通信系統(tǒng)58583410

1、1 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成2 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式3 信息及其度量信息及其度量4 主要性能指標主要性能指標5 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢返回主目錄返回主目錄1.通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成 從古到今，人類的社會活動總離不開消息的傳遞和交換，從古到今，人類的社會活動總離不開消息的傳遞和交換， 古代的消息樹、烽火臺和驛馬傳令，以及現(xiàn)代社會的文字、古代的消息樹、烽火臺和驛馬傳令，以及現(xiàn)代社會的文字、 書信、電報、電話、廣播、電視、遙控、遙測等，這些都是書信、電報、電話、廣播、電視、遙控、遙測等，這些都是消息傳遞的方式或信息交流的手段。人們可以用語言、文字、消息傳遞的方式或

2、信息交流的手段。人們可以用語言、文字、 數(shù)據(jù)或圖像等不同的形式來表達信息。但是這些語言、文字、數(shù)據(jù)或圖像等不同的形式來表達信息。但是這些語言、文字、 數(shù)據(jù)或圖像本身不是信息而是消息，數(shù)據(jù)或圖像本身不是信息而是消息，信息信息是是消息中所包含的消息中所包含的人們原來不知而待知的內(nèi)容。人們原來不知而待知的內(nèi)容。因此，通信的根本目的在于傳因此，通信的根本目的在于傳輸含有信息的消息，否則，就失去了通信的意義?；谶@種輸含有信息的消息，否則，就失去了通信的意義?；谶@種認識，認識， “通信通信”也就是也就是“信息傳輸信息傳輸”或或“消息傳輸消息傳輸”。 實現(xiàn)通信的方式很多，隨著社會的需求、生產(chǎn)力的發(fā)展實現(xiàn)

3、通信的方式很多，隨著社會的需求、生產(chǎn)力的發(fā)展和科學技術的進步，和科學技術的進步， 目前的通信越來越依賴利用目前的通信越來越依賴利用“電電”來傳來傳遞消息的電通信方式。由于電通信迅速、準確、可靠且不受遞消息的電通信方式。由于電通信迅速、準確、可靠且不受時間、地點、距離的限制，因而近百年來得到了迅速的發(fā)展時間、地點、距離的限制，因而近百年來得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。當今，在自然科學領域涉及和廣泛的應用。當今，在自然科學領域涉及“通信通信”這一術這一術語時，語時，一般均是指一般均是指“電通信電通信”。廣義來講，光通信也屬于電。廣義來講，光通信也屬于電通信，因為光也是一種電磁波。通信，因為光也是一

4、種電磁波。通信的定義消息從發(fā)信者到收信者的有效傳遞 非電信號 電信號電信號傳輸?shù)哪康?電能的傳輸 波形已知 信息的傳輸 波形未知1.1通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一般模型通信通信是從一地向另一地傳遞和交換信息。是從一地向另一地傳遞和交換信息。 實現(xiàn)信息傳遞實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術設備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為所需的一切技術設備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)?；凇；邳c與點之間的點與點之間的通信系統(tǒng)的模型通信系統(tǒng)的模型可用圖可用圖 1 - 1 來描述。來描述。 信源信源是消息的產(chǎn)生地，是消息的產(chǎn)生地， 其其作用作用是把各種消息轉換成是把各種消息轉換成原始原始電信號電信號，稱之為消息信號或，稱

5、之為消息信號或基帶信號基帶信號。電話機、計算機等各。電話機、計算機等各種數(shù)字終端設備就是信源。前者屬于模擬信源，輸出的是模種數(shù)字終端設備就是信源。前者屬于模擬信源，輸出的是模擬信號；后者是數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號。擬信號；后者是數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號。 圖1-1通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的組成信信息息源源發(fā)送發(fā)送設備設備信信道道接收接收設備設備受受信信者者噪聲源噪聲源發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端發(fā)送設備發(fā)送設備的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。?/p>

6、換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調(diào)制是最常見的式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調(diào)制是最常見的變換方式。對數(shù)字通信系統(tǒng)來說，變換方式。對數(shù)字通信系統(tǒng)來說， 發(fā)送設備常常又可分為發(fā)送設備常常又可分為信信源編碼源編碼與與信道編碼信道編碼。 信道信道是指傳輸信號的物理媒質(zhì)。在無線信道中，信道可是指傳輸信號的物理媒質(zhì)。在無線信道中，信道可以是大氣（自由空間），以是大氣（自由空間）， 在有線信道中，信道可以是明線、在有線信道中，信道可以是明線、 電纜或光纖。有線和無線信道均有多種物理媒質(zhì)。媒質(zhì)的固電纜或光纖。有線和無線信道均有多種物理媒質(zhì)。媒質(zhì)的固有特性及引入的干擾與噪聲直接關系到通信的質(zhì)

