模拟通信系统性能指标
重庆理工大学现代通信原理与技术复习重点
3、请简述逐次比较型编码器的工作原理。
4、采用13折线A律编码器电路，设接收到的码组为“01010011”，最小量化间隔为△。
（1）试问编码器输出的该样值量化电平为多少；
（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。
5、若采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为△，已知抽样值为 – 95△。
2、简述题20分，每题4分。
3、综合计算题60分，A6~B7个题，每题分值不等(课堂例题及课后习题)。
第1章
1、通信系统的模型（数字通信系统模型）
2、通信系统的分类。
3、通信方式：（1）单工、半双工和全双工传输；（2）串行传输和并行传输。
4、通信系统的主要性能指标。
（1）模拟通信系统的有效性和可靠性指标（带宽和信噪比）；
因为是单路信号每秒有8000个抽样值一个抽样值用3个码元所以码元传输速率fbpcm3800024kbaud3因为128级量化需用7位二进制码进行编码所以码元速率为fbpcm7800056kbaud思考与练习题1脉冲编码调制pcm是把模拟信号转换为数字信号的一种调制方式
考题类型：1、填空题20分，每空1分。
（3）段内码： （四次比较）
取IW4= 64 + 8 × 4 = 96 ，因为Is < IW4 所以， C5 = 0 ；
取IW5= 64 + 4 × 4 = 80 ，因为Is ＞ IW5 所以， C6 = 1 ；
取IW6= 64 + 6 × 4 = 88 ，因为Is ＞ IW6 所以， C7= 1 ；
IW=段落起始电平+8×(量化间隔)
=1024+8×64=1536Δ
通信评估指标体系
通信评估指标体系
通信评估指标体系是用于评估通信系统性能和效果的一套指标集合。
这些指标涵盖了通信网络的各个方面，包括可靠性、容量、传输速率、时延、抗干扰能力等。
下面是一些常见的通信评估指标：
1. 可靠性：衡量通信系统在给定时间内正常运行的概率，通常使用故障发生的平均时间间隔（MTBF）和故障修复的平均时间（MTTR）来评估。
2. 容量：指通信系统能够传输的最大数据量或最大用户数。
通常以带宽或频谱利用率来衡量。
3. 传输速率：指单位时间内传输的数据量。
可以是峰值速率、平均速率或实际传输速率。
4. 时延：包括传输时延、排队时延、处理时延和传播时延等。
传输时延是指数据从发送端到接收端所需的时间，排队时延是指在网络节点上等待传输的时间，处理时延是指数据在节点上进行处理所需的时间，传播时延是指电磁波传播在传输介质中所需的时间。
5. 抗干扰能力：评估通信系统在面对外部干扰时的稳定性和性能。
包括抗噪声、抗多径衰落、抗干扰等。
6. 覆盖范围：指通信系统服务的有效区域。
可以通过信号强度、接收灵敏度、覆盖率等指标来评估。
7. 成本效益：评估通信系统的建设和运维成本与其提供的服务和效益之间的关系。
8. 互操作性：评估通信系统与其他系统或设备之间的兼容性和交互能力。
以上只是通信评估指标体系中的一部分，具体的指标还可能根据不同的应用场景和需求进行调整和扩展。
在实际应用中，我们可以根据具体的评估目标选择合适的指标，并进行相应的测试和分析。
通信系统主要性能指标
04
通信系统的应用与发展
移动通信系统
移动通信系统是现代通信技术的重要应用之一，具有广泛的应用场景，如手机通信、无线宽带接入等。
移动通信系统的主要性能指标包括覆盖范围、网络容量、传输速率、频谱利用率等，这些指标直接影响 着用户的使用体验和运营商的网络质量。
随着技术的发展，移动通信系统也在不断演进，从2G到5G，传输速率和频谱利用率不断提升，为用户 提供更加快速、稳定、可靠的服务。
全球覆盖与无缝连
接
6G将致力于实现全球覆盖和无缝 连接，为全球用户提供一致的高 质量通信服务。
通信系统的安全与隐私保护
1 2 3
数据加密与网络安全
随着通信技术的发展，数据加密和网络安全技术 也需要不断升级，以保障用户数据的安全性。
隐私保护法规与政策
制定和完善相关法规和政策，保护用户隐私不受 侵犯，同时要求通信企业履行相应的隐私保护责 任。
目的地
信息到达的终端或设 备。
通信系统的分类
有线通信系统
利用电缆、光缆等物理介质传输信号，如电话通信系 统、电视广播系统等。
无线通信系统
利用电磁波传输信号，如移动通信系统、卫星通信系 统等。
数据通信系统
以数据传输和交换为主要目的的通信系统，如计算机 网络系统等。
02
通信系统的主要性能指 标
数据传输速率
误码率
误码率
指通信系统传输数据时出现错误的概率，通常以比特错误率 （bit error rate, BER）表示。误码率越低，通信质量越高，数 据传输越可靠。
