通信原理第1章緒論

1、課程介紹課程介紹 通信原理通信原理是信息工程專(zhuān)業(yè)本科生一是信息工程專(zhuān)業(yè)本科生一門(mén)門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程系統(tǒng)深入地課程。本課程系統(tǒng)深入地闡述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理，其中包括模闡述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理，其中包括模擬通信和數(shù)字通信，并以數(shù)字通信為主。本擬通信和數(shù)字通信，并以數(shù)字通信為主。本課程通過(guò)課程通過(guò)課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)、習(xí)題練習(xí)習(xí)題練習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)等教學(xué)等教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在使學(xué)生系統(tǒng)地掌握通信系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)，旨在使學(xué)生系統(tǒng)地掌握通信系統(tǒng)基本原理及其性能的基本分析方法，了解現(xiàn)代通原理及其性能的基本分析方法，了解現(xiàn)代通信技術(shù)與理論的發(fā)展?fàn)顩r。信技術(shù)與理論的發(fā)展?fàn)顩r。課程結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)安排課程

2、結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)安排 課程為課程為64+864+8的結(jié)構(gòu)，共包含以下四個(gè)實(shí)的結(jié)構(gòu)，共包含以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一、數(shù)字基帶信號(hào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、數(shù)字基帶信號(hào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二、模擬信號(hào)幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二、模擬信號(hào)幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三、二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三、二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四、模擬信號(hào)數(shù)字化及編碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四、模擬信號(hào)數(shù)字化及編碼實(shí)驗(yàn)教材與主要參考書(shū)教材與主要參考書(shū)通信原理（第六版）通信原理（第六版） 樊昌信等樊昌信等 國(guó)防工業(yè)出版社國(guó)防工業(yè)出版社 20062006現(xiàn)代通信原理與技術(shù)現(xiàn)代通信原理與技術(shù) 張輝等張輝等 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社 20022002現(xiàn)代通信原理現(xiàn)代通信原理

3、 曹志剛等曹志剛等 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 19921992現(xiàn)代通信技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù) 馮重熙等馮重熙等 人民郵電出版社人民郵電出版社 19871987Digital and Analog Communication System, K.S.ShanmuganDigital and Analog Communication System, K.S.Shanmugan, , John. Wiley & Sons, 1979 John. Wiley & Sons, 1979 現(xiàn)代通信原理簡(jiǎn)明教程現(xiàn)代通信原理簡(jiǎn)明教程 南利平等南利平等 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 2000200

4、0現(xiàn)代通信原理現(xiàn)代通信原理 宋祖順等宋祖順等 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 20012001通信原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)通信原理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 張輝等張輝等 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社 20032003現(xiàn)代通信技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)等現(xiàn)代文獻(xiàn)現(xiàn)代通信技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)等現(xiàn)代文獻(xiàn)課程的基本要求課程的基本要求1 1、掌握通信系統(tǒng)的組成、分類(lèi)、性能度量、掌握通信系統(tǒng)的組成、分類(lèi)、性能度量及所能解決的基本問(wèn)題及所能解決的基本問(wèn)題2 2、系統(tǒng)掌握通信系統(tǒng)的基本原理及其性能、系統(tǒng)掌握通信系統(tǒng)的基本原理及其性能的基本分析方法的基本分析方法3 3、了解現(xiàn)代通信技術(shù)與理論的發(fā)展?fàn)顩r及、了解現(xiàn)代通信技術(shù)與理論的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)

5、趨勢(shì)學(xué)習(xí)本課程的幾點(diǎn)建議學(xué)習(xí)本課程的幾點(diǎn)建議1 1、本課程全面研究通信系統(tǒng)的一般原理的性能，它的一切、本課程全面研究通信系統(tǒng)的一般原理的性能，它的一切分析研究都是在分析研究都是在“信號(hào)分析信號(hào)分析”和和“隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程”的基礎(chǔ)上。的基礎(chǔ)上。2 2、本課程不是從具體電路出發(fā)，而是從系統(tǒng)的、本課程不是從具體電路出發(fā)，而是從系統(tǒng)的物理模型式物理模型式數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型著手進(jìn)行分析，要求注意掌握好所要求的基本概著手進(jìn)行分析，要求注意掌握好所要求的基本概念。念。3 3、本課程是一門(mén)概念性和理論性較強(qiáng)的課程，要適當(dāng)?shù)囟?、本課程是一門(mén)概念性和理論性較強(qiáng)的課程，要適當(dāng)?shù)囟嘧鼍毩?xí)題，以加強(qiáng)對(duì)基本概念的理解。做練

6、習(xí)題，以加強(qiáng)對(duì)基本概念的理解。4 4、本課程是一門(mén)呈上啟下的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，要求有一定的知、本課程是一門(mén)呈上啟下的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，要求有一定的知識(shí)面，且和計(jì)算機(jī)緊密地聯(lián)系在一起。通信原理、通信技識(shí)面，且和計(jì)算機(jī)緊密地聯(lián)系在一起。通信原理、通信技術(shù)和通信系統(tǒng)構(gòu)成了通信全部，所以需要進(jìn)行一定的試驗(yàn)術(shù)和通信系統(tǒng)構(gòu)成了通信全部，所以需要進(jìn)行一定的試驗(yàn)和參觀實(shí)踐，了解通信技術(shù)和通信系統(tǒng)。和參觀實(shí)踐，了解通信技術(shù)和通信系統(tǒng)。1.1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念1.2 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.3 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)與通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)與通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度