7、量。根據(jù)研有特性及引入的干擾與噪聲直接關系到通信的質(zhì)量。根據(jù)研究對象的不同，究對象的不同， 需要對實際的物理媒質(zhì)建立不同的數(shù)學模型，需要對實際的物理媒質(zhì)建立不同的數(shù)學模型， 以反映傳輸媒質(zhì)對信號的影響。以反映傳輸媒質(zhì)對信號的影響。噪聲源噪聲源不是不是人為加入的設備，而是通信系統(tǒng)中各種設備人為加入的設備，而是通信系統(tǒng)中各種設備以及信道中所固有的，并且是人們所不希望的。噪聲的來源以及信道中所固有的，并且是人們所不希望的。噪聲的來源是多樣的，它可分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲，而且外部噪聲往是多樣的，它可分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲，而且外部噪聲往往是從信道引入的，因此，為了分析方便，把噪聲源視為各往是從信道引入

8、的，因此，為了分析方便，把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。 接收設備接收設備的基本功能是完成發(fā)送設備的反變換，的基本功能是完成發(fā)送設備的反變換， 即進行即進行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務是從帶有干擾的接收信號中解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務是從帶有干擾的接收信號中正確恢復出相應的原始基帶信號來，對于多路復用信號，還正確恢復出相應的原始基帶信號來，對于多路復用信號，還包括解除多路復用，實現(xiàn)正確分路。包括解除多路復用，實現(xiàn)正確分路。 信宿信宿是傳輸信息的歸宿點，是傳輸信息的歸宿點， 其作用是將復原的原始信號其作用是將復原的原始信號轉換成相應的消息。轉換

9、成相應的消息。 1.2 模擬通信模型和數(shù)字通信模型模擬通信模型和數(shù)字通信模型 按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號， 可相應地把可相應地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 1. 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。 我們知道，信源發(fā)出的原始電信號是我們知道，信源發(fā)出的原始電信號是基帶信號基帶信號，基帶的含義基帶的含義是是指信號的頻譜從零頻附近開始，如指信號的頻譜從零頻附近開始，如語音信號為語音信號為3003400

10、Hz， 圖像信號為圖像信號為06MHz。經(jīng)過調(diào)制以后的信號經(jīng)過調(diào)制以后的信號稱為已調(diào)信號。稱為已調(diào)信號。已調(diào)信號有三個基本特征已調(diào)信號有三個基本特征： 一是攜帶有信息，二是適合在信道中傳輸，三是信號的一是攜帶有信息，二是適合在信道中傳輸，三是信號的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，因而已調(diào)信號又稱頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，因而已調(diào)信號又稱頻帶信號。頻帶信號。 需要指出，消息從發(fā)送端到接收端的傳遞過程中，不僅需要指出，消息從發(fā)送端到接收端的傳遞過程中，不僅僅只有連續(xù)消息與基帶信號和基帶信號與頻帶信號之間的兩僅只有連續(xù)消息與基帶信號和基帶信號與頻帶信號之間的兩種變換，實際通信系統(tǒng)中可能

11、還有濾波、放大、天線輻射、種變換，實際通信系統(tǒng)中可能還有濾波、放大、天線輻射、控制等過程。由于調(diào)制與解調(diào)兩種變換對信號的變化起決定控制等過程。由于調(diào)制與解調(diào)兩種變換對信號的變化起決定性作用，而其他過程對信號不會發(fā)生質(zhì)的變化，只是對信號性作用，而其他過程對信號不會發(fā)生質(zhì)的變化，只是對信號進行了放大或改善了信號特性，因而被認為是理想的而不予進行了放大或改善了信號特性，因而被認為是理想的而不予討論。討論。 模擬通信系統(tǒng)模型可由圖模擬通信系統(tǒng)模型可由圖 1 - 1 略加演變而成，略加演變而成， 如圖如圖 1 - 4 所示。圖中的調(diào)制器和解調(diào)器就代表圖所示。圖中的調(diào)制器和解調(diào)器就代表圖 1 - 1 中的

12、發(fā)送設中的發(fā)送設備和接收設備。備和接收設備。 圖1-4模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型信信息息源源調(diào)調(diào)制制器器信信道道解解調(diào)調(diào)器器受受信信者者噪聲源噪聲源發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端2 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)， 如圖如圖 1 - 5 所示。數(shù)字通信涉及的技術問題很多，其中主要有所示。數(shù)字通信涉及的技術問題很多，其中主要有信源編碼信源編碼/譯碼、信道編碼譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調(diào)制譯碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、同步以及解調(diào)、同步以及加密等。下面對這些技術作簡要介紹。加密等。下面對這些技術作簡要介紹。

13、1) 信源編碼與譯碼信源編碼與譯碼 信源編碼的作用之一信源編碼的作用之一是設法減少碼元數(shù)目和降低碼元速是設法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占率，即通常所說的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。作用之二作用之二是，是，當信息源給出的是模擬語音信號時，信源編碼器將其轉當信息源給出的是模擬語音信號時，信源編碼器將其轉換成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。信源譯碼是換成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。信源譯碼是信源編碼的逆過程。信源編碼的逆過程。 2） 信道編碼