误码率的控制
为了降低误码率，需要采用高效的纠错编码技术、信号处理 技术等手段。此外，还需要保证信道质量、降低噪声干扰等 。
频谱效率
通信系统的主要性能指标
两类信号： • 模拟信号：取值连续，例如语音 • 数字信号：取值离散，例如数据
两类通信系统： • 模拟通信系统 要求 － 高保真度 准则 － 信号噪声功率（电压）比 (信噪比) 手段 － 参量估值方法 • 数字通信系统 要求 － 正确 准则 － 错误率 (误码率与误信率) 手段 － 统计判决理论
6
码元
t 模拟信号
数字信号
t
模拟信号tFra bibliotek数字信号模拟信号和数字信号
t
7
项目任务
任务一：信息量的计算
信息量是消息出现的概率的P（x）函数。 消息中包含的信息量与消息发生的概率紧密相关，消息出现 的概率越小，则消息中包括的信息量就越大。 如果事件是必然的(概率为1)，则它传递的信息量为零； 如果事件是不可能的(概率为0)，则它将有无穷的信息量。 如果得到的不是由一个而是由若干个独立事件构成的消息， 那么，这时得到的总的信息量，就是若干个独立事件的信息量的 总和。
铁道信号专业----《现代通信原理》课程
项目1-3：通信系统的主要性能指标
2020/3/3
1
项目准备
信息量的公式和单位?
检索有效性与可靠性的概念?
探讨模拟通信系统用什么指标来衡量其通信质 量?
2020/3/3
2
项目目标
理解信息量的计算方法 掌握有效性与可靠性的基本概念 掌握数字通信系统的主要性能指标
• 可靠性是指系统接收信息的准确程度。即质量的好坏问题。 • 可靠性是关于消息传输质量的指标，它衡量收、发信息之间
的相似程度，取决于系统的抗干扰能力。 • 模拟通信系统的可靠性通常用输出信噪比来衡量。 • 数字通信系统的可靠性用差错率，即误比特率和误码率来
如何评估通信技术的系统性能
如何评估通信技术的系统性能通信技术的系统性能评估涉及对通信系统的关键指标进行测量和分析，以确定系统在不同条件下的性能表现。
评估通信技术的系统性能可以帮助设计人员了解系统的强弱点，指导系统优化和改进。
下面详细介绍如何评估通信技术的系统性能。
1. 确定性能指标：需要确定评估通信技术系统性能所需的关键指标。
常见的性能指标包括数据传输速率、信噪比、误码率、时延、吞吐量、容量等。
性能指标的选择应根据具体的通信系统和应用场景来确定。
2. 实施基础性能测试：为了评估通信技术的系统性能，首先需要进行一系列基础性能测试。
这些测试包括测量系统的带宽、幅度响应、相位响应、时序稳定性等基本参数。
这些测试可以通过使用相应的测试设备和仪器进行。
3. 建立实验环境：为了进行系统性能评估，需要建立一个能够模拟真实环境的实验环境。
这个环境可以包括通信设备、网络连通性、传输介质等。
确保实验环境能够尽可能地接近实际应用场景，以便获取准确的性能数据。
4. 进行性能测试：在建立好实验环境后，可以开始进行具体的性能测试。
通过发送不同类型和大小的数据包，观察系统的性能表现。
可以测试的性能指标包括数据传输速率、误码率、时延、吞吐量等。
测试应该在不同的条件下进行，如不同的网络负载、传输介质、距离等，以便全面评估系统的性能。
5. 数据分析和评估：在完成性能测试后，需要对测试数据进行分析和评估。
通过比较测试结果与预期指标，可以评估系统的性能是否达到要求。
在数据分析中，应确保数据的可靠性和可重复性，以及考虑到不确定因素的影响。
6. 优化和改进：根据性能评估的结果，可以发现系统的优点和不足之处。
根据这些发现，可以进行系统的优化和改进。
优化和改进可能包括调整参数、优化算法、增加资源等。
通过这些改进措施，可以提高系统的性能。
7. 考虑实际应用场景：在评估通信技术的系统性能时，需要考虑实际应用场景的要求和限制。
不同的应用场景可能对系统性能有不同的要求，例如高速移动通信、室内辐射环境等。
通信原理习题解答
解法二：设
H1 ( f ) 1 cos0.2πf 1 0.5e j0.2πf 0.5e-0.2jf
0.1 H2( f ) 0 f 5 f 5
则 H(f )=H1(f )H2(f )
其中，由FT的时移性质得到
h1 (t ) IFT [H1 ( f )] (t ) 0.5 (t 0.1) 0.5 (t 0.1)
有： E[x(t)]=0，E[x2(t)]=1/2，|x(t)|max=1，求
（1）DSB调制时，已调信号的传输带宽和平均发送功率。 (采用同步解调)
（2）SSB调制时，已调信号的传输带宽和平均发送功率。
(采用同步解调) （3）100％AM调制时，已调信号的传输带宽和平均发送 功率。(采用包络解调，且单音调制) （4）FM调制时(调制指数为5)，已调信号的传输带宽和平 均发送功率。(采用鉴频解调，且单音调制)