7、量 1.5 1.5 通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo) 通信網(wǎng)的分類(lèi)通信網(wǎng)的分類(lèi)按信源的內(nèi)容來(lái)分：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視節(jié)目網(wǎng)和綜按信源的內(nèi)容來(lái)分：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視節(jié)目網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)(ISDN)等；等；按地域范圍來(lái)分：局域網(wǎng)、都市網(wǎng)、農(nóng)村網(wǎng)和廣域網(wǎng)等；按地域范圍來(lái)分：局域網(wǎng)、都市網(wǎng)、農(nóng)村網(wǎng)和廣域網(wǎng)等；按網(wǎng)的傳輸信道來(lái)分：有線按網(wǎng)的傳輸信道來(lái)分：有線( (包括光纖包括光纖) )網(wǎng)、短波網(wǎng)、微網(wǎng)、短波網(wǎng)、微波網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等；波網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等；按用途來(lái)分：公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)按用途來(lái)分：公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)信道信道 交交 換換 機(jī)機(jī)電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖: : ( 為用

8、戶 構(gòu)成網(wǎng)的基本要素：構(gòu)成網(wǎng)的基本要素： 終端設(shè)備，傳輸鏈路，交換設(shè)備。（硬件）終端設(shè)備，傳輸鏈路，交換設(shè)備。（硬件） 交交 換換 機(jī)機(jī)終端終端終端終端噪聲噪聲局間傳輸局間傳輸(局內(nèi)傳輸局內(nèi)傳輸局內(nèi)傳輸局內(nèi)傳輸 人類(lèi)為了更好地生存和發(fā)展，就得跟迅速有效地傳遞人類(lèi)為了更好地生存和發(fā)展，就得跟迅速有效地傳遞和交流信息。信息的傳遞與交流自古有之，且各個(gè)時(shí)代有和交流信息。信息的傳遞與交流自古有之，且各個(gè)時(shí)代有各個(gè)時(shí)代的方式。各個(gè)時(shí)代的方式。古代通信：古代通信：吶喊、擊鼓和烽火臺(tái)：只能在較近的距離內(nèi)傳遞信息；吶喊、擊鼓和烽火臺(tái)：只能在較近的距離內(nèi)傳遞信息；飛馬信使：馬的體力和速度有限；飛馬信使：馬的體力

9、和速度有限；驛站：送信沿途隔數(shù)十里建有一處為他們提供休息和更換馬匹驛站：送信沿途隔數(shù)十里建有一處為他們提供休息和更換馬匹等條件的場(chǎng)所，但這種方式比較落后等條件的場(chǎng)所，但這種方式比較落后烽火臺(tái)：受天氣和距離的限制；烽火臺(tái)：受天氣和距離的限制；信鴿：缺乏穩(wěn)定性信鴿：缺乏穩(wěn)定性1.1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念 現(xiàn)代通訊：現(xiàn)代通訊： 40年前，隨著通信衛(wèi)星、蜂窩電話、數(shù)字尋呼以及數(shù)字傳輸技術(shù)的相繼年前，隨著通信衛(wèi)星、蜂窩電話、數(shù)字尋呼以及數(shù)字傳輸技術(shù)的相繼推出，人類(lèi)通信發(fā)展史翻開(kāi)了嶄新的一頁(yè)，現(xiàn)代通信技術(shù)由此進(jìn)入一個(gè)日新推出，人類(lèi)通信發(fā)展史翻開(kāi)了嶄新的一頁(yè)，現(xiàn)代通信技術(shù)由此進(jìn)入一個(gè)日新月異

10、的發(fā)展階段，并逐步使月異的發(fā)展階段，并逐步使“隨時(shí)隨地的信息傳遞隨時(shí)隨地的信息傳遞”成為現(xiàn)實(shí)。成為現(xiàn)實(shí)。 在在“電星一號(hào)（電星一號(hào)（Tel-star I）”衛(wèi)星發(fā)射成功之前，跨越大洋的海底電話衛(wèi)星發(fā)射成功之前，跨越大洋的海底電話線纜已經(jīng)出現(xiàn)，但容量相當(dāng)有限。當(dāng)時(shí)，人們還未能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電視傳播。線纜已經(jīng)出現(xiàn)，但容量相當(dāng)有限。當(dāng)時(shí)，人們還未能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電視傳播。電視節(jié)目必須首先錄制成磁帶，然后空運(yùn)到目的地為觀眾電視節(jié)目必須首先錄制成磁帶，然后空運(yùn)到目的地為觀眾“重播重播”。使電視。使電視直播成為現(xiàn)實(shí)的是貝爾實(shí)驗(yàn)室于直播成為現(xiàn)實(shí)的是貝爾實(shí)驗(yàn)室于40年前開(kāi)創(chuàng)的衛(wèi)星通信技術(shù)。通信衛(wèi)星的概年前開(kāi)創(chuàng)的衛(wèi)星通

11、信技術(shù)。通信衛(wèi)星的概念最初由科幻小說(shuō)作家克拉克于念最初由科幻小說(shuō)作家克拉克于1945年提出。年提出。9年之后的年之后的1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)?zāi)?，貝爾?shí)驗(yàn)室研究總監(jiān)室研究總監(jiān)John R. Pierce再次提出了類(lèi)似的設(shè)想并且付諸實(shí)施。再次提出了類(lèi)似的設(shè)想并且付諸實(shí)施。1962年年7月月11日，也就是電星一號(hào)發(fā)射升空后的第二天，首次跨大西洋的電視信號(hào)通過(guò)日，也就是電星一號(hào)發(fā)射升空后的第二天，首次跨大西洋的電視信號(hào)通過(guò)電星一號(hào)傳輸成功。電星一號(hào)傳輸成功。 電星一號(hào)的發(fā)射成功使通過(guò)衛(wèi)星在各大洲之間提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻通電星一號(hào)的發(fā)射成功使通過(guò)衛(wèi)星在各大洲之間提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻通信成為可能，相當(dāng)大程度