14、與譯碼信道編碼與譯碼 數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾等，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男诺?，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督元），組成所謂息碼元按一定的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進行解碼，。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進行解碼，從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實現(xiàn)可靠通信。擾能力，實現(xiàn)可靠通信。 3） 加密與解密加密與解

15、密 在需要實現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信息的安全，在需要實現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信息的安全， 人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂， 即加上密碼，這種處理過程即加上密碼，這種處理過程叫叫加密加密。在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復制品對收到的。在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復制品對收到的數(shù)字序列進行解密，恢復原來信息，叫數(shù)字序列進行解密，恢復原來信息，叫解密解密。 4） 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處， 形成形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號?；镜臄?shù)字

16、調(diào)制方式基本的數(shù)字調(diào)制方式有有振幅鍵振幅鍵控控ASK、頻移鍵控、頻移鍵控FSK、絕對相移鍵控、絕對相移鍵控PSK、相對（差分）相、相對（差分）相移鍵控移鍵控DPSK。對這些信號可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還對這些信號可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原為數(shù)字基帶信號。對高斯噪聲下的信號檢測，一般用相關器原為數(shù)字基帶信號。對高斯噪聲下的信號檢測，一般用相關器接收機或匹配濾波器實現(xiàn)。接收機或匹配濾波器實現(xiàn)。 5） 同步與數(shù)字復接同步與數(shù)字復接 同步同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準確、可靠工作的不可缺是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準確、可靠工作的不可缺少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)少的前

17、提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致。一致。按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步步和網(wǎng)同步。 需要說明的是，需要說明的是， 圖圖 1 - 5 是數(shù)字通信系統(tǒng)的一般化模型，是數(shù)字通信系統(tǒng)的一般化模型， 實際的數(shù)字通信系統(tǒng)不一定包括圖實際的數(shù)字通信系統(tǒng)不一定包括圖 1 - 1中的所有環(huán)節(jié)。中的所有環(huán)節(jié)。 如在如在某些有線信道中，若傳輸距離不太遠且通信容量不太大時，某些有線信道中，若傳輸距離不太遠且通信容量不太大時， 數(shù)字基帶信號無需調(diào)制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的數(shù)字基帶信號無需調(diào)制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字

18、信號的基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。 應該指出的是，模擬信號經(jīng)過數(shù)字編碼后可以在數(shù)字通應該指出的是，模擬信號經(jīng)過數(shù)字編碼后可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，數(shù)字信號也可以在模擬通信系統(tǒng)中傳輸。信系統(tǒng)中傳輸，數(shù)字信號也可以在模擬通信系統(tǒng)中傳輸。圖15數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源信源信源信源編碼器編碼器信道信道編碼器編碼器帶通帶通調(diào)制器調(diào)制器信宿信宿信源信源譯碼器譯碼器信道信道譯碼器譯碼器數(shù)字數(shù)字解調(diào)器解調(diào)器信道信道模擬或數(shù)模擬或數(shù)字信號字信號二進制二進制數(shù)字序列數(shù)字序列噪聲噪聲數(shù)字數(shù)字帶通帶通信號信號波形波形二進制二進制數(shù)字序列數(shù)字序列模擬或

19、數(shù)模擬或數(shù)字信號字信號二進制二進制數(shù)字序列數(shù)字序列數(shù)字基帶數(shù)字基帶信號波形信號波形基帶脈沖基帶脈沖生成器生成器數(shù)字基帶數(shù)字基帶信號波形信號波形采樣采樣判決器判決器數(shù)字數(shù)字帶通帶通信號信號波形波形二進制二進制數(shù)字序列數(shù)字序列目前，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務中目前，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務中都得到了廣泛的應用。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超都得到了廣泛的應用。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過模擬通信，成為當代通信技術的主流。與模擬通信相比，過模擬通信，成為當代通信技術的主流。與模擬通信相比，數(shù)字通信更能適應現(xiàn)代社會對通信技術越來越高的要求，數(shù)字通信更能適應

20、現(xiàn)代社會對通信技術越來越高的要求， 其其特點是：特點是： 3. 數(shù)字通信的主要特點數(shù)字通信的主要特點（1） 抗干擾能力強?？垢蓴_能力強。以二進制為例，信號的取值只有兩個，以二進制為例，信號的取值只有兩個，這樣接收端只需判別兩種狀態(tài)。信號在傳輸過程中受到噪聲這樣接收端只需判別兩種狀態(tài)。信號在傳輸過程中受到噪聲的干擾，必然會發(fā)生波形畸變，接收端對其進行抽樣判決，的干擾，必然會發(fā)生波形畸變，接收端對其進行抽樣判決，以辨別是兩個狀態(tài)中的哪一個。只要噪聲的大小不足以影響以辨別是兩個狀態(tài)中的哪一個。只要噪聲的大小不足以影響判決的正確，就能正確接收。而模擬通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖沁B判決的正確，就能正確接收。而模擬

