通信概论---各种通信系统概述
通信系统概述

第一章通信系统概述1.1 通信系统模型一、通信的定义1.信息:对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容﹙包括语音、图象、文字等﹚人与人之间要互通情报,交换消息,这就需要消息的传递。
古代的烽火台、金鼓、旌旗,现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等,都是人们用来传递信息的方式。
2.信号:与消息一一对应的电量。
它是消息的物质载体,即消息是寄托在电信号的某一参量上。
3.通信就是由一地向另一地传递消息。
二、电通信1.定义利用“电”来传递信息,是一种最有效的传输方式,这种通信方式称为电通信。
2.特点电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效,而又准确、可靠的传递。
电通信一般指电信,即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统,对于消息、情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。
(1)模拟信号与数字信号:按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。
模拟信号:信号的取值是连续的。
数字信号:信号的取值是离散的。
(2)基带信号与频带信号:按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。
基带信号:发信源发出的信号。
频带信号:通过调制将基带信号变换为频带信号。
基带传输:在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。
频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。
(FM、AM、MODEM)三、通信系统的模型1.通信系统的一般模型(1)通信系统:通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。
(2)通信系统的基本模型●发信源:是消息的产生来源,其作用是将消息变换成原始电信号。
变换:将非电物理量转换为掂量。
信源可分为模拟信源和离散信源。
模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号;离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。
●发送设备:作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信号。
它要完成调制、放大、滤波、发射等。
在数字通信系统中还要包括编码和加密。
通信系统概述(共22张PPT)精选

② 调制、解调原理
③ 信道与噪声统计特性及其对信号(xìnhào)传输
影响
④ 各类调制方式系统的抗干扰性能
第五页,共22页。
UP
二、数字(shùzì)通信系统模型 1、数字(shùzì)频带通信系统模型
(Model for Digital Band Communication
x1, x2, ..., xn p(x1),p(x2),…,p(xn)
n
且∑p(xi) = 1
i=1
n
H(x) =-∑p(xi)log2 p(x2) i=1
H(x)-----信息源的熵.
bit/符号(symbol)
注意(zhù yì)单位!
第十六页,共22页。
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讨论:H(x)的性质:
(1) H(x)是非(shìfēi)负的
第二十页,共22页。
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(Capacity of Channel)
含义: 信道容量背景下,且信道带宽与有用信号功率 受限下,调制信道无差错(差错率趋于0)地传输数据信 号的极限速率(极限速率趋于∞)称~
定义: 设①双边(shuāngbiān)加性噪声为 Pi( )=n0/2的G.W ②信道工作频带为B(Hz) ③有用 信号功率为S(W),则信道容量由香农公式决定:
5、按工作频率
6、按通信(tōng xìn)业务
FDM TDM CDM
长波通信
中波通信
短波通信
微波通信
光波通信
电报
电话:可视电话
TV 雷达
已派生出来
第十一页,共22页。
一、信息(xìnxī)与消息(information and message)
通信系统概述

1.2 通信系统的基本模型
(2)接收设备 对接收信号进行与发送设备相反的变换处理, 如解调、译码、转换等,以便恢复出消息供受 信者接收。 尽可能的抑制干扰,使所恢复的信号尽可能准 确。