12、地推動(dòng)了當(dāng)今信成為可能，相當(dāng)大程度地推動(dòng)了當(dāng)今“地球村地球村”的形成。通訊衛(wèi)星的出現(xiàn)的形成。通訊衛(wèi)星的出現(xiàn)使我們的通訊范圍有了極大的擴(kuò)展，我們可以隨時(shí)輕松的聽(tīng)到來(lái)自地球任何使我們的通訊范圍有了極大的擴(kuò)展，我們可以隨時(shí)輕松的聽(tīng)到來(lái)自地球任何角落的聲音，看到那里現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事情。角落的聲音，看到那里現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事情。 1.1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念 信息（或信息（或消息）的傳輸和交換。（要求準(zhǔn)消息）的傳輸和交換。（要求準(zhǔn)確、迅速）確、迅速）信息的物理表現(xiàn)形式。如信息的物理表現(xiàn)形式。如語(yǔ)言、文字、語(yǔ)言、文字、 數(shù)數(shù)據(jù)或圖像等。據(jù)或圖像等。消息的內(nèi)涵，即信息是消息中所包含的人消息的內(nèi)涵，即信

13、息是消息中所包含的人們?cè)瓉?lái)不知而待知的內(nèi)容。們?cè)瓉?lái)不知而待知的內(nèi)容。是利用電（電流或電波，包括光）來(lái)傳遞是利用電（電流或電波，包括光）來(lái)傳遞信息?，F(xiàn)代信息?，F(xiàn)代通信一般均是指通信一般均是指“電通信電通信”。消息的電的表示形式。在電通信系統(tǒng)中，消息的電的表示形式。在電通信系統(tǒng)中，電信號(hào)是消息傳遞的物質(zhì)載體。電信號(hào)是消息傳遞的物質(zhì)載體。1.1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念通信通信: : 消息：消息：信息：信息：電通信：電通信：信號(hào)：信號(hào)：通信系統(tǒng)：完成傳遞信息任務(wù)所需要的一切技術(shù)設(shè)備通信系統(tǒng)：完成傳遞信息任務(wù)所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒介所構(gòu)成的總體。和傳輸媒介所構(gòu)成的總體。 電信網(wǎng)：多用

14、戶通信系統(tǒng)互聯(lián)的通信體系。電信網(wǎng)：多用戶通信系統(tǒng)互聯(lián)的通信體系。 （多點(diǎn)中的任意兩點(diǎn)間的雙向傳輸）（多點(diǎn)中的任意兩點(diǎn)間的雙向傳輸）通信網(wǎng)：讓許多互相連接的用戶能交換信息的由硬件通信網(wǎng)：讓許多互相連接的用戶能交換信息的由硬件和軟件組成的系統(tǒng)。和軟件組成的系統(tǒng)。 分類(lèi)分類(lèi)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：環(huán)型，星型，總線型，復(fù)合型，網(wǎng)型網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：環(huán)型，星型，總線型，復(fù)合型，網(wǎng)型網(wǎng)的組成網(wǎng)的組成: : 以電話網(wǎng)為例以電話網(wǎng)為例 框圖框圖網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問(wèn)問(wèn) 題題1 1、什么形式的電信號(hào)適合系統(tǒng)傳輸？、什么形式的電信號(hào)適合系統(tǒng)傳輸？ 2 2、何種性能的系統(tǒng)能完成信號(hào)的傳輸？、何種性能的系統(tǒng)能完成信號(hào)的傳輸？ 1.

15、1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念1.2 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.3 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量 1.5 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 通信系統(tǒng)總模型：通信系統(tǒng)總模型：通信系統(tǒng)由四部分組成。通信系統(tǒng)由四部分組成。通信原理的討論是圍繞通信系統(tǒng)的模型而展開(kāi)的通信原理的討論是圍繞通信系統(tǒng)的模型而展開(kāi)的根據(jù)具體的通信形式有具體的系統(tǒng)模型與之對(duì)應(yīng)根據(jù)具體的通信形式有具體的系統(tǒng)模型與之對(duì)應(yīng) 各處的噪聲的集中表現(xiàn)各處的噪聲的集中表現(xiàn) 信號(hào)源信號(hào)源發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備信道信道接收設(shè)備接收設(shè)備受信者受信者噪聲源噪聲源

16、發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端是消息的產(chǎn)生地， 其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)(基帶信號(hào))。電話機(jī)、電視攝像機(jī)和電傳機(jī)、計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備就是信源。前者屬于模擬信源，輸出的是模擬信號(hào)；后者是數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號(hào)。 是將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)(如已調(diào)信號(hào)）。是指?jìng)鬏斝盘?hào)的物理媒質(zhì)。在無(wú)線信道中，信道可以是大氣（自由空間），在有線信道中，信道可以是明線、 電纜、波導(dǎo)或光纖。信源：信源：發(fā)送設(shè)發(fā)送設(shè)備：備：信道：信道：是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中噪聲與干擾的集中表現(xiàn)。 是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中正確恢復(fù)出相應(yīng)

17、的原始基帶信號(hào)來(lái)。是傳輸信息的歸宿點(diǎn)， 其作用是將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。噪聲源：噪聲源：接收設(shè)備：接收設(shè)備：信宿：信宿：模擬信號(hào)：凡信號(hào)參量的取值是連續(xù)的或取無(wú)模擬信號(hào)：凡信號(hào)參量的取值是連續(xù)的或取無(wú)窮多個(gè)值的，且直接與消息相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。窮多個(gè)值的，且直接與消息相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。模擬信號(hào)波形模擬信號(hào)波形不一定不一定在時(shí)間在時(shí)間上也連上也連續(xù)續(xù)模擬系統(tǒng)框圖：模擬系統(tǒng)框圖： 信號(hào)源調(diào)制器解調(diào)器受信者噪聲源信 道基 帶 信 號(hào)頻 帶 信 號(hào)已調(diào)信號(hào)的三個(gè)特征：已調(diào)信號(hào)的三個(gè)特征：一是攜帶信號(hào)，二是適合在信道中傳輸，三是信號(hào)的頻譜具有帶通形一是攜帶信號(hào)，二是適合在信道中傳輸，三是信號(hào)的頻譜具有帶