21、通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖沁B續(xù)變化的模擬信號，它要求接收機能夠高度保真地重現(xiàn)信號續(xù)變化的模擬信號，它要求接收機能夠高度保真地重現(xiàn)信號波形，如果模擬信號疊加上噪聲后，即使噪聲很小，也很難波形，如果模擬信號疊加上噪聲后，即使噪聲很小，也很難消除它。此外，在遠距離傳輸，如微波中繼通信時，各中繼消除它。此外，在遠距離傳輸，如微波中繼通信時，各中繼站可利用數(shù)字通信特有的判決再生接收方式，對數(shù)字信號波站可利用數(shù)字通信特有的判決再生接收方式，對數(shù)字信號波形進行整形再生而消除噪聲積累。形進行整形再生而消除噪聲積累。 2） 差錯可控。差錯可控。 可以采用信道編碼技術使誤碼率降低，可以采用信道編碼技術使誤碼率降低， 提高

22、傳輸?shù)目煽啃?。提高傳輸?shù)目煽啃浴?（3） 易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算技術對信號易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算技術對信號進行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)。進行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)。 （4） 易于集成化，易于集成化， 從而使通信設備微型化。從而使通信設備微型化。 （5） 易于加密處理，易于加密處理， 且保密強度高。且保密強度高。 但是，但是， 數(shù)字通信的許多優(yōu)點都是用比模擬通信占據(jù)更數(shù)字通信的許多優(yōu)點都是用比模擬通信占據(jù)更寬的系統(tǒng)頻帶為代價而換取的。寬的系統(tǒng)頻帶為代價而換取的。以電話為例，一路模擬電話以電話為例，一路模擬電話通常只占據(jù)通常只占據(jù)4kHz帶寬，

23、但一路接近同樣話音質(zhì)量的數(shù)字電帶寬，但一路接近同樣話音質(zhì)量的數(shù)字電話可能要占據(jù)話可能要占據(jù) 2060kHz的帶寬，因此數(shù)字通信的頻帶利用的帶寬，因此數(shù)字通信的頻帶利用率不高。另外，由于數(shù)字通信對同步要求高，因而系統(tǒng)設備率不高。另外，由于數(shù)字通信對同步要求高，因而系統(tǒng)設備比較復雜。不過，隨著新的寬帶傳輸信道（如光導纖維）的比較復雜。不過，隨著新的寬帶傳輸信道（如光導纖維）的采用、采用、 窄帶調(diào)制技術和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字通窄帶調(diào)制技術和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字通信的這些缺點已經(jīng)弱化。隨著微電子技術和計算機技術的迅信的這些缺點已經(jīng)弱化。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，數(shù)

24、字通信在今后的通信方式中必將逐步猛發(fā)展和廣泛應用，數(shù)字通信在今后的通信方式中必將逐步取代模擬通信而占主導地位。取代模擬通信而占主導地位。 通信系統(tǒng)舉例基帶傳輸系統(tǒng)集線器通信系統(tǒng)舉例模擬電話鏈路PSTNPSTN(Public Switched Telephone Network)公共開關電話網(wǎng)公共開關電話網(wǎng)絡；一種常用舊式電話系統(tǒng)絡；一種常用舊式電話系統(tǒng)ModemModemPSTNModem通信系統(tǒng)舉例撥號上網(wǎng)鏈路數(shù)字通信與模擬通信比較(1)模擬系統(tǒng)接收機必須處理無窮多個波形數(shù)字系統(tǒng)接收機處理已知波形集中有限個波形之一數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點 更好的抗失真和干擾的能力 容易實現(xiàn)，成本低，更具靈活性 更

25、適合數(shù)字業(yè)務，容易實現(xiàn)多網(wǎng)合一數(shù)字通信與模擬通信比較(2)數(shù)字通信系統(tǒng)的缺點 同步設備復雜模擬系統(tǒng)性能衡量指標 信噪比、百分比失真度、發(fā)送端波形和接收波形的期望均方誤差等。2 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式2.1通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類1 按通信業(yè)務分類按通信業(yè)務分類 按通信業(yè)務分，按通信業(yè)務分， 通信系統(tǒng)有話務通信和非話務通信。通信系統(tǒng)有話務通信和非話務通信。 電電話業(yè)務話業(yè)務在電信領域中一直占主導地位，它屬于人與人之間的在電信領域中一直占主導地位，它屬于人與人之間的通信。通信。 近年來，非話務通信發(fā)展迅速，近年來，非話務通信發(fā)展迅速， 非話務通信非話務通信主要是分主要是分

26、組數(shù)據(jù)業(yè)務、計算機通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)組數(shù)據(jù)業(yè)務、計算機通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲轉發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。據(jù)交換、傳真存儲轉發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。 由于電話通信最為發(fā)達，因而其他通信常常借助于公共的電由于電話通信最為發(fā)達，因而其他通信常常借助于公共的電話通信系統(tǒng)進行。話通信系統(tǒng)進行。未來的綜合業(yè)務數(shù)字通信網(wǎng)中各種用途的消息都能在一未來的綜合業(yè)務數(shù)字通信網(wǎng)中各種用途的消息都能在一個統(tǒng)一的通信網(wǎng)中傳輸。此外，還有遙測、遙控和遙調(diào)等控個統(tǒng)一的通信網(wǎng)中傳輸。此外，還有遙測、遙控和遙調(diào)等控制通信業(yè)務。制通信業(yè)務。 2 按調(diào)制方式分類按調(diào)制