而
h2 (t ) IFT[ H 2 ( f )] Sa(10πt )
则由FT的时域卷积性质得到
h(t ) h1 (t ) * h2 (t ) (t ) 0.5 (t 0.1) 0.5 (t 0.1)* Sa(10πt ) Sa(10πt ) 0.5Sa(10πt π) 0.5Sa(10πt π)
2． 一个传输二进制数字信号的通信系统， 1分钟传送了 72000 bit的信息量。
(1) 系统的传码率为多少？
(2) 如果每分钟传送的信息量仍为72 000 bit，但改用八 进制信号传ห้องสมุดไป่ตู้，系统传码率为多少？
解：Rb=72000/60=1200 bit/s （1）二进制系统，Rs=Rb=1200 baud （2）八进制系统，Rs=Rb/log28=1200/3 =400 baud 3． 某二进制数字通信系统，传码率为1200 B。经过多次统 计，发现每分钟平均出现7.2个错码，试计算该系统的 误码率。 解：
衡量通信系统的主要指标
衡量通信系统的主要指标
通信系统的主要指标是
传输速率：传输速率是指单位时间内传输的数据量，通常以比特率（bit/s）表示。
它衡量了系统在单位时间内能够传输的数据量，速率越高，传输效率越高。
带宽：带宽是指通信信道或网络传输数据的能力，通常以赫兹（Hz）表示。
带宽越大，系统可以传输的频率范围就越广，从而能够支持更高的数据传输速率。
延迟：延迟是指信号从发送端到接收端所需的时间，也称为传播延迟。
较低的延迟对于实时通信非常重要，因为它直接影响到通信的响应时间和交互性能。
误码率：误码率是指在传输过程中出现的错误比特数与总传输比特数之比。
低误码率意味着通信系统能够准确地传输数据，因此对于数据完整性和可靠性非常重要。
容量：容量是指系统能够支持的最大数据传输速率。
它取决于带宽、信噪比和频谱利用率等因素。
提高容量可以增加系统的吞吐量和数据处理能力。
信噪比：信噪比是指信号与噪声的比值，衡量了通信信号中的噪声水平。
高信噪比表示信号相对于噪声较强，有利于提高数据传输的可靠性和质量。
覆盖范围：覆盖范围是指通信系统的信号可以传输到的地理范围。
对于无线通信系统，覆盖范围决定了系统的可用性和连接性。
能耗：能耗是指通信系统在工作过程中所消耗的能量。
1.4通信系统性能指标讲解
可靠性：常用误码率和误信率表示，统称差错率。
第 1 章 绪论
1. 传输速率
码元传输速率RBd简称传码率，又称符号速率等。它表
示单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud）， 记为Bd。 例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400 Bd 。
数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率与进制
比较不同通信系统的有效性时，单看它们的传输速率是不
够的，还应看在这样的传输速率下所占的信道的频带宽度。所
以，真正衡量数字通信系统传输效率的应当是单位频带内的码
元传输速率，即
RBd (B / Hz)
B
(1.4 -5)
数字信号的传输带宽B取决于码元速率RB，而码元速率和 信息速率Rb有着确定的关系。为了比较不同系统的传输效率， 又可定义频带利用率为
错误比特数 pb 传输总比特数
(1.4-8)
显然， 在二进制中有
Pb=Pe
第 1 章 绪论
一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输 的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A， 01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽 度为5ms。 （1）不同的字母是等可能出现时，试计算传 输的平均信息速率；
Rb (b / s Hz)
B
(1.4 -6)
第 1 章 绪论
3. 差错率
误码率（码元差错率）Pe是指发生差错的码元数在传输 总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传 输系统中被传错的概率，即
错误码元数 pe 传输总码元数
(1.4-7)
误信率（信息差错率）Pb是指发生差错的比特数在 传输总比特数中所占的比例， 即
第 1 章 绪论
1.4 主要性能指标