18、通形式且中心頻率遠(yuǎn)離零頻，因此已調(diào)信號(hào)又稱頻帶信號(hào)式且中心頻率遠(yuǎn)離零頻，因此已調(diào)信號(hào)又稱頻帶信號(hào)(或帶通信號(hào)或帶通信號(hào))。數(shù)字信號(hào)：凡信號(hào)只能取有限個(gè)值，并且常常數(shù)字信號(hào)：凡信號(hào)只能取有限個(gè)值，并且常常不直接與消息相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。不直接與消息相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。數(shù)字信號(hào)波形數(shù)字信號(hào)波形不一定不一定在時(shí)間在時(shí)間上也離上也離散散數(shù)字系統(tǒng)框圖：數(shù)字系統(tǒng)框圖： 編編 碼碼 器器 噪噪 聲聲 源源 加加 密密 器器信信 息息 源源調(diào)調(diào) 制制 器器信信 道道受受 信信 者者解解 密密 器器譯譯 碼碼 器器 解解 調(diào)調(diào) 器器注：缺省同步系統(tǒng)注：缺省同步系統(tǒng)?；鶐Щ鶐盘?hào)信號(hào)頻帶頻帶信號(hào)信號(hào)1.2 通信系統(tǒng)的組成通信

19、系統(tǒng)的組成1.2.1 通信系統(tǒng)模型（總模型）通信系統(tǒng)模型（總模型）描述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信描述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信 框圖框圖1.2.2 模擬通信與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信與數(shù)字通信系統(tǒng)模型1、模擬信號(hào)模擬信號(hào) 模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng) 框圖框圖2、數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng) 框圖框圖數(shù)字通信的特點(diǎn)數(shù)字通信的特點(diǎn) 1）數(shù)字信號(hào)傳輸中所受的干擾可通過(guò)差錯(cuò)控制編碼控制并消除。）數(shù)字信號(hào)傳輸中所受的干擾可通過(guò)差錯(cuò)控制編碼控制并消除。 增加編碼器、解碼器增加編碼器、解碼器 2）需要保密時(shí)可對(duì)基帶信號(hào)人為）需要保密時(shí)可對(duì)基帶信號(hào)人為“擾亂擾亂” 加密、解密加密、解密 3）傳輸中是按節(jié)拍逐個(gè)傳送脈沖單元信號(hào)，稱之為碼元。）

20、傳輸中是按節(jié)拍逐個(gè)傳送脈沖單元信號(hào)，稱之為碼元。 收發(fā)須同步控制收發(fā)須同步控制：包括碼元同步、幀同步、網(wǎng)同步等。：包括碼元同步、幀同步、網(wǎng)同步等。常用的方式分兩大類(lèi)：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)常用的方式分兩大類(lèi)：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)： 1)1)數(shù)字傳輸?shù)目垢蓴_能力強(qiáng)數(shù)字傳輸?shù)目垢蓴_能力強(qiáng), ,尤其在中繼時(shí)尤其在中繼時(shí), ,數(shù)字信號(hào)可以再生而消數(shù)字信號(hào)可以再生而消除噪聲的積累除噪聲的積累 2)2)傳輸差錯(cuò)可以控制傳輸差錯(cuò)可以控制, ,從而改善了傳輸質(zhì)量從而改善了傳輸質(zhì)量 3)3)便于使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理便于使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)

21、字信息進(jìn)行處理 4)4)數(shù)字信息易于作高保密性的加密處理數(shù)字信息易于作高保密性的加密處理 5)5)數(shù)字信息可以綜合傳遞各種消息數(shù)字信息可以綜合傳遞各種消息, ,使通信系統(tǒng)功能增強(qiáng)使通信系統(tǒng)功能增強(qiáng)其優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)是用占據(jù)更寬的系統(tǒng)頻帶而換得的。其優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)是用占據(jù)更寬的系統(tǒng)頻帶而換得的。在系統(tǒng)頻帶緊張的場(chǎng)合這將成為其缺點(diǎn)。在系統(tǒng)頻帶緊張的場(chǎng)合這將成為其缺點(diǎn)。數(shù)字通信系統(tǒng)的具體模型也根據(jù)其設(shè)計(jì)方法有所不同數(shù)字通信系統(tǒng)的具體模型也根據(jù)其設(shè)計(jì)方法有所不同1.2.3 1.2.3 數(shù)字通信的主要特點(diǎn)數(shù)字通信的主要特點(diǎn) n目前，無(wú)論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不目前，無(wú)論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務(wù)

22、中都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，同的通信業(yè)務(wù)中都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)字通信更能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)通信技術(shù)越來(lái)數(shù)字通信更能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)通信技術(shù)越來(lái)越高的要求，數(shù)字通信技術(shù)已成為當(dāng)代通信越高的要求，數(shù)字通信技術(shù)已成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。與模擬通信相比，它有如下優(yōu)技術(shù)的主流。與模擬通信相比，它有如下優(yōu)點(diǎn)：點(diǎn)：n1 1、抗干擾、抗噪聲性能好、抗干擾、抗噪聲性能好n在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)。以二進(jìn)在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)。以二進(jìn)制為例，信號(hào)的取值只有兩個(gè)，這樣發(fā)端傳輸?shù)暮褪罩茷槔?，信?hào)的取值只有兩個(gè)，這樣發(fā)端傳輸?shù)暮褪斩私邮蘸团袥Q的電平也只有兩個(gè)值，若端接收和判決的電平也只有