27、方式分類 根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸。（調(diào)制）傳輸?；鶐鬏斒菍⑽唇?jīng)調(diào)制的信號直接傳送，如基帶傳輸是將未經(jīng)調(diào)制的信號直接傳送，如音頻市內(nèi)電話。頻帶傳輸是對各種信號調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。音頻市內(nèi)電話。頻帶傳輸是對各種信號調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。 調(diào)制方式很多，調(diào)制方式很多， 表表 1 - 1 列出了一些常見的調(diào)制方式。列出了一些常見的調(diào)制方式。 表表 1- 1常見的調(diào)制方式常見的調(diào)制方式調(diào)制方式用途連續(xù)波調(diào)制線性調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)幅廣播抑制載波雙邊帶調(diào)幅 立體聲廣播單邊帶調(diào)幅SSB無線電臺、數(shù)傳殘留邊帶調(diào)幅VSB電視廣播、數(shù)傳

28、、傳真非線性調(diào)制頻率調(diào)制FM微波中繼、衛(wèi)星通信、廣播相位調(diào)制PM中間調(diào)制方式數(shù)字調(diào)制幅度鍵控ASK數(shù)據(jù)傳輸頻率鍵控FSK數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制方式用途脈沖數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制相位鍵控PSK、DPSK、QPSK等數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微波、空間通信其他高效數(shù)字調(diào)制QAM、MSK等數(shù)字微波、空間通信脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM中間調(diào)制方式、遙測脈寬調(diào)制PDM(PWM)中間調(diào)制方式脈位調(diào)制PPM遙測、光纖傳輸脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM市話、衛(wèi)星、空間通信增量調(diào)制DM軍用、民用電話差分脈碼調(diào)制DPCM電視電話、圖像編碼其他語言編碼方式ADPCM、APC、LPC中低速數(shù)字電話續(xù)表（續(xù)表（2）3 按信號特征分類按信號特征分類 按

29、照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號， 相應地相應地把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 4 按傳輸媒質(zhì)分類按傳輸媒質(zhì)分類 按傳輸媒質(zhì)分，通信系統(tǒng)可分為有線通信系統(tǒng)和無線通按傳輸媒質(zhì)分，通信系統(tǒng)可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。信系統(tǒng)兩大類。有線通信有線通信是是用導線（如架空明線、同軸電纜、用導線（如架空明線、同軸電纜、 光導纖維等）作為傳輸媒質(zhì)完成通信的，光導纖維等）作為傳輸媒質(zhì)完成通信的，如市內(nèi)電話、如市內(nèi)電話、 有線有線電視、海底電纜通信等。電視、海底電纜通信等。無線通信無線通信是是依靠電磁

30、波在空間傳播依靠電磁波在空間傳播達到傳遞消息的目的的，達到傳遞消息的目的的，如短波電離層傳播、微波視距傳播、如短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。衛(wèi)星中繼等。 5 按工作波段分類按工作波段分類 按通信設備的工作頻率不同可分為長波通信、按通信設備的工作頻率不同可分為長波通信、 中波通中波通信、信、 短波通信、短波通信、 遠紅外線通信等。遠紅外線通信等。表表 1 -2 列出了通信使用列出了通信使用的頻段、的頻段、 常用的傳輸媒質(zhì)及主要用途。常用的傳輸媒質(zhì)及主要用途。 表表 1 2 通信波段與常用傳輸媒質(zhì)通信波段與常用傳輸媒質(zhì)頻率范圍波長符號傳輸媒質(zhì)用途3Hz30kHz104108m甚低頻VL

31、F有線線對長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端長距離導航、時標30300kHz103104m低頻LF有線線對長波無線電導航、信標、電力線通信300kHz3MHz102103m中頻MF同軸電纜短波無線電調(diào)幅廣播、移動陸地通信、業(yè)余無線電330MHz10102m高頻HF同軸電纜短波無線電移動無線電話、短波廣播定點軍用通信、業(yè)余無線電30300MHz110m甚高頻VHF同軸電纜米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛、通信、導航續(xù)表（續(xù)表（2）工作波長和頻率的換算公式為工作波長和頻率的換算公式為 =式中，式中， 為工作波長，為工作波長， f為工作頻率，為工作頻率， c為光速。為光速。 6 按信號復用方式分

32、類按信號復用方式分類 傳輸多路信號有三種復用方式，即頻分復用、時分復用傳輸多路信號有三種復用方式，即頻分復用、時分復用和碼分復用。和碼分復用。頻分復用（頻分復用（FDMA）是用頻譜搬移的方法使不是用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍；同信號占據(jù)不同的頻率范圍；時分復用（時分復用（TDMA）是用脈沖是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間； 碼分復用碼分復用（CDMA）是用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號。傳統(tǒng)的是用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號。傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復用，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時分復模擬通信中都采用頻分復用，隨著數(shù)字通信的