现代通信发展历史回顾
1958年 1961年
1963年 1969年
发射第一颗人造卫星,太空通信 时代到来 集成电路问世,使得数字通信得 到进一步发展,对电子产品的发 展更新(高速、微小)起非常重要的作 用 发射第一颗同步通信卫星,开辟 了空间通信的新纪元 因特网(Internet)的前身 ARPAnet出现,被后人称为网络 之父 (巴兰)
(3)模数(A/D)转换: 虽然模拟信号与数字信号有很大的差别,但模拟 信号可通过数字化的方法转化成数字信号;反之, 数字信号又可通过模拟化的方法转化成模拟信号。 完成这两种转化的器件分别称为“模数转换” (A/D)器和“数模转换”(D/A)器。
1.2 通信系统的基本概念和模型
通信系统:传递信息所需要的一切技术、设备和传 输媒介的集合。 通信系统基本模型: 必要的通信流程: 消息信号处理传输信号还原消息
1.2通信系统的基本模型
架空明线 指平行而相互绝缘的架空 裸线线路。 与电缆相比,它的优点是 低频信号传输损耗低,但 高频信号易于辐射,衰耗 较大,所以容许传输的信 号频率受到限制。 易受气候和天气的影响, 并且对外界噪声干扰较敏 感、串话严重。
现代通信系统概论

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物联网的兴起
物联网将进一步发展,实现设备之间的互联互通,创造更智能、便捷的生活方式。
3
5G时代的到来
随着5G技术的商用化,人们将享受到更快、更可靠的移动通信体验。
现代通信系统概论
现代通信系统是指利用技术手段传递信息的系统。通信系统由发送器、接收 器、信道、编解码技术等组成部分构成。本课程将介绍通信系统的基本原理 和应用领域。
通信系统的基本组成部分
发送器和接收器
发送器负责将信息转换成信 号并发送,接收器负责接收 并解码这些信号以还原信息。
信道
信道是信息传输的媒介,可 以是有线媒体(如光纤)或 无线媒体(如无线电波)。
通信系统的关键性能指标
1 传输速率
传输速率是指单位时间内传输的信息量,通常以位/秒(b/s)或字节/秒(B/s)来表示。
2 误码率
误码率是指传输过程中发生的传输错误的频率,通常以百分比或小数形式表示。
3 带宽
带宽是指信道传输的频率范围,也可以表示为数据传输速率的最大值。
现代通信系统的应用领域
移动通信
移动通信技术使得人们可以随时随地进行语音和数据通信,如2G、3G、4G、5G等。
互联网
互联网是全球范围内的计算机网络系统,通过标准化协议相互连接,在全球范围内实现信息 的传输和共享。
卫星通信
卫星通信系统利用人造卫星作为中继器,实现全球范围内的信息传术的发展
无线通信技术将继续发展,为更好地满足人们对高速、稳定的通信需求。
编码和解码技术
编码和解码技术用于将信息 转换成容易传输和存储的形 式,并在接收端将其还原为 原始信息。
常见的通信系统类型
1 有线通信系统
有线通信系统使用物理介质进行信息传输, 如电话线、光纤等。
通信系统概论

通信系统概论引言通信是现代社会中不可或缺的一部分,它使得人们能够快速、便捷地传递信息。
通信系统是由多个组件和技术组成的,它们一起协作以实现信息的有效传输。
本文将介绍通信系统的基本原理、组成部分和常见技术。
通信系统原理通信系统的主要原理是将信息从一个地方传输到另一个地方,在传输过程中保持信息的准确性和完整性。
通信系统包括发送端、传输媒介和接收端。
发送端将信息转换为适合传输的信号。
这可以通过编码、调制或其他信号处理技术来实现。
传输媒介是信息传输的媒介,可以是有线电缆、光纤、无线电波等。
接收端将传输的信号恢复为原始的信息。
通信系统组成部分通信系统通常由以下几个主要组成部分构成:发送端负责将原始信息转换为适合传输的信号。
它通常包括以下组件:•数据源:生成要传输的原始信息。
•编码器:将原始信息转换为适合传输的信号。
•调制器:将信号调制为能够在传输媒介中传输的形式。
传输媒介传输媒介是信息传输的媒介。
常见的传输媒介包括:•有线电缆:如网线、同轴电缆等。
•光纤:利用光的传导特性传输信息。
•无线电波:通过空气传播信号。
传输媒介的选择取决于传输距离、速度要求、设备成本等因素。
接收端负责将传输的信号恢复为原始的信息。
它通常包括以下组件:•解调器:将传输的信号解调为原始信号。
•解码器:将解调后的信号解码为原始信息。
•终端设备:接收并处理信息。
通信系统技术通信系统中使用的技术主要包括调制解调技术、多路复用技术和编码解码技术。
调制解调技术是将原始信号转换为适合传输的信号的过程。
调制技术可以将信号调制为不同的频率、相位或振幅,使其能够在传输媒介中传输。
解调技术则将传输的信号恢复为原始信号。
多路复用技术允许将多个信号通过同一个传输媒介同时传输。
常见的多路复用技术包括时分复用和频分复用。
编码解码技术用于将信息转换为二进制数据或其他形式的数字信号,并在接收端将其解码为原始信息。