23、兩個(gè)值，若“1”1”碼時(shí)取碼時(shí)取值為值為A A，“0”0”碼時(shí)取值為碼時(shí)取值為0 0，傳輸過(guò)程中由于信道噪，傳輸過(guò)程中由于信道噪聲的影響，必然會(huì)使波形失真，在接收端恢復(fù)信號(hào)時(shí)，聲的影響，必然會(huì)使波形失真，在接收端恢復(fù)信號(hào)時(shí)，首先對(duì)其進(jìn)行抽樣判決，才能確定是首先對(duì)其進(jìn)行抽樣判決，才能確定是“1”1”碼還是碼還是“0”0”碼，并再生碼，并再生“1”1”，“0”0”碼的波形。因此只要不影響碼的波形。因此只要不影響判決的正確性，即使波形有失真也不會(huì)影響再生后的判決的正確性，即使波形有失真也不會(huì)影響再生后的信號(hào)波形。而在模擬通信中，如果模擬信號(hào)疊加上噪信號(hào)波形。而在模擬通信中，如果模擬信號(hào)疊加上噪聲后，

24、即使噪聲很小，也很難消除它。聲后，即使噪聲很小，也很難消除它。 n2 2、差錯(cuò)可控、差錯(cuò)可控n數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（差錯(cuò)），可通過(guò)數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（差錯(cuò)），可通過(guò)糾錯(cuò)編碼技術(shù)來(lái)控制。糾錯(cuò)編碼技術(shù)來(lái)控制。n3 3、易加密、易加密n數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比，容易加密和解密。因此，數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比，容易加密和解密。因此，數(shù)字通信保密性好。數(shù)字通信保密性好。n4 4、數(shù)字通信設(shè)備和模擬通信設(shè)備相比，設(shè)計(jì)和制造、數(shù)字通信設(shè)備和模擬通信設(shè)備相比，設(shè)計(jì)和制造更容易，體積更小，重量更輕。更容易，體積更小，重量更輕。n5 5、數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)信源編碼進(jìn)行壓縮，以減少冗、數(shù)字信號(hào)可以通

25、過(guò)信源編碼進(jìn)行壓縮，以減少冗余度，提高信道利用率。余度，提高信道利用率。n6 6、易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。、易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。同步的概念：同步的概念：同步是指收發(fā)雙方在時(shí)間上步調(diào)一致，故又稱定時(shí)。同步是指收發(fā)雙方在時(shí)間上步調(diào)一致，故又稱定時(shí)。碼元同步碼元同步又稱位同步。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，任何消息都是通過(guò)一連又稱位同步。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，任何消息都是通過(guò)一連串碼元序列傳送的，所以接收時(shí)需要知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，以串碼元序列傳送的，所以接收時(shí)需要知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，以便在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行取樣判決。便在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行取樣判決。群同步群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有時(shí)也稱幀同步。在數(shù)包含

26、字同步、句同步、分路同步，它有時(shí)也稱幀同步。在數(shù)字通信中，信息流是用若干碼元組成一個(gè)字通信中，信息流是用若干碼元組成一個(gè)“字字”，又用若干個(gè)，又用若干個(gè)“字字”組成組成“句句”。在接收這些數(shù)字信息時(shí)，必須知道這些。在接收這些數(shù)字信息時(shí)，必須知道這些“字字”、“句句”的起止時(shí)刻，否則接收端無(wú)法正確恢復(fù)信息。的起止時(shí)刻，否則接收端無(wú)法正確恢復(fù)信息。在獲得了載波同步、位同步、群同步之后，兩點(diǎn)間的數(shù)字通信就可在獲得了載波同步、位同步、群同步之后，兩點(diǎn)間的數(shù)字通信就可以有序、準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行了。然而，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，尤其以有序、準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行了。然而，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展，是

27、計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展，多個(gè)用戶之間多個(gè)用戶之間的通信和數(shù)據(jù)交換，構(gòu)成了數(shù)的通信和數(shù)據(jù)交換，構(gòu)成了數(shù)字通信網(wǎng)。顯然，為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地通信和數(shù)據(jù)字通信網(wǎng)。顯然，為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地通信和數(shù)據(jù)交換，全網(wǎng)必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，這就是交換，全網(wǎng)必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，這就是網(wǎng)同步網(wǎng)同步的問(wèn)題。的問(wèn)題?，F(xiàn)代通信的特征現(xiàn)代通信的特征傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成一個(gè)通信系統(tǒng)，乃至傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成一個(gè)通信系統(tǒng)，乃至通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)。 計(jì)算機(jī)與通信系統(tǒng)的緊密結(jié)合是現(xiàn)代通信的主要特征。計(jì)算機(jī)與通信系統(tǒng)的緊密結(jié)合是現(xiàn)代通信的主要特征。表現(xiàn)形式：表現(xiàn)形式：1) 移動(dòng)通信乃至衛(wèi)星通

28、信（移動(dòng)通信乃至衛(wèi)星通信（GSM、CDMA、VSAT、GPS等）等）2) INTERNET接入技術(shù)：接入技術(shù)：FTTP-LAN、ADSL、Home-PNA3) 衛(wèi)星技術(shù)、光纖技術(shù)、數(shù)字蜂窩技術(shù)、寬帶接入技術(shù)等最新技衛(wèi)星技術(shù)、光纖技術(shù)、數(shù)字蜂窩技術(shù)、寬帶接入技術(shù)等最新技術(shù)融入通信，構(gòu)成了現(xiàn)代通信的主要表現(xiàn)。術(shù)融入通信，構(gòu)成了現(xiàn)代通信的主要表現(xiàn)。通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線接入技術(shù)無(wú)線接入技術(shù)1.1 1.1 引言引言1.2 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.3 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量 1.5 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)