33、發(fā)展，時分復用通信系統(tǒng)的應用愈來愈廣泛，碼分復用主要用于空間通信用通信系統(tǒng)的應用愈來愈廣泛，碼分復用主要用于空間通信的擴頻通信中。的擴頻通信中。 )()/(1038Hzfsmfc無線通信的多址接入方式無線通信的多址接入方式一、基本接入方式一、基本接入方式FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess)TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)SDMA(SpaceDivisionMultipleAccess)f2f3tft1tt2 t3ff1tfc1c2c3FDMATDMACDMAcS

34、DMA1.2.2 通信方式通信方式 前述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)，但在多數(shù)場合下，信源前述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)，但在多數(shù)場合下，信源兼為信宿，需要雙向通信，電話就是一個最好的例子，這時兼為信宿，需要雙向通信，電話就是一個最好的例子，這時通信雙方都要有發(fā)送和接收設備，并需要各自的傳輸媒質(zhì)，通信雙方都要有發(fā)送和接收設備，并需要各自的傳輸媒質(zhì)，如果通信雙方共用一個信道，就必須用頻率或時間分割的方如果通信雙方共用一個信道，就必須用頻率或時間分割的方法來共享信道。因此，通信過程中涉及通信方式與信道共享法來共享信道。因此，通信過程中涉及通信方式與信道共享問題。問題。 下面只對通信方式作一簡單介紹。下面只對

35、通信方式作一簡單介紹。 1 按消息傳遞的方向與時間關系分按消息傳遞的方向與時間關系分 對于點與點之間的通信，按消息傳遞的方向與時間關系，對于點與點之間的通信，按消息傳遞的方向與時間關系， 通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信三種。通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信三種。 單工通信單工通信， 是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑侵赶⒅荒軉畏较騻鬏數(shù)墓ぷ鞣绞剑?因此因此只占用一個信道，只占用一個信道， 如圖如圖 1 -6(a)所示。廣播、遙測、遙控、無所示。廣播、遙測、遙控、無線尋呼等就是單工通信方式的例子。線尋呼等就是單工通信方式的例子。 圖1-6單工、半雙工和全雙工通信方式示意圖(a)

36、單工；(b)半雙工；(c)全雙工發(fā)端信 道收端發(fā)端信 道收端發(fā)端收端(a)(b)發(fā)端信 道收端發(fā)端收端信 道(c)半雙工通信半雙工通信，是指通信雙方都能收發(fā)消息，是指通信雙方都能收發(fā)消息， 但不能同時但不能同時進行收和發(fā)的工作方式，進行收和發(fā)的工作方式，如圖如圖 1 - 6(b)所示。例如，使用同所示。例如，使用同一載頻的對講機，收發(fā)報機以及問詢、檢索、科學計算等數(shù)一載頻的對講機，收發(fā)報機以及問詢、檢索、科學計算等數(shù)據(jù)通信都是半雙工通信方式。據(jù)通信都是半雙工通信方式。 全雙工通信全雙工通信， 是指通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作是指通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方式。一般情況全雙工通信的信道

37、必須是雙向信道，方式。一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道，如圖如圖 1 - 6(c)所示。普通電話、手機都是最常見的全雙工通信方式，所示。普通電話、手機都是最常見的全雙工通信方式， 計算機之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。計算機之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。 2 按數(shù)字信號排列順序分按數(shù)字信號排列順序分 在數(shù)字通信中，按數(shù)字信號代碼排列的順序可分為并行傳在數(shù)字通信中，按數(shù)字信號代碼排列的順序可分為并行傳輸和串行傳輸。輸和串行傳輸。并行傳輸并行傳輸是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸，如圖式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸

38、，如圖 1 - 7（a）所示。并行傳輸?shù)膬?yōu)點是節(jié)省傳輸時間，但需要傳輸信道多，所示。并行傳輸?shù)膬?yōu)點是節(jié)省傳輸時間，但需要傳輸信道多， 設備復雜，設備復雜， 成本高，成本高， 一般適用于計算機和其他高速數(shù)字系統(tǒng)，一般適用于計算機和其他高速數(shù)字系統(tǒng)，特別適用于設備之間的近距離通信特別適用于設備之間的近距離通信。 串行傳輸串行傳輸是數(shù)字序列以串行方式一個接一個地在一條信道是數(shù)字序列以串行方式一個接一個地在一條信道上傳輸，上傳輸， 如圖如圖 1 - 7(b)所示。通常，所示。通常，一般的遠距離數(shù)字通信都一般的遠距離數(shù)字通信都采用這種傳輸方式。采用這種傳輸方式。 圖1-7并行和串行通信方式示意圖(a)并