常见的编码解码技术包括差分编码、哈夫曼编码等。
结论通信系统是现代社会中信息传输的关键部分。
通信系统概论

任务1 通信系统概论
1.1 通信的定义 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类及通信方式 1.4 通信系统的主要性能指标
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docin/sundae_meng
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1.1 通信的定义
通信的定义: 是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
通信的目的: 就是传递消息。
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二、通信方式 1. 按消息传送的方向与时间分 单工通信、半双工通信及全双工通信三种。
发端
发
终 端 A
收
发
终 端 A
收
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信道
信道
信道 信道
收端
收
终 端 B
发
收
终 端 B
发
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(a)单工 (b)半双工
本课程对通信的定义: 利用电子等技术手段,借助电信号(含光信号)
实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
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1.2 通信系统的组成
一、通信系统的一般模型
信源
发送设备
传输媒介
接收设备
信宿
噪声源
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2. 亟待解决的问题 (1)提高频带利用 ; (2)简化系统设备结构。
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1.3 通信系统分类及通信方式
一、通信的分类 按传输媒质分:有线通信和无线通信; 按信道的特征分:模拟通信系通与数字通信系统; 按工作频段分:长波通信、中波通信、微波通信; 按调制方式分:基带传输和频带传输; 按收信者是否运动分:移动通信和固定通信; 按多地址方式分:频分多址通信、时分多址通信、 码分多址通信等。
通信系统基础通信系统概述

1. 信源编码与译码
➢ 信源编码:将模拟信号(如原始旳语音和图像信号)变换为数 字信号,即PCM旳三个过程,用来提升传播有效性。
➢ 信源译码:把量化编码旳信号还原成模拟信号。
2. 加密与解密
➢ 为确保数字信号与所传信息旳安全, 一般应采用加密措施。 数字信号比模拟信号易于加密, 且效果也好。 这是数字通信突 出旳优点之一。 可在信源与信道编码之间加入加密器, 同步在 接受端加入解密器。 加密器能够产生密码, 人为地将输入明文 数字序列进行扰乱。
第2章 通信系统概述
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
2.3 通信系统旳分类
按业务类型旳不同,分为语音通信和非语音通 信,如电话通信系统、电报通信系统、数据通 信系统、图像通信系统等。
按信号类型旳不同,可分为:
第2章 通信系统概述
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
2.3 通信系统旳分类
2.5.1电磁波定义
图2.13是多种电磁波工作旳示意图。
第2章 通信系统概述
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
常用旳传播介质及其主要用途
第2章 通信系统概述
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2.5.2信息
1 消息:一组有序符号序列或连续时间函数, 如语音、 摄影 机摄下旳活动图像等。 前者称为离散消息, 后者称为连续 消息。
第2章 通信系统概述
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
2.1 通信定义
通信就是克服距离上旳障碍, 迅速而精确地互换
和传递信息,即把消息从一地有效地传递到另 一地,即消息传递旳全过程。
信息常以某种方式被载荷在电信号旳某一参量上, 实现点对点旳通信。如图2.1所示。
通信概论1章--通信概述.ppt

2021/6/14