29、 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式 1、按消息的物理特征分類(lèi)（業(yè)務(wù)）按消息的物理特征分類(lèi)（業(yè)務(wù)） 如電報(bào)、電話、數(shù)據(jù)、圖像通信系統(tǒng)如電報(bào)、電話、數(shù)據(jù)、圖像通信系統(tǒng)2、按調(diào)制方式分類(lèi)、按調(diào)制方式分類(lèi) 按是否采用調(diào)制，可將系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶按是否采用調(diào)制，可將系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶(調(diào)制調(diào)制)傳輸。傳輸?；鶐鬏敾鶐鬏?未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳輸未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳輸(音頻和數(shù)字基帶音頻和數(shù)字基帶)。調(diào)制傳輸：對(duì)各種信號(hào)變換方式后進(jìn)行傳輸?shù)目偡Q。調(diào)制傳輸：對(duì)各種信號(hào)變換方式后進(jìn)行傳輸?shù)目偡Q。調(diào)制的目的：調(diào)制的目的：1) 將信息變換為便于在信道中傳輸?shù)男问綄⑿畔⒆儞Q為便于在

30、信道中傳輸?shù)男问?) 提高抗干擾能力提高抗干擾能力(FM抗干擾能力強(qiáng)于抗干擾能力強(qiáng)于AM)3) 有效地利用頻帶有效地利用頻帶(頻譜搬移，頻分多路頻譜搬移，頻分多路)1.3.1 通信系統(tǒng)分類(lèi)通信系統(tǒng)分類(lèi) 針對(duì)頻帶傳輸信號(hào)而言，按調(diào)制波形的不同針對(duì)頻帶傳輸信號(hào)而言，按調(diào)制波形的不同信號(hào)數(shù)字：信號(hào)數(shù)字：PCM 、 M 等等 脈沖數(shù)字調(diào)制脈沖數(shù)字調(diào)制AM、DSB、SSB、VSBFM、PM模擬調(diào)制模擬調(diào)制信號(hào)數(shù)字：信號(hào)數(shù)字：ASK、FSK、PSK、DPSK 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬：信號(hào)模擬：PAM、PDM、PPM 脈沖模擬調(diào)制脈沖模擬調(diào)制正弦波調(diào)制正弦波調(diào)制脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制兩類(lèi)兩類(lèi)3、

31、按信號(hào)特征分類(lèi)、按信號(hào)特征分類(lèi) 最常用分為模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類(lèi)最常用分為模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類(lèi)4、按傳輸媒介分類(lèi)、按傳輸媒介分類(lèi) 最常用分為有線（包括光纖）與無(wú)線最常用分為有線（包括光纖）與無(wú)線5、按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi)、按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi)頻分復(fù)用：使不同的信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍頻分復(fù)用：使不同的信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍模擬通信模擬通信時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用：不同的信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間：不同的信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間 數(shù)字通信數(shù)字通信碼分復(fù)用：用一組包含正交碼字的碼組攜帶多路信息碼分復(fù)用：用一組包含正交碼字的碼組攜帶多路信息 6、按工作頻率分類(lèi)、按工作頻率分類(lèi) VLF，LF，MF，HF，VHF，UH

32、F，SHF，EHF光波。光波。擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信1.3.2 通信方式通信方式半雙工：通信雙方（兩點(diǎn)）均能收發(fā)消息但半雙工：通信雙方（兩點(diǎn)）均能收發(fā)消息但不能同時(shí)不能同時(shí)收發(fā)。收發(fā)。例如無(wú)線對(duì)講機(jī)例如無(wú)線對(duì)講機(jī)單工：?jiǎn)畏较騻鬏敚ㄒ稽c(diǎn)發(fā)、一點(diǎn)收）。例如遙控單工：?jiǎn)畏较騻鬏敚ㄒ稽c(diǎn)發(fā)、一點(diǎn)收）。例如遙控全雙工：通信雙方（兩點(diǎn)）全雙工：通信雙方（兩點(diǎn)）能同時(shí)能同時(shí)收發(fā)信號(hào)。例如電話收發(fā)信號(hào)。例如電話按消息傳送的方向與時(shí)間的關(guān)系按消息傳送的方向與時(shí)間的關(guān)系串序傳輸：將數(shù)字信號(hào)按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)的傳輸串序傳輸：將數(shù)字信號(hào)按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)的傳輸, ,它占用一條通路。適合遠(yuǎn)距離。它占用一條通路。適合遠(yuǎn)距離。

33、并序傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列分割成多路同時(shí)傳輸，并序傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列分割成多路同時(shí)傳輸，適合近距離適合近距離 數(shù)字信號(hào)碼元排列方法不同數(shù)字信號(hào)碼元排列方法不同通信系統(tǒng)按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為線型、星型、樹(shù)型、環(huán)型等類(lèi)型。通信系統(tǒng)按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為線型、星型、樹(shù)型、環(huán)型等類(lèi)型。專(zhuān)門(mén)為兩點(diǎn)之間設(shè)立傳輸線的通信稱之為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。專(zhuān)門(mén)為兩點(diǎn)之間設(shè)立傳輸線的通信稱之為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。多點(diǎn)間的通信屬于網(wǎng)通信。網(wǎng)通信的基礎(chǔ)仍是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。多點(diǎn)間的通信屬于網(wǎng)通信。網(wǎng)通信的基礎(chǔ)仍是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。本書(shū)重點(diǎn)討論點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的原理。本書(shū)重點(diǎn)討論點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的原理。 按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分1.1 1.1 引言引言1.2

