通信原理:第1章 绪论_图文

通信原理 1 通信原理 第1章 绪论 2 1. 1 通信的基本概 念 ? 1. 1 通信的基本概念 ? 通信:信息的传递和交换。 ? 信息:事物状态和变化的反映。是用以消除 不确定性的东西(Shannon)。 ? 消息:信息的载体。消息中包含信息。例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 ? 信号 :人为产生的电波或光波,用来携带信 息。 3 1. 1 通信的基本概念 ? 实现通信的方式和手段: ? 广义通信(Communication):(包括非电的)如旌旗、消息树、 烽火台… ? 狭义通信(Telecommunication) :(电的)如电报、电话、广播、 电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。 ? 电信发明史 ? 1837年:莫尔斯发明有线电报 ? 1876年:贝尔发明有线电话 ? 1896年:马可尼发明无线电报 ? 1918年:调幅无线电广播、超外差接收机问世 ? 1936年:商业电视广播开播 …………… ? 后面讲述中,“通信”这一术语是指“电通信”,包括光通信,因 为光也是一种电磁波。 ? 在电通信系统中,消息的传递是通过电信号来实现的。 4 1.2 通信系统的组成 ? 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):各种消息及将其转换成的原 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。 5 1.2 通信系统的组成 ? 信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。 分为有线信道和无线信道两大类。 ? 噪声源:集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 ? 接收设备:从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电 信号。 ? 受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息,如 扬声器等。 6 1.2 通信系统的组成 ? 1.2.2 模拟通信和数字通信 ? 模拟信号和数字信号 ? 模拟信号:用电压模拟实际消息的物理变化。信号参 量取值连续,例如(麦克)风(phone)输出电压: 0 t (a) 话音信号 0 t (b) 抽样信号 图1-2 模拟信号 7 1.2 通信系统的组成 ? 数字信号:用电脉冲序列表示数字序列。信号参量取值 为有限个,例如电报信号、计算机输入输出信号: 码元 t 0 t (a) 二进制信号 (b) 2PSK信号 图1-3 数字信号 ? 通常,按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号, 相应地把通信分为模拟通信和数字通信。 8 1.2 通信系统的组成 ? 模拟通信系统模型 ? 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统: ? 两种变换: 图1-4 模拟通信系统模型 模拟消息?原始电信号(基带信号) 基带信号?已调信号(带通信号),即调制 ? 调制:将信号的频谱适当搬移,以适合于信道传输或进 行多路复用。 ? 解调:调制的反变换。 9 1.2 通信系统的组成 ? 数字通信系统模型 ? 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 信 信 源 信 道 调 编 编 源 码 码 制 信道 解 信 道 信 源 信 译 解 调 码 码 宿 噪声 图1-3 数字通信系统模型 ? 信源编码:模/数转换,加密,有效性编码 ? 信道编码:纠错编码,线路编码 ? 信道译码和信源解码:分别是信道编码和信源编码的反变 换 ? 此外,同步:使收发两端的信号在时间上保持步调一致 10 1.2 通信系统的组成 ? 1.2.3 数字通信的特点 ? 优点: ? 抗干扰能力强,无噪声积累 ? 便于信号的存储、处理与交换 ? 便于加密和纠错 ? 便于各种业务信号的综合传输。ISDN ? 缺点: ? 占用信道频带宽 11 1.3 通信系统分类 ? 1.3 通信系统分类与通信方式 ? 1.3.1 通信系统的分类 ? 按通信业务分类:电话通信、数据通信、图像通 信 、多媒体通信… … ? 按调制方式分类:基带传输系统、频带(调制)传 输系统 调制传输系统又分为多种调制,详见书中表1-1。 ? 按信号特征分类:模拟通信、数字通信 ? 按传输媒介分类:有线通信、无线通信 ? 按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分 复用、空分复用 ? 按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通 信 、微波通信… …(属无线通信) 12 1.3 通信系统分类 ? 1.3.2 通信方式 ? 单工、半双工和全双工通信 ? 单工通信:消息只能单方向传输的工作方式 ? 半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收 发的工作方式 ? 全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方式 13 1.3 通信系统分类 ? 并行传输和串行传输 ? 并行传输:将代表信息的数字信号码元序列以成组的方 式在两条或两条以上的并行信道上同时传输 同时发送8比特 0 发 1 1 接 送0 收 方 1 1 方 0 0 优点:节省传输时间,速度快:不需要字符同步措施 缺点:需要 n 条通信线路,成本高 14 1.3 通信系统分类 ? 串行传输 :将数字信号码元序列以串行方式一个码元接 一个码元地在一条信道上传输 0 1 发1 送0 0 方1 0 0 8比特依次发送 01100100 0 1 1接 0收 0 1方 0 0 并行/串行 转换器 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,需要外加码组或字符同步措施 ? 其他分类方式: ? 同步通信和异步通信 ? 专线通信和网通信 15 1.4 信息及其度量 ?1.4 信息及其度量 ?信息是消息的抽象 ?信息量:信息的多少。是信息的抽象。 ?不同的内容可以有相同的信息量 ?信源 天气 晴 云 阴 雨 概率 1/4 1/4 1/4 1/4 4进码 2进码 0 00 1 01 2 10

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