39、行傳輸；(b)串行傳輸發(fā)送設備接收設備101(b)發(fā)送設備接收設備(a)3 信息及其度量信息及其度量前已指出，前已指出，信號是消息的載體，而信息是其內(nèi)涵。信號是消息的載體，而信息是其內(nèi)涵。任何任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機的，也就是說，信源輸出是用統(tǒng)計信源產(chǎn)生的輸出都是隨機的，也就是說，信源輸出是用統(tǒng)計方法來定性的。對接收者來說，只有消息中不確定的內(nèi)容才方法來定性的。對接收者來說，只有消息中不確定的內(nèi)容才構成信息；否則，信源輸出已確切知曉，就沒有必要再傳輸構成信息；否則，信源輸出已確切知曉，就沒有必要再傳輸它了。因此，它了。因此，信息含量就是對消息中這種不確定性的度量信息含量就是對消息中這種不確定

40、性的度量。 首先，讓我們從常識的角度來感覺三條消息：首先，讓我們從常識的角度來感覺三條消息： 太陽從太陽從東方升起；東方升起； 太陽比往日大兩倍；太陽比往日大兩倍； 太陽將從西方升起太陽將從西方升起 。 第一條幾乎沒有帶來任何信息，第一條幾乎沒有帶來任何信息， 第二條帶來了大量信息，第第二條帶來了大量信息，第三條帶來的信息多于第二條。三條帶來的信息多于第二條。 究其原因，第一事件是一個必然事件，人們不足為奇；究其原因，第一事件是一個必然事件，人們不足為奇； 第三事件幾乎不可能發(fā)生，它使人感到驚奇和意外，也就是第三事件幾乎不可能發(fā)生，它使人感到驚奇和意外，也就是說，它帶來更多的信息。因此，信息含

41、量是與驚奇這一因素說，它帶來更多的信息。因此，信息含量是與驚奇這一因素相關聯(lián)的，這是不確定性或不可預測性的結果。相關聯(lián)的，這是不確定性或不可預測性的結果。 越是不可預越是不可預測的事件，測的事件， 越會使人感到驚奇，帶來的信息越多。越會使人感到驚奇，帶來的信息越多。 根據(jù)概率論知識，事件的不確定性可用事件出現(xiàn)的概率根據(jù)概率論知識，事件的不確定性可用事件出現(xiàn)的概率來描述?？赡苄栽叫?，概率越??；反之，概率越大。因此，來描述。可能性越小，概率越小；反之，概率越大。因此， 消息中包含的信息量與消息發(fā)生的概率密切相關。消息中包含的信息量與消息發(fā)生的概率密切相關。消息出現(xiàn)消息出現(xiàn)的概率越小，消息中包含的信

42、息量就越大。的概率越小，消息中包含的信息量就越大。假設假設P(x)是一個消是一個消息發(fā)生的概率，息發(fā)生的概率，I是從該消息獲悉的信息，是從該消息獲悉的信息，根據(jù)上面的認知，根據(jù)上面的認知， 顯然顯然I與與P(x)之間的關系反映為如下規(guī)律：之間的關系反映為如下規(guī)律： （1） 信息量是概率的函數(shù)，信息量是概率的函數(shù)， 即即 I=fP(x) （2） P(x)越小，越小， I越大；越大； 反之，反之， I越小，越小， 且且 P(x)1時，時， I0 P(x)0時，時， I （3） 若干個互相獨立事件構成的消息，若干個互相獨立事件構成的消息， 所含信息量等于所含信息量等于各獨立事件信息量之和，也就是說，

43、信息具有相加性，各獨立事件信息量之和，也就是說，信息具有相加性， 即即 IP(x1)P(x2)=IP(x1)+IP(x2)+綜上所述，綜上所述， 信息量信息量I與消息出現(xiàn)的概率與消息出現(xiàn)的概率P(x)之間的關系之間的關系應為應為 I=loga =-loga P(x) (1.3 - 1)信息量的單位與對數(shù)底數(shù)信息量的單位與對數(shù)底數(shù)a有關。有關。 a=2時，時， 信息量的單信息量的單位為位為比特比特(bit)；a=e時，信息量的單位為時，信息量的單位為奈特奈特(nit)； a=10時，時， 信息量的單位為十進制單位，叫信息量的單位為十進制單位，叫哈特萊哈特萊。目前廣泛使用的單。目前廣泛使用的單位為

44、比特。位為比特。 下面舉例說明下面舉例說明信息量的對數(shù)度量信息量的對數(shù)度量是一種合理的度量方法。是一種合理的度量方法。 例例 1 1 設二進制離散信源，設二進制離散信源， 以相等的概率發(fā)送數(shù)字以相等的概率發(fā)送數(shù)字0或或1，則信源每個輸出的信息含量為，則信源每個輸出的信息含量為)(1xpI(0)=I(1)=log2 =log22=1 (bit) (1.3 - 2)可見，可見，傳送等概率的二進制波形之一（傳送等概率的二進制波形之一（P=1/2）的信息量）的信息量為為1比特。同理，傳送等概率的四進制波形之一（比特。同理，傳送等概率的四進制波形之一（P=1/4）的）的信息量為信息量為2比特，比特，這時