34、1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.3 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量 1.5 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 1.4 信息及其度量信息及其度量 1.4.1 信息的描述信息的描述消息消息人或事物情況的報(bào)道，可理解為信源人或事物情況的報(bào)道，可理解為信源信息信息消息中有意義的內(nèi)容，對(duì)于接收者來(lái)說(shuō)事先不知道的消消息中有意義的內(nèi)容，對(duì)于接收者來(lái)說(shuō)事先不知道的消息息信號(hào)信號(hào)消息的載體消息的載體( (攜帶者攜帶者) )I I與與P(xP(x) )之間存在下列關(guān)系：之間存在下列關(guān)系： 1 1： I與與P(x)存在某種函數(shù)關(guān)系存在某種函

35、數(shù)關(guān)系 2： P(x)1時(shí)，時(shí)， I 0 P(x)0時(shí)，時(shí)， I 3： 事件獨(dú)立時(shí)，信息具有相加性事件獨(dú)立時(shí)，信息具有相加性 1.4.1 信息的描述信息的描述對(duì)由若干個(gè)相互獨(dú)立事件構(gòu)成消息，有：對(duì)由若干個(gè)相互獨(dú)立事件構(gòu)成消息，有： I p(x1 ) p(x2 ) = I p(x1 ) + I p(x2 ) + （2）取取 a = 2 I：bit 比特比特取取 a = e I：nat 奈特奈特取取 a = 10 I：Hartley 哈特萊哈特萊由信息論知：消息出現(xiàn)的概率愈小，所包含的信息量愈大由信息論知：消息出現(xiàn)的概率愈小，所包含的信息量愈大 （1 1）定義：定義：信息量為信息量為 I、消息出現(xiàn)

36、的概率為、消息出現(xiàn)的概率為 p(x ) 則則 I = = p(x ) ) I 是是p (x )函數(shù)函數(shù))(log)(logxpxp1 1Iaa- -=I 與與 P(x ) 間的關(guān)系必滿足（間的關(guān)系必滿足（1）、（）、（2）1.4.2 信息的度量信息的度量 bitxpI1211log)(1log212 1、等概率、等概率1）設(shè)有二進(jìn)制，等概率出現(xiàn)的離散消息）設(shè)有二進(jìn)制，等概率出現(xiàn)的離散消息 0、 1 消息消息 p (x1 )=p (x2 )= 1/2 定義：傳送兩個(gè)等概的二進(jìn)制波形之一的信息量為定義：傳送兩個(gè)等概的二進(jìn)制波形之一的信息量為 1 bitMMI22log11log 2） 對(duì)對(duì)M進(jìn)制，

37、等概率出現(xiàn)的離散消息進(jìn)制，等概率出現(xiàn)的離散消息 0，1，2 , , M-1 消息消息 p( x1 )=p (x2 )= =1/M從波形上看，從波形上看，M進(jìn)制有進(jìn)制有M種波性，每一種波形等概率出現(xiàn)種波性，每一種波形等概率出現(xiàn) 所以所以M 是波形數(shù)，是波形數(shù)，p (xi ) =P 是每一波形出現(xiàn)的概率是每一波形出現(xiàn)的概率3）對(duì)一進(jìn)制，狀態(tài)唯一，不包含信息量，）對(duì)一進(jìn)制，狀態(tài)唯一，不包含信息量，I=0bit。2、非等概率、非等概率設(shè)消息由設(shè)消息由 n 個(gè)相互獨(dú)立的符號(hào)組成，稱為符號(hào)集個(gè)相互獨(dú)立的符號(hào)組成，稱為符號(hào)集)(iixpx 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)且每個(gè)符號(hào)包含的信息量均不相等且每個(gè)符號(hào)包含的信息量均不相等

38、 所以用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)描述一個(gè)符號(hào)所含的信息量所以用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)描述一個(gè)符號(hào)所含的信息量例子例子)(log)()(log)()(log)()(2_22_212_1nnxpxpxpxpxpxpXH niiixpxp12_)(log)( 定義信息源的熵定義信息源的熵 H(X )1.4.3 連續(xù)消息的信息量連續(xù)消息的信息量 用連續(xù)信號(hào)出現(xiàn)的概率密度用連續(xù)信號(hào)出現(xiàn)的概率密度f(wàn) (x)來(lái)描述來(lái)描述 b/符號(hào)符號(hào)，為為，它們出現(xiàn)的概率分別，它們出現(xiàn)的概率分別、組成：組成：例：信息源有四個(gè)符號(hào)例：信息源有四個(gè)符號(hào)814141833210321100210203001213130020201，求求某某個(gè)

39、個(gè)信信息息且且每每個(gè)個(gè)信信息息量量相相互互獨(dú)獨(dú)立立的信息量的信息量210120100032312010002102023010解：解：方法一方法一bitI33831log2323020 次：次：出現(xiàn)出現(xiàn)bitI28411log1414121 次：次：出現(xiàn)出現(xiàn)bitI21811log77323 次：次：出現(xiàn)出現(xiàn)bitI26411log1313222 次：次：出現(xiàn)出現(xiàn)因消息共因消息共57個(gè)符號(hào)，一個(gè)符號(hào)含有算術(shù)平均信息量為個(gè)符號(hào)，一個(gè)符號(hào)含有算術(shù)平均信息量為方法二方法二81log8141log4141log4183log832222 41_)(log)()( iiixpxpxH統(tǒng)計(jì)平均統(tǒng)計(jì)平均符號(hào)

40、符號(hào)bit906. 1 bitIIIII1083210 總總)(64.10857906. 157)(bitxHI 總總符號(hào)符號(hào)bitII89. 15710857 1.1 1.1 引言引言1.2 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.3 1.3 通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)的分類(lèi)及通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量 1.5 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 1.5 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 通信系統(tǒng)最主要的性能指標(biāo)是：通信系統(tǒng)最主要的性能指標(biāo)是：傳輸?shù)挠行詡鬏數(shù)挠行?和和 傳輸?shù)目煽啃詡鬏數(shù)目煽啃詡鬏數(shù)挠行裕簜鬏數(shù)挠行裕?傳輸一定信息量時(shí)所占用的信道資源傳輸

