数字通信原理..

1.3 通信技术发展概况
（2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字 传输理论及技术、彩色电视、卫星通信等方面的发展 , 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共 20多 年 , 主要是卫星通信、光纤通信、移动通信、多媒体通 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 3. 通信技术发展史上的重大事件 现把从1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 件列于表1-2，从中可清楚地看到通信的发展过程。
示。码元速率是指单位时间(每秒钟)内传输码元的数目，单位
为波特 (Baud) ，常用符号“ B” 表示。例如，某系统在 2 秒内共 传送4800个码元，则系统的传码速率为2400B。
数字信号一般有二进制与多进制之分，但码元速率RB
与信号的进制数无关，只与码元宽度Tb有关。
0
1 接 收 设 备 发 送 设 备 接 收 通信方式
3. 按通信网络形式分
(a) 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式
终端A (a ) 终端B 终端 A 终端 B 终端 C 终端 A 终端 B (b ) 图1-3 终端 C … 终端 N (c) 终端 N 交换设备
(6) 标准性。 指系统的接口、 各种结构及协议是否合乎国家、
国际标准。
1.4.2 信息及其量度
信息可以理解为消息中包含的有意义的内容。我们把 传输信息的多少用“信息量”进行衡量 (1) 消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即
I I [ P( x)]
(2) 消息出现的概率愈小， 它所含信息量愈大； 反之信 息量愈小。 且
P 1时 P 0时
I 0 I
1.4.2 信息及其量度
(3) 若干个互相独立事件构成的消息， 所含信息量等于各 独立事件信息量的和， 即
I [P ] I [P 1 ( x) P 2 ( x) 1 ( x)] I [ P 2 ( x)
可以看出I与P(x)间应满足以上三点， 则它们有如下关系式：
数字通信原理
主讲：钟立华 微信ID：wagor2012 钟意学习@THXY群：223266536
参考书：
通信原理/樊昌信，曹丽娜编著:国防工 业出版社 通信原理:精简本/樊昌信，曹丽娜编著: 国防工业出版社 通信原理与通信技术 张卫钢主编：西 安电子科技大学出版社 通信原理学习指导 张辉，曹丽娜编著 ： 西安电子科技大学出版社 通信概论 (美)Lillian Goleniewski， (美)Kitty Wilson Jarrett著：电子工业出 版社 2010
1.3.2 通信技术的现状和发展趋势
3. 移动通信
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，它是 随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来 的。 近 10 年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动 通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个把有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围 的通信系统。 移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。 20 世纪 90 年代将是蜂窝电话迅速普及的年代。但目前世界上存在八种 不同的技术体制，互不兼容，因此标准化成为当务之急。数字化 的关键是调制、纠错编码和话音编码方式的确定。微型化的目标 是研制重量非常轻的个人携带的手机。
1.4.2 信息及其量度
例 1-2 试计算二进制符号不等概率时的信息量(设P(1)=P)。
1.4.3 有效性指标的具体表述
数字通信系统的有效性具体可用传输速率来衡量、传输速 率越高，系统的有效性越好。通常用以下三个方面来衡量 1. 码元传输速率 码元传输速率通常又可称为码元速率、用符号RB来表
1.2.2 数字通信系统
3. 模拟信号数字化传输通信系统 在日常生活中大部分信号为模拟信号,实现模拟信号在数字系统 中的传输 则必须 发端 进行 A/D 收端进行D/A
模 拟 信息源
由抽样、量化、 编码组成的模 数转换器
数字通 信系统
数 模 转换器
受信者
1.2.3 数字通信的主要优缺点
1. 数字通信的主要优点 (1)抗噪声性能好:信号的取值只有两个,容易判别和处理. (2) 差错可控: 通信中出现的差错可通过纠错编码技术
本节课解决两个问题
• 1、本门课是关于什么的？
• 2、为什么要学习本门课？
第一章
主要内容
•
数字通信技术概述
1.1 通信的基本概念
•
• •
1.2 通信系统的组成
1.3 通信技术发展概况 1.4 数字通信系统的主要性能指标
•
1.5 数字通信的主要技术
1.1通信的基本概念
1.1.1 通信的定义 通信: 就是利用电子等技术手段,借助电/光信号实现 从一地向另一地进行消息的有效传递和交换. 例如: 人与人之间的对话 人与人之间手机联络 都是通过声音来传递消息
信息源 调制器 信道 解调器 受信者
噪声源
1.2.2 数字通信系统
信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统 数字通信系统主要的三种通信模式:
1.数字频带传输通信系统 2.数字基带传输通信系统 3.模拟信号数字化传输通信系统
1.2.2 数字通信系统
1. 数字频带传输通信系统 说明: 加密器----为了实现保密通信对基带信号的扰乱 编码器----信道的噪声对数字信号的传输造成的差错 通过编码器/解码器来控制 同步 ----该环节因为其位臵往往不是固定未画出,但 在该系统中是不可缺少的.
