通信原理
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通信原理. 周又玲 电话: 66278682 (办) 66257348 (家) E-Mail [email protected] 教材: 《 通信原理 》 (第 5 版),樊昌信 等编著,(北京)国防工业出版社 2001.5 参考文献: 数据通信原理, R.W. 勒基 等著,人民邮电出版社 现代通信原理,曹志刚、钱亚生 编著,清华大学出版社 通信原理,周炯槃、庞沁华 等编著,北京邮电大学出版社 现代通信原理与技术,张辉、曹丽娜 编著,西安电子科技大学出版社 数字通信, John G. Proakis 著,张力军、张宗橙、郑宝玉译,电子工业出版社

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Presentation Transcript

通信原理

周又玲

电话:66278682(办)

66257348(家)

E-Mail [email protected]


教材:

  • 《通信原理》(第5版),樊昌信 等编著,(北京)国防工业出版社 2001.5

    参考文献:

  • 数据通信原理,R.W.勒基 等著,人民邮电出版社

  • 现代通信原理,曹志刚、钱亚生 编著,清华大学出版社

  • 通信原理,周炯槃、庞沁华 等编著,北京邮电大学出版社

  • 现代通信原理与技术,张辉、曹丽娜 编著,西安电子科技大学出版社

  • 数字通信,John G. Proakis 著,张力军、张宗橙、郑宝玉译,电子工业出版社

  • 通信原理,黄载禄、殷蔚华 编著,科学出版社

教材及参考文献


  • 考核方式为考试。

  • 平时成绩占总成绩30%,由考勤、作业、课堂讨论、实验构成,其中实验占20%,其它占10%;

  • 期末闭卷笔试,占总成绩 70%。

考核


  • 1.1 引言

  • 1.2 通信系统的组成

  • 1.3 通信系统的分类及通信方式

  • 1.4 信息及其度量

  • 1.5 主要性能指标

第一章 绪论


  • 通信就是信息的传输与交换

  • 历史回顾

    1844 莫尔斯发明有线电报通信

    1876 贝尔利用电磁感应原理发明了电话机

    1864 麦克斯韦预言电磁波辐射的存在

    1887 赫兹通过实验加以证实

    20世纪初,电子管等器件出现,电报和电话通信获得迅速发展,相继有了较高水平的有线通信及长波,中波和短波一类的无线电通信。

1.1引 言

电通信起源的标志

无线电通信的理论依据


  • 20世纪30年代开始,在通信理论上,先后形成:过滤和预测理论,香农信息论,纠错编码理论,信源统计特性理论,信号与噪声,调制理论,信号检测理论等。

  • 通信体制上,由于晶体管,集成电路的发展,出现了具有广阔发展前景的数字通信

  • 通信种类上,相继出现了脉码通信,微波通信,卫星通信,激光通信和计算机通信,计算机技术,通信系统和自动化系统构成的完整信息交换系统,全数字化的综合业务数字网ISDN是目前通信界所关注和研究的新动向。


1.2通信系统的组成

 信 源

 调 制

 信 道

 解 调

 信 宿

噪 声 源

模拟通信系统模型


 信 源

 加 密

编 码

 调 制

 信 道

 解 调

 译 码

 解 密

 信 宿

1.2通信系统的组成

噪 声 源

数字通信系统模型


  • 分类

    1.按消息的物理特征分类:

    电报,电话,数据,图象

    2.按调制方式分类:

    线性:AM,SSB,DSB,VSB。

    非线性:FM,PM

    数字:ASK,FSK,PSK,DPSK,脉冲调制等。

    3.按信号特征分类:

    模拟通信系统,数字通信系统

    4.按传输媒介分类:有线,无线

    5.按信号复用方式分类:FDM,TDM,CDM


  • 信道:信号传输的通道

  • 调制:将原始电信号转换成适合信道传输的信号。

  • 解调:在接收端进行的与调制相反的变换。

  • 基带信号:发送端调制前和接收端解调后的信号。

  • 频带信号:已调信号。

  • 同步:环节不固定,是数字通信系统的必有的一个重要环节。位同步,群同步,载波同步

有 关 概 念


  • 信源编码:A/D,减少原始消息的冗余度,将数据进行压缩编码,提高传送的有效性。

  • 信道编码:人为地按一定规律加入多余的数字码以达到接收端可以发现和纠正误码的目的。又称抗干扰编码,解决数字通信的可靠性。

有 关 概 念


1.3 通信方式


对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。


  • 消息中所含的信息量 对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。I 与消息出现的概率 P(x)的关系式应反映如下规律:

  • I=I[P(x)]

  • P(x)↓→I↑反之亦然 P(x)=1,I=0

  • 若干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

    I[P(x1)P(x2) …]=I[P(x1)]+I[P(x2)]+…

    ∴ I=㏒a = -㏒aP(x)

    a=10 哈特莱 a=e 奈特 a=2 比特

1.4 信息及其度量


  • 对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。P(x)= I=1bit ?位二进制脉冲传送

  • 当P(x)= I=2bit ?位二进制脉冲传送

  • 当P(x)= I=3bit ?位二进制脉冲传送

1.4 信息及其度量

当消息的信息量用比特表示时,它所包含的信息量可以用传送它所需要的最少二进制脉冲数来表示。


  • 平均信息量对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。

    离散信源有n个符号,x1,x2,…,xn,出现的概率为P(x1),P(x2),…,P(xn)

    H(x)=- (bit/符号)

    信源的熵 (Entropy)

    消息等概 P(x1)=P(x2)=…=P(xn)=

    H(x)具有最大值

    Hmax= (bit/符号)

1.4 信息及其度量


  • 模拟通信系统:对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。

    消息传送速度,均方误差

    (加性干扰产生的误差,信噪比)

  • 数字通信系统:

    传输速率,差错率

    传输速率可用传码率(RB B)或传信率(Rb bit/s)表示

1.5 主要性能指标


R对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。b=RB·H

二进制下: RB=Rb

N进制下: Rb=RB·㏒2N

差错率也相应分为误码率和误信率。

1.5 主要性能指标


  • 某数字通信系统用正弦载波的四个相位对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。0、 、π、 来传输信息,

    这四个相位是互相独立的。

    (1) 每秒钟内0、 、π、 出现的次数分别为500、125、125、250,求此通信系统的码速率和信息速率;

    (2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为250,求此通信系统的码速率和信息速率。

例 题


对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。(1) 每秒钟传输1000个相位,即每秒钟

传输1000个符号,故 RB=1000 Bd,每个符号

出现的概率分别为P(0)=

P

=

P(π)=

=

P

,每个符号所含的平均信息量为

H(X)=(

×1+

×3+

×2)bit/符号=1

bit/符号

=

信息速率 Rb=(1000×1

)bit/s=1750 bit/s

(2) 此时四个符号出现的概率相等,故

H(X)=2 bit/符号

Rb=(1000×2)bit/s=2000 bit/s


  • 数字通信的优点有哪些?对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工,半双工,全双工通信。

  • 125 S内传输256个四进制码元,

    传信率为多少?若2S产生3个误码误码率为多少?

思 考

1.抗干扰能力强,可消除噪声累积

2.差错可控,传输性能好

3 .便于与各种数字终端接口

4 .便于集成化

5 .便于加密。

Rb=256 × ㏒24/125μS=4.096×106

RB=256/125 μ S = 2.048×106 B

Pe =3/ (2.048×106 ×2)=0.73×10-6