《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.2.1 通信网的构成 1.2.2 通信网的分类 1.2.3 通信网的基本结构 1.2.4 通信网的质量要求 1.2.5 通信网络的发展历史及动向
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《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.2.1 通信网的组成(1/5)
构成通信网的基本要素: 终端设备、传输链路、交换设备。
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1.1.4 通信系统的分类(5/7)
数字通信
❖ 数字通信系统框图
加入用于差错检测和控制
的监督码,以提高数字
传输系统的可靠性。
模拟信号
信 信源 源 编码
信道信 编码源
调 制 器
信道
解 调 器
信道 宿译码
信源 信 译码 宿
经过模/数变换(即A/D变换)
形成数字序列,以适宜在数 字系统中的传输。
噪声 数字调制
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《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.1.5 通信系统的质量要求(4/7)
有效性
❖ 频带利用率是指单位频带内的传输速率,通信系统 占用的频带越宽,传输信息的能力应该越大。
单位频带内传输速率
符号传输速率
η=
频带宽度
或
η=
信息传输速率 频带宽度
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《现代通信概论》第1章 通信概述
几个重要的标准化组织
❖ 国际标准化组织ISO (International Standard Organization):世界上最大的国际标准化专门机构。
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《现代通信概论》第1章 通信概述
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1.1.6 标准化组织(2/2)
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频
混中
滤
频放
波
收信 本振
收信机原理放框图
时 主 中频出 延中 均放 衡
通信概论---各种通信系统概述
卫星移动通信系统
卫星通信的概念
所谓卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站,转发地球上任意 两个或多个地球站之间用于进行通信的无线电波。
1、 通信卫星的分类: (1)无源卫星和有源卫星 (2)静止卫星(同步卫星)和运动卫星(非同步卫星) 目前,通信中最为广泛应用的是有源静止卫星。
光纤传输原理
光从一种介质入射到另一种介质时会产生 折射。折射量取决于两种介质的折射率。 当入射角≥临界值时产生全反射,不会泄漏。
光纤:纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低
亮度调制,有脉冲-1,无脉冲-0 光源: 发光二极管 / 激光二极管 光检测器: 光电二极管 / 雪崩二极管
通信概论---各种通信系统概述
2、卫星通信系统的工作过程 在卫星A下的一个移动终端(主叫终端)将呼叫处于卫星B下的一个移动
终端或呼叫与卫星B下的某个关口站相连的固定网用户。其呼叫过程如下: (1)卫星移动终端开机后,便自动向其归属关口站发出移动终端开机通知 信息,并告知其具体所在位置。如果该机是处于备用(等待呼叫)状态,或 移动至一个偏远地区,则需要向归属关口站送一个更新信息,更新存储在归属 关口站中的此移动终端的位置信息。 (2)移动用户向卫星移动终端(主叫终端)输入被叫号码。 (3)卫星移动终端向该终端视线内的卫星发出一个包含该终端注册号码和被 叫终端号码的请求服务信息,并通过卫星将此信息传递到本地服务关口站, 以建立呼叫。 (4)本地关口站又通过卫星线路分别向主叫终端和被叫终端的归属关口站发出 询问信息。如主叫和被叫终端是否有权使用此系统及其权限。 (5)如双方都拥有使用权限,则系统将卫星信道分配给此主叫终端和被叫终端, 以供链接,并同时向被叫终端发起呼叫。如被叫是卫星移动通信系统中的一个卫 星移动终端,则由相应的卫星在卫星移动终端所在区间进行呼叫。 (6)通话完毕后,主叫和被叫终端释放通信链路,并由本地关口站通过卫星链 路向双方的归属关口站发送相应的通信记录,以供主叫和被叫终端的归属关口 站使用。
数字微波通信系统的构成
数字微波中继通信线路是由线路两端的终端站、若干中继站及分 路站构成,如图示。
数字微波通信系统的基本构成原理如图所示,从图中可以看出, 数字微波通信系统由两端的终端站、天线馈线系统以及中继站构成。
