教學(xué)部-通信原理-緒論.ppt

1、通信系統(tǒng)概述，概述通信系統(tǒng)配置通信系統(tǒng)配置分類系統(tǒng)工作方式信息和測量主要性能指標(biāo)，我們知道的通信，古代：烽火狼煙，鼓聲，旗幟鳴，鴿子電報，鴿子電報，這些通信方法和手段只能極有限地解決一定距離的通信問題?，F(xiàn)代：電話、電視機、廣播、郵件、網(wǎng)絡(luò)、其他方式目前，這種現(xiàn)代的通信方法和手段已經(jīng)成為我們大家所熟知的，成為我們社會生活不可缺少的一部分。隨著科學(xué)技術(shù)和社會的發(fā)展，對通信的要求也越來越高，根據(jù)通信的發(fā)展藥劑師、人際溝通方式和技術(shù)，可以將通信歷史分為幾個階段：第一階段語言第二階段文字、郵政第三階段印刷技術(shù)、出版第四階段電報、電話、廣播第五階段通信和電腦的結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)、在牙齒信中，作者提出了用電流通信的

2、大膽構(gòu)想。他建議把一套金屬線從一個地方延伸到另一個地方。每條金屬線對應(yīng)一個字。在一端通知時間時，根據(jù)信息內(nèi)容將金屬線連接到靜態(tài)馬達，使其依次通過電流。電流通過金屬線的小球吸出掛在它下面的字母或數(shù)字不同的小紙片，起到遠距離信息傳遞的作用。第一個電信構(gòu)想，通信發(fā)展簡史，1844年五月二十四日，莫斯從華盛頓發(fā)來了巴爾的摩，人類歷史的第一封電報。在沒有空位的國會大廈中，莫斯用激動得發(fā)抖的雙手傾注了10多年的心血開發(fā)了成功的電信，花了：“上帝創(chuàng)造了什么奇跡！”“一句話。莫斯發(fā)明了第一個電報設(shè)備的復(fù)制品，第一個有線電報，通信的發(fā)展藥劑師，1875年六月二日美國人亞歷山大格雷厄姆貝爾(Bell，Alekan

3、der Graham)牙齒電話。到目前為止，美國波士頓法院109號入口還鑲嵌著1875年六月二日電話誕生的銅牌。1876年二月十四日，貝爾申請了他和沃森研究的著名設(shè)備電話的專利。同一天，另一位發(fā)明家格雷(1835-1901)也向美國專利局提交了關(guān)于類似設(shè)備的專利申請。比貝爾晚了幾個小時，因此失去了電話發(fā)明權(quán)。第一個有線電話，貝爾，電話的專利證書，通信發(fā)展的簡要歷史，1887年三月二十一日，德國物理學(xué)家赫茲(Hertz)在實驗中，發(fā)現(xiàn)，火花的能量可以從空間傳到很遠的地方。這是人類歷史上第一次確認(rèn)電磁波的存在。但是赫茲堅決否認(rèn)了為通信選擇電磁波的可能性。他認(rèn)為，利用電磁波通信需要與歐洲大陸面積相當(dāng)

4、的巨大反射鏡子。電磁波發(fā)現(xiàn)，通信發(fā)展簡史，1895年五月7日，36歲的波波波夫在彼德堡俄羅斯物理化學(xué)會議物理分會上宣讀了有關(guān)“金屬屑與傳記振動的關(guān)系”的論文，公開展示了他發(fā)明的無線接收器。他的助手在大廳的另一端連接火焰波發(fā)生器時，波波波夫的無線電接收器鈴響了。切斷無線電波發(fā)生器，鈴聲立即停止。幾十年后，為了紀(jì)念波波波夫牙齒日的劃時代開拓，當(dāng)時蘇聯(lián)政府將五月七日定為“無線發(fā)明日”。第一臺無線通訊，波波波夫?qū)嶒灍o線電接收機，通信發(fā)展簡史，1897年五月18日，馬可尼成功地進行了橫跨布里斯托爾海峽的無線通信，通信距離為14公里。第一個遠距離無線通訊，影響通信發(fā)展的重要發(fā)明或理論，1906年Lee D