来控制
(3) 保密性好: 与模拟信号相比更容易加密和解密
(4) 易于与现代技术相结合。目前的终端接口均是数字
信号
1.2.3 数字通信的主要优缺点
2. 数字通信的缺点
(1) 频带利用率不高。数字信号占用的频带宽
以电话为例，一路数字电话一般要占据约 20-60kHz 的带
宽，
而一路模拟电话仅占用约4 kHz带宽。 (2) 需要严格的同步系统。 故设备复杂、成本高、体积较大。
采用光纤通信新技术。
1.3.2 通信技术的现状和发展趋势
2. 卫星通信
卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 不受地
理条件限制，可以大容量传输，建设周期短，可靠性高等。 自 1960 年第一颗卫星发射成功以来，卫星通信发展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球，仅国际卫星通信组 织就拥有数十万条话路。卫星通信的广泛应用，使国际间重 大活动能及时得以实况转播， 它使全世界人与人之间的“距 离”缩短。
转接站
1.2 通信系统的组成
通信系统基本模型 通信的任务是完成消息的传递和交换要实现这一过程 必须具有以下三个部分: 发送端--信道--接收端
信息源 发送设备 发送端 噪声源 信道 接收设备 接收端 受信者
图1-4
1.2.1 模拟通信系统
信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。 与基本模型相比增加了调制与解调.目的是将基带 信号转换为频带适合在信道传输的信号也就是调 制.
1.3.2 通信技术的现状和发展趋势
4. 微波中继通信
微波中继通信始于20世纪60年代，它较一般电缆通信具有 易架设，建设周期短等优点。它是目前通信的主要手段之一， 主要用来传输长途电话和电视节目，其调制主要采用 SSB/FM/FDM等方式。 微波中继通信的主要发展方向是数字微波，同时要不断 增加系统容量，增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目 前 采 用 的 调 制 方 式 有 16QAM 和 64QAM ， 并 已 出 现 256QAM 、 1024QAM等超多电平调制的方式。采用多电平调制，在40 MHz 的标准频道间隔内，可传送1920至7680路PCM数字电话。
1.4数字通信系统的主要性能指标
衡量、比较和评价一个通信系统的优劣时，必然要涉及系统的 主要性能指标
1.4.1 一般通信系统的性能指标
(1) 有效性。 指通信系统传输消息的“速率”问题， 即快慢 问题。
(2) 可靠性。 指通信系统传输消息的“质量”问题， 即好坏 问题。
(3) 适应性。 指通信系统使用时的环境条件。 (4) 经济性。 指系统的成本问题。 (5) 保密性。 指系统对所传信号的加密措施.
有线通信 : 传输媒质为导线、电缆、光缆
见 无线通信: 电磁波 媒质为看不见、 摸不着
媒质能看得
2. 按信道中所传信号的不同分
数字通信: 信道中传送的信号为数字信号
模拟通信: 信道中传送的信号为模拟信号
1.1.2 通信的分类
3. 按工作频段分 长波通信: 如 中波通信: 如 短波通信: 如 微波通信: 如
信 息 源 加 密 器 编 码 器 调 制 器 信 道 解 调 器 译 码 器 解 密 器 受 信 者
噪声源
1.2.2 数字通信系统
2. 数字基带传输通信系统
没有调制器和解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统
基形 带成 信器 号 接 收 滤 波 器 取 样 判 决
信 息 源
信 道
受 信 者
cp 噪声源
用于导航的 VLF通信 民用调频广播;业余无线电 短波广播通信 军用通信 移动通信 雷达 空间通信
1.1.2 通信的分类
表 1 - 1 通信使用的频段及主要用途
1.1.2 通信的分类
续表
1.1.2 通信的分类
4. 按调制方式分
基带传输:
基带传输是指信号没有经过调制而直接送到信道中去传输 的一种方式 频带传输: 频带传输是指信号经过调制后再送到信道中传输，收端有相应 解调措施的通信系统。
1.1.3 通信方式
1.按消息传送的方向 和时间划分的通信方式