9/11/2023551.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)或8/3/20231.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)

可靠性：常用誤碼率和誤信率表示。誤碼率：誤比特率（誤信率）：在二進(jìn)制中有：9/11/2023561.5通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)8/3/202351.6小結(jié)(1)通信的目的：傳遞消息中的信息消息是信息的物理表現(xiàn)，信息是消息的內(nèi)涵。9/11/2023571.6小結(jié)(1)通信的目的：傳遞消息中的信息8/3/201.6小結(jié)(2)通信系統(tǒng)有不同的分類方法按信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號分：9/11/2023581.6小結(jié)(2)通信系統(tǒng)有不同的分類方法8/3/20231.6小結(jié)(3)數(shù)字通信系統(tǒng)是當(dāng)前通信技術(shù)的主流抗干擾能力強(qiáng)，可消除積累誤差；差錯可控；數(shù)字處理靈活，可將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸；易集成，成本低；保密性好。9/11/2023591.6小結(jié)(3)數(shù)字通信系統(tǒng)是當(dāng)前通信技術(shù)的主流8/3/1.6小結(jié)(4)按消息傳遞的方向與時間關(guān)系分單工半雙工全雙工(5)按數(shù)據(jù)代碼排列順序分并行傳輸串行傳輸9/11/2023601.6小結(jié)(4)按消息傳遞的方向與時間關(guān)系分8/3/201.6小結(jié)(6)通信的兩個主要指標(biāo)

兩者相互矛盾而又相對統(tǒng)一，且可互換。9/11/2023611.6小結(jié)(6)通信的兩個主要指標(biāo)8/3/202361思考題P.141-1～1-119/11/202362思考題P.148/3/202362第1章緒論1.4信息及其度量信息：是消息中包含的有效內(nèi)容如何度量離散消息中所含的信息量?度量信息量的原則能度量任何消息，并與消息的種類無關(guān)。度量方法應(yīng)該與消息的重要程度無關(guān)。消息中所含信息量和消息內(nèi)容的不確定性有關(guān) 【例】“某客機(jī)墜毀”這條消息比“今天下雨”這條消息包含有更多的信息。 上例表明：消息所表達(dá)的事件越不可能發(fā)生，信息量就越大。

9/11/202363第1章緒論1.4信息及其度量8/3/202363第1章緒論度量信息量的方法事件的不確定程度可以用其出現(xiàn)的概率來描述： 消息出現(xiàn)的概率越小，則消息中包含的信息量就越大。設(shè)：P(x)－消息發(fā)生的概率， I－消息中所含的信息量，則P(x)和I之間應(yīng)該有如下關(guān)系：I是P(x)的函數(shù)：I＝I[P(x)]P(x)，I；P(x)

，I；

P(x)=1時，I