41、一定信息量時(shí)所占用的信道資源( (頻帶寬度頻帶寬度和時(shí)間間隔和時(shí)間間隔) )。 速度速度傳輸?shù)目煽啃裕簜鬏數(shù)目煽啃裕?在給定的信道內(nèi)接收到信息的準(zhǔn)確程度。在給定的信道內(nèi)接收到信息的準(zhǔn)確程度。 質(zhì)量質(zhì)量接續(xù)質(zhì)量接續(xù)質(zhì)量：迅速性：迅速性 傳輸質(zhì)量傳輸質(zhì)量：清晰度：清晰度 穩(wěn)定質(zhì)量穩(wěn)定質(zhì)量：可靠性：可靠性涉及系統(tǒng)的有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)使用涉及系統(tǒng)的有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)使用有效性、可靠性的具體體現(xiàn)是消息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量問(wèn)題有效性、可靠性的具體體現(xiàn)是消息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量問(wèn)題1.5.1 1.5.1 模擬系統(tǒng)性能指標(biāo)模擬系統(tǒng)性能指標(biāo)誤差形式：誤差形式：1）加性

42、干擾產(chǎn)生的誤差通常由噪聲引起）加性干擾產(chǎn)生的誤差通常由噪聲引起 2）乘性干擾產(chǎn)生的誤差通常由信道傳輸特性不理想引起。）乘性干擾產(chǎn)生的誤差通常由信道傳輸特性不理想引起。目前，我們目前，我們僅研究?jī)H研究加性干擾產(chǎn)生的誤差，均方誤差指加性干擾產(chǎn)生的誤差，均方誤差指標(biāo)將轉(zhuǎn)化為信噪比。標(biāo)將轉(zhuǎn)化為信噪比。信息量：衡量單位時(shí)間內(nèi)傳送消息中有效內(nèi)容的能力。信息量：衡量單位時(shí)間內(nèi)傳送消息中有效內(nèi)容的能力。 有效性的衡量：用每路信號(hào)的有效傳輸帶寬來(lái)衡量。有效性的衡量：用每路信號(hào)的有效傳輸帶寬來(lái)衡量。帶寬越窄，傳輸有效性越好；有效傳輸帶寬與調(diào)制制式帶寬越窄，傳輸有效性越好；有效傳輸帶寬與調(diào)制制式有關(guān)。有關(guān)。 可靠性

43、的衡量：用整個(gè)通信系統(tǒng)的輸出信噪比來(lái)衡量?？煽啃缘暮饬浚河谜麄€(gè)通信系統(tǒng)的輸出信噪比來(lái)衡量。( (輸出端有用信號(hào)功率與噪聲功率之比輸出端有用信號(hào)功率與噪聲功率之比) )均方誤差：衡量發(fā)送和接收信號(hào)之間的誤差程度均方誤差：衡量發(fā)送和接收信號(hào)之間的誤差程度1.5.21.5.2 數(shù)字通信系統(tǒng)性能指標(biāo)：傳輸速率和差錯(cuò)率數(shù)字通信系統(tǒng)性能指標(biāo)：傳輸速率和差錯(cuò)率數(shù)字信號(hào)的描述：二進(jìn)制：數(shù)字信號(hào)的描述：二進(jìn)制：0、1 兩個(gè)狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài) N 進(jìn)制：進(jìn)制：0、1、2 N-1 N個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài) 碼元的概念：在二進(jìn)制中，用相同的時(shí)間間隔表示一位二進(jìn)制數(shù)字，碼元的概念：在二進(jìn)制中，用相同的時(shí)間間隔表示一位二進(jìn)制數(shù)字，這個(gè)時(shí)

44、間間隔稱為碼元長(zhǎng)度。這個(gè)時(shí)間間隔稱為碼元長(zhǎng)度。 在碼元長(zhǎng)度內(nèi)的信號(hào)稱為二進(jìn)制碼元。所以二進(jìn)制的每在碼元長(zhǎng)度內(nèi)的信號(hào)稱為二進(jìn)制碼元。所以二進(jìn)制的每個(gè)碼元時(shí)間上等長(zhǎng)。個(gè)碼元時(shí)間上等長(zhǎng)。 同理同理 N 進(jìn)制的每個(gè)碼元時(shí)間上也等長(zhǎng)。進(jìn)制的每個(gè)碼元時(shí)間上也等長(zhǎng)。 進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系：進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系： 例：例：N = 4 表示表示4 進(jìn)制的每個(gè)狀態(tài)可用進(jìn)制的每個(gè)狀態(tài)可用2 位二進(jìn)制狀態(tài)描述；位二進(jìn)制狀態(tài)描述； 若為小數(shù)，則取大于此值的第一個(gè)整數(shù)。若為小數(shù)，則取大于此值的第一個(gè)整數(shù)。2log2 N1.5.21.5.2 數(shù)字通信系統(tǒng)性能指標(biāo)：數(shù)字通信系統(tǒng)性能指標(biāo)：有效性的衡量：有效性的衡量：R RB B( (傳碼率傳碼率) )碼元傳輸速率碼元傳輸速率單位時(shí)間內(nèi)所傳送的碼元數(shù)目。單位時(shí)間內(nèi)所傳送的碼元數(shù)目。R Rb b( (傳信率傳信率) )信息傳輸速率信息傳輸速率單位時(shí)間內(nèi)所傳送的信息量。單位為單位時(shí)間內(nèi)所傳送的信息量。單位為比特率比特率(bit/s)(bit/s)。根據(jù)信息論，一個(gè)根據(jù)信息論，一個(gè)N N進(jìn)制碼元所含的信息量為進(jìn)制碼元所含的信息量為I=logI=log2 2N(bit)N(