通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 •有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资 源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的 “速度”问题。 •可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输 的“质量”问题。
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1.5.1 模拟通信系统性能指标
知识点归纳：
通信系统的主要性能指标通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等，但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。
有效性主要是指消息传输的“速度” ，而可靠性主要是指消息传输的“质量” 。
对于模拟通信系统来说，有效性可以用消息占用的有效带宽来度量，可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。
对于数字通信系统来说，度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率，可靠性主要指标是差错率。
数字系统的性能指标
有效性有效性时通信系统传输信息的数量上的表征，时指给定信道和时间内传输信息的多少。
数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB信息速率Rb和频带利用率衡量。
1．码元速率
码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义：码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。
单位：为波特（baud）, 简记为B, 例如，某系统在 2 秒内共传送4800 个码元，则该系统的传码率为2400B 。
虽然数字信号由二进制和多进制的区分, 但码元速率与信号的进制无关, 只与一个码元占有时间Tb 有关, R B=1/Tb 。
2 . 信息速率
定义：信息速率（Rb）是指每秒传输的信息量。
单位：比特/秒（bit/s ），简记（b/s）
例如，若某信源在 1 秒钟内传送1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为l （bit ），则该信源的信息传输速率
=1200b/s 或1200bps 。
对于传输二进制数字信号，则Rb 为二进制码元数目/秒，对于传输N 二进制数字信号，有Rb=RBlog2M
式中RB为M进制数字信号的码元速率。
二进制时，码元速率与信息速率数值相等，只是单位不同。
3. 频带利用率在比较不同的数字通信系统的效率时，仅仅看他们的信息传输速率是不够的。
因为即使是两个系统的信息传输的速率相同，他们所占用的频带宽度也可能不同。
从而效率也不同。
对于相同的信道频带，传输的信息量越来越高。
所以用来衡量数字通信系统传输效率指标（有效性）应当是单位频带内的传输速率，即
n=符号传输速率/频带宽度（波特/赫）
对于二进制传输，则可以表示为
n=信息传输速率/频带宽度（比特/秒*.赫）
可靠性
可靠性是通信系统传输信息质量上的象征。
指的是接收信息的准确程度。
衡量数字通信系统可靠性的重要指标是错误率，具体地有误码率，具体地有误码率Pe和误信率Pb二种中表示方式
1 .误码率Pe
这个指标是多次统计结果的平均量，所以这里指的是平均误码率。
例如：经长时间统计，平均传输1 0 0 0个
码元种错一个码元，则误码率Pe = 10 - 3
2. 误信率
显然在二进制种有Pe=Pb 错误率的大小由通路的系统特性和信道质量决定。
而不同信号对错误了的要求为
10 - 3——10 - 6,而传输计算机的数据信息时常常要求更高，则Pb更小。
当信道不能马民族要求时，必须家
纠错编码。
最后需指出的是：可靠性和有效性指标是互相矛盾的和可以交换的，即可通过降低有效性的方法来提高
系统的可靠性，或反之.
模拟系统的性能指标
1. 有效传输带宽模拟通信系统的有效性可用有效传输频带来衡量。
同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，所需的频带宽度越小，则有效性越高。
2. 输出信噪比模拟通信系统的可靠性用接收端最终的输出信噪比来衡量。
输出信噪比是指输出信号的平均功率与输出的噪声平均功率之比，即。
不同模拟通信系统在同样的信道信噪比下所得到的输出信噪比是不同的，信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。