5、eforest發(fā)明了真空電晶體放大器。1925年，英國發(fā)明家貝爾德以前人研究為基礎(chǔ)，成功制作了世界上第一部具有實用價值的電視機。1941年，John V.Atanasoff在愛荷華州立大學(xué)發(fā)明了數(shù)字計算機。1947年，貝爾實驗室Steve O.Rice提出了噪聲的統(tǒng)計，1948年貝爾實驗室展示了代替真空管使用的電晶體公開。1948年發(fā)表了Claude E.Shannon牙齒信息論。1957年十月四日，前蘇聯(lián)發(fā)射了第一枚地球衛(wèi)星，在地球上首次收到了人造衛(wèi)星的傳播。它不僅標(biāo)志著航天時代的開始，還意味著利用衛(wèi)星通信的時代即將到來。影響通信發(fā)展的重要發(fā)明或理論，1958年集成電路發(fā)明。1964年，電子

6、電話交換機啟動了。1972年，摩托羅拉公司為FCC演示了蜂窩電話系統(tǒng)。1976年出現(xiàn)了個人電腦。1979年64KB隨機內(nèi)存的出現(xiàn)宣布了超大規(guī)模整合(VLSI)電路時代的到來。1980年，貝爾推出了FT3光纖通信系統(tǒng)。1985年，傳真(傳真)被廣泛使用。1989年，衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)(GPS)完成了部署。1995年，網(wǎng)絡(luò)和WWW瀏覽廣為流行。從2000年開始，進入了基于微處理器的數(shù)字信號處理、高速個人電腦、擴散頻譜通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)碼電視、數(shù)字廣播和個人通信系統(tǒng)的時代。通信系統(tǒng)通用模型，通信是從一個地方向另一個地方傳遞和交換信息。通信系統(tǒng)是信息傳遞所需的所有技術(shù)設(shè)備和傳輸介質(zhì)的總和。通信系

7、統(tǒng)通用模型、源是用于將各種消息轉(zhuǎn)換為消息信號或稱為基帶信號的遠視傳記信號的消息的生成場所。電話、電視機相機、電器、電腦等多種數(shù)字終端設(shè)備是源。傳輸設(shè)備匹配源和通道，并將源生成的消息信號轉(zhuǎn)換為適合于在通道中傳輸?shù)男盘枴＾D(zhuǎn)換方式多種多樣。在需要頻譜移動的情況下，調(diào)制是最常見的轉(zhuǎn)換方式。通信系統(tǒng)通用模型，通道表示傳輸信號的物理介質(zhì)。在無線通道中，通道可以是大氣(自由空間)。有線頻道中的頻道可以是明線、電纜或光纖。有線和無線通道有多種物理介質(zhì)。媒體的固有特性以及引入的干擾和噪音直接關(guān)系到通信的質(zhì)量。根據(jù)研究對象，需要對實際物理介質(zhì)進行不同的數(shù)學(xué)模型設(shè)置，以反映傳輸介質(zhì)對信號的影響。通信系統(tǒng)通用模型、噪

8、聲源不是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備和通道中固有的人為設(shè)備，而是人們不想要的設(shè)備。噪音的來源各不相同。可以分為內(nèi)部噪音和外部噪音，外部噪音經(jīng)常從通道引入，為了便于分析，將噪聲源抽象為各處噪音的集中表示，并添加到通道中。接收設(shè)備完成發(fā)送設(shè)備的反向轉(zhuǎn)換，即曹征、解碼、解碼等。其任務(wù)是從具有干擾的接收信號中正確恢復(fù)相應(yīng)的遠視基帶信號，而對于多路復(fù)用信號，則禁用多路復(fù)用以實現(xiàn)正確的分割。通信系統(tǒng)通用模型、信宿是傳輸信息的歸宿，其作用是將恢復(fù)的遠視信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的消息。通信系統(tǒng)通用模型、消息消息的狀態(tài)連續(xù)消息是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或不可計數(shù)(例如，語音、活動圖片等)，而消息的狀態(tài)是可計數(shù)或離散的(例如，符號、數(shù)據(jù)