通信概论---各种通信系统概述
地面微波接力
两个地面站之间直线传送 距离:50 -100 km
地球
通信概论---各种通信系统概述
3、卫星通信系统的组成
一个完整的卫星通信系统是由空间分系统、地球站群、跟踪遥 测以及指令系统和监控管理系统四部分组成。
空间 分系统
跟踪遥测 指令分系统
地球站
通信业务 控制中心
通信 遥测
监控管理分系统
卫星通信系统的基本组成
通信概论---各种通信系统概述
卫星移动通信
单模光纤SMF
输出脉 冲
通信概论---各种通信系统概述
典型的光缆
单芯光缆
玻璃封 塑料外套 套
玻璃内 芯
多芯光缆
外
塑料外套
壳
玻璃内芯
玻璃封套
通信概论---各种通信系统概述
高密度多芯光缆
外套
光纤 封套 芯
加强芯
外鞘 加强芯 光纤束
通信概论---各种通信系统概述
光纤通信传输系统的构成
PCM 复用 设备
卫星移动通信是指利用卫星转接移动用户间或移动用户与固定用 户间的相互通信。 1、卫星移动通信系统的结构
卫星移动通信系统通常包括空间段和地面段两部分。空间段是指卫星 星座;地面段是指包括卫星监控中心、网络操作中心、关口站和卫星移动 终端在内的地面设备。
通信概论---各种通信系统概述
通信概论---各种通信系统概述
2、静止卫星 在赤道上空35800km附近圆形轨道上的卫星,运动方向和地球
一致,且绕地球一周的时间与地球自转周期相同。以静止卫星作为 中继站所组成的通信系统成为同步卫星通信系统。
通信概论---各种通信系统概述
地球同步卫星
35,800 公里
与地面站相对固定位置 使用3个卫星可覆盖全球 传输延迟时间长 适用于海洋、山区、沙漠等 地区的通信
均
判
衡
决
器
器
输出盘
解解 编 码扰 码
输出至 电端机
自动增 益控制 电路
时钟恢 复电路
通信概论---各种通信系统概述
数字微波通信系统
微波通信的概念
电磁波频谱排列
频率
3~30kHz 30~300kHz 300~3000kHz 3~30MHz 30~300MHz
频段名称 VLF甚低频 LF低频 MF中频 HF高频 VHF甚高频
各种通信系统概述
光纤通信系统 数字微波通信系统 卫星通信系统 移动通信系统
通信概论---各种通信系统概述
光纤——依靠光脉冲传输数据 特点
传输带宽高,通信容量大 传输损耗小,适合长距离传输 抗干扰性能极好,保密性好 轻便 单向传输,双向传输时需两根光纤
通信概论---各种通信系统概述
光纤分为:多模MMF、单模SMF
多模光纤——纤芯较粗
多束光线以不同的反射角传播,因此到达目的 地的时间不同,造成光脉冲逐渐展宽、失真
可使用发光二极管作为光源
输入脉冲
输出脉冲
多模光纤MMF
通信概论---各种通信系统概述
单模光纤——纤芯较细
使单个波长的光线沿光纤一直传播
输入脉 冲
单束光线沿直线 传播
地面站之间的直 视线路
微波传送 塔
地 球
主干线 支线
微波终端站 微波分路站 微波中继站
数字微波中继通信线路示意图
通信概论---各种通信系统概述
终端站
微波收 发信设备
调制-解调 设备
时分复 用设备
天线馈线系统
终端站 天线馈线系统
收信 发信 中间站
微波收 发信设备
长途电信局 或微波站
调制-解调 长途电信局 设备 或微波站
时分复 用设备
市内电话局
市内电话局
用户终端 甲地
用户终端 乙地
数字微波通信系统方框图
通信概论---各种通信系统概述
中频入
时 延
均
衡
中 放
发 信 混 频
单 向 器
射 频 功 放
发信 本振
发信机原理放框图
分 路
射频出
滤
波
通信概论---各种通信系统概述
射频入
分 路
滤
波
低边 噪带 声滤 放波 大
收前
中
信置
频率
300~3000MHz 3~30GHz 30~300GHz
频段名称 UHF特高频
SHF超高频 EHF极高频
微
波
微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波,其对应的的波长为1m~1mm。
微波通信:利用微波波段的电磁波进行通信的一种通信方式,数字微波通信
则是利用微波波段的电磁波传输数字信息的一种通信方式。
1.特点 (1)频带宽,通信容量大 (2)适于传送宽频带信号 (3)采用中继传输方式
通信概论---各种通信系统概述
2. 数字信号微波传输的特点 与模拟微波传输相比,数字微波传输具有如下特点: (1)抗干扰能力强,线路噪声不积累; (2)便于组成数字通信网; (3)保密性强; (4)设备的体积小、重量轻、功耗低。
光 端 机
光缆
光 中 继 器
光缆
光 端 机
光通信系统
PCM 复用 设备
通信概论---各种通信系统概述
光发射机的基本原理
输入盘
均
码型
扰
编
衡
变换
码
码
时钟
发送盘 驱 动
APC
ATC
光 光纤 源
光 监 测
告警 输出
通信概论---各种通光电 检测器
前置 放大器
主放 大器
接收盘