45、每一個四進制波形需要用這時每一個四進制波形需要用2個二進制脈個二進制脈沖表示；傳送等概率的八進制波形之一（沖表示；傳送等概率的八進制波形之一（P=1/8）的信息量為）的信息量為3比特，這時至少需要比特，這時至少需要3個二進制脈沖。個二進制脈沖。 綜上所述，綜上所述，對于離散信源，對于離散信源，M個波形等概率（個波形等概率（P=1/M）發(fā)送，且每一個波形的出現(xiàn)是獨立的，即信源是無記憶的，發(fā)送，且每一個波形的出現(xiàn)是獨立的，即信源是無記憶的，則傳送則傳送M進制波形之一的信息量為進制波形之一的信息量為211I=log2 =log2 =log2 M(bit) (1.3 - 3) 式中，式中， P為每一個

46、波形出現(xiàn)的概率，為每一個波形出現(xiàn)的概率， M為傳送的波形數(shù)。為傳送的波形數(shù)。 若若M是是2的整冪次，比如的整冪次，比如M=2 （K=1，2，3， ），則式），則式(1.3 - 3)可改寫為可改寫為 I=log 2 2 =K (bit) (1.3 - 4)式中式中, K是二進制脈沖數(shù)目是二進制脈沖數(shù)目，也就是說，也就是說，傳送每一個傳送每一個M（M=2 ）進制波形的信息量就等于用二進制脈沖表示該波）進制波形的信息量就等于用二進制脈沖表示該波形所需的脈沖數(shù)目形所需的脈沖數(shù)目K。 p1M11KKK如果是非等概情況，設離散信源是一個由如果是非等概情況，設離散信源是一個由n個符號組成的個符號組成的符號集

47、，符號集， 其中每個符號其中每個符號xi(i=1, 2, 3, , n)出現(xiàn)的概率為出現(xiàn)的概率為P(xi)， 且有且有 P(xi)=1, 則則x1, x2, , xn 所包含的信息量分別為所包含的信息量分別為-log2 P(x1), -log2 P(x2)， ，-log2 P(xn)。于是，每個符號所。于是，每個符號所含信息量的統(tǒng)計平均值，即平均信息量為含信息量的統(tǒng)計平均值，即平均信息量為H(x)=P(x1)log2 P(x1)+P(x2)log2 P(x2)+P(xn)log2 P(xn) =ni 1符號）/)(log)(21bitxpxpinii由于由于H同熱力學中的熵形式一樣，同熱力學中

48、的熵形式一樣， 故通常又稱它為故通常又稱它為信息信息源的熵源的熵，其單位為，其單位為bit/符號符號。 顯然，顯然，當信源中每個符號等概獨立出現(xiàn)時，式當信源中每個符號等概獨立出現(xiàn)時，式(1.3 - 5)即即成為式成為式(1.3 - 3)， 此時信源的熵有最大值。此時信源的熵有最大值。 例例 1 - 2一離散信源由一離散信源由0， 1， 2， 3四個符號組成，它們出四個符號組成，它們出現(xiàn)的概率分別為現(xiàn)的概率分別為3/8, 1/4, 1/4, 1/8，且每個符號的出現(xiàn)都是獨立，且每個符號的出現(xiàn)都是獨立的。試求某消息的。試求某消息232120120210的信息量。的信息量。 解解 此消息中，此消息中

49、，0出現(xiàn)出現(xiàn)23次，次，1出現(xiàn)出現(xiàn)14次，次，2出現(xiàn)出現(xiàn)13次，次，3出出現(xiàn)現(xiàn)7次，共有次，共有57個符號，故該消息的信息量為個符號，故該消息的信息量為)(1088log74log134log1438log232222bitI每個符號的算術平均信息量為每個符號的算術平均信息量為符號位）符號位/(89. 157108bitII若用熵的概念來計算，若用熵的概念來計算， 由式（由式（1.3 - 5）得）得 81log8141log4183log83222H符號位）/(906. 1bit可見，兩種算法的結果有一定誤差，但當消息很長時，可見，兩種算法的結果有一定誤差，但當消息很長時， 用熵的概念來計算比

50、較方便。用熵的概念來計算比較方便。 而且隨著消息序列長度的增加，而且隨著消息序列長度的增加， 兩種計算誤差將趨于零。兩種計算誤差將趨于零。 以上我們介紹了離散消息所含信息量的度量方法。以上我們介紹了離散消息所含信息量的度量方法。 對于對于連續(xù)消息，信息論中有一個重要結論，就是任何形式的待傳連續(xù)消息，信息論中有一個重要結論，就是任何形式的待傳信息都可以用二進制形式表示而不失主要內(nèi)容。抽樣定理告信息都可以用二進制形式表示而不失主要內(nèi)容。抽樣定理告訴我們：一個頻帶受限的連續(xù)信號，可以用每秒一定數(shù)目的訴我們：一個頻帶受限的連續(xù)信號，可以用每秒一定數(shù)目的抽樣值代替。而每個抽樣值可以用若干個二進制脈沖序列

51、