9、等)。、脈沖波的振幅、寬度或位置、hello、通信系統(tǒng)通用模型、信號參數(shù)值方法模擬信號：信號參數(shù)的值連續(xù)或無限，是直接對應(yīng)于消息的信號。電話發(fā)出的語音信號、電視機相機輸出的視頻信號等。時域離散信號：信號參數(shù)的值連續(xù)或無限多，但時間不連續(xù)。數(shù)字信號：所有信號參數(shù)只能有有限的值，并且往往不能直接響應(yīng)消息。電報信號、電腦輸入/輸出信號等，通信系統(tǒng)常規(guī)模型，t，f(t)，0，連續(xù)時間，連續(xù)參數(shù)，離散時間，離散參數(shù)，采樣，量化，模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)模型、數(shù)字通信系統(tǒng)主要包括源編碼/解碼、通道編碼/解碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、添加/解密等，源、源編碼、通道編碼、加密、調(diào)制、調(diào)制等數(shù)字信號也包括模擬例如，電

10、腦數(shù)據(jù)可以通過模擬電話線傳輸，但必須使用調(diào)制解調(diào)器(Modem)調(diào)制數(shù)字基帶信號以適應(yīng)模擬通道的傳輸特性?？梢钥闯觯M通信和數(shù)字通信的區(qū)別僅在于在信道上傳輸?shù)男盘柕姆N類。模擬數(shù)字通信系統(tǒng)、數(shù)字通信的主要特征抗干擾能力強。能控制錯誤。方便與各種數(shù)字終端的接口，利用現(xiàn)代計算技術(shù)處理、處理、轉(zhuǎn)換、存儲信號，形成智能網(wǎng)絡(luò)。集成容易，通信設(shè)備可以小型化。加密處理容易，保密強度高。數(shù)字通信的很多優(yōu)點是以比模擬通信更寬的系統(tǒng)頻帶為代價進行了交換。數(shù)字通信具有較高的同步要求，系統(tǒng)設(shè)備比較復(fù)雜。按通信系統(tǒng)分類，通信系統(tǒng)分類，通信系統(tǒng)分類，通信系統(tǒng)分類，通信系統(tǒng)分類，通信方法，消息傳送的方向和時間關(guān)系：對于點與

11、點之間的通信，根據(jù)消息傳送的方向和時間關(guān)系，通信方法可以分為單個任務(wù)、半雙工和全雙工通信三種。單任務(wù)通信是一種只能向一個方向發(fā)送消息的工作方式，因此只使用一個通道。半雙工通信是指通信雙方都可以收發(fā)消息，但不能同時收發(fā)和發(fā)送消息的工作方式。全雙工通信是指通信雙方同時收發(fā)消息的工作方式。通常，整個雙工通信的通道必須是雙向通道。通信方法，發(fā)送，通道，接收，單個操作：廣播，發(fā)送，通道，接收，雙工：手機，發(fā)送，通道，接收，半雙工：對講機，信息和測量(集中所有來源生成的輸出是隨機的)也就是說，源輸出是用統(tǒng)計方法定性的。對收件人來說，僅將消息的不確定內(nèi)容組織到信息中。否則，源輸出已正確知道，無需重新傳輸。因

12、此，信息含量是對信息這種不確定性的測量。信息和測量，從常識的角度可以感受到三條茄子信息：從東方太陽上升；太陽比以前大兩倍；從太陽西邊升起。第一個幾乎沒有帶來任何信息。第二行帶來了大量信息。第三個帶來了比第二個更多的信息。第一個事件是必然的事件。人們并不奇怪。第三個事件幾乎不可能發(fā)生。那令人驚訝，出乎意料。也就是說，它帶來了更多的信息，信息含量與驚奇相關(guān)，這是不確定性或不可預(yù)測的結(jié)果。(約翰肯尼迪，美國電視電視劇，成功)越是不可預(yù)測的事件，越是令人驚訝，帶來的信息越多。根據(jù)、信息和測量、概率論知識，事件的不確定性被描述為事件發(fā)生的概率?？赡苄栽叫。怕试降?。相反，概率越高。因此，消息中包含的信息

13、量與消息發(fā)生的概率密切相關(guān)。消息出現(xiàn)的概率越小，消息中包含的信息楊怡就越多。、信息和測量，假設(shè)P(x)是消息發(fā)生的概率，I是上面知道的信息，I和P(x)之間的關(guān)系反映了以下規(guī)律：(1)信息量是概率的函數(shù)，即I=FP (x) (2)相反，當(dāng)I較小，P(x)1到I0 P(x)0時，I (3)由多個獨立事件組成的消息等于每個獨立事件信息的總和。也就是說，信息具有加法，即iP(x1)，當(dāng)A=2時，信息的單位是位(位)。當(dāng)A=e時，信息的單位是nit。A=10時，信息量是一個叫哈特利的十進制單位。目前廣泛使用的單位是比特。是如果設(shè)置以相同概率發(fā)送數(shù)字0或1的二進制離散源，則源中每個輸出的信息含量為I(0

14、)=I(1)=log22=1 (bit)、傳輸?shù)雀怕实亩M制波形之一(P=1)等概率的四進制波形之一(P)傳輸?shù)雀怕实陌诉M制波形之一(P=1/8)的信息量為3位，牙齒需要至少3個二進制脈沖。對于離散源，與M個波形相同的概率(P=1/M)牙齒傳輸，每個波形的出現(xiàn)是獨立的。也就是說，不會記住源。發(fā)送m進制波形之一的信息量是信息和測量、信息和測量單位。沸騰一般情況下，離散源由N個符號組成。如果P(xi)=1，則x1、x2、xn中包含的信息量分別為-log2 P(x1)、-log2 P(x2)和-log2 P(xn)。因此，每個符號包含的信息的統(tǒng)計平均值，即平均信息量，通常稱為信息源，單位是bit/符

15、號。很明顯，當(dāng)源的每個符號等獨立出現(xiàn)時，源的熵具有最大值。信息和測量；yes離散源由0，1，2，3個符號組成，每個符號的出現(xiàn)概率分別為3/8、1/4、1/4、1/8。嘗試哪些消息201020130213001203210032100321003210023102310200201031203120312032100120321001200120210的信息量。牙齒消息中，0出現(xiàn)了23次，1出現(xiàn)了14次，2出現(xiàn)了13次，3次出現(xiàn)了7次，共57個符號，因此消息的信息量按每個符號的算術(shù)平均數(shù)信息量、信息和測量、熵的概念計算，兩個茄子算法結(jié)果中存在一些誤差，但是消息長時使用熵，并且隨著消息序列長度的增加，這兩個茄子計算誤差均為0牙齒。主要性能指標(biāo)(重點)，通信的任務(wù)是快速準(zhǔn)確地傳達信息。評價通信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標(biāo)是系統(tǒng)的效率和可靠性。有效性是在指定通道內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘炕騻鬏數(shù)摹八俣取眴栴}。可靠性是接收信息的準(zhǔn)確性，即傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。牙齒兩個問題徐璐矛盾，比較統(tǒng)一，通?？梢孕扈唇粨Q。主要性能指標(biāo)、模擬通信系統(tǒng)的有效性可以用有效的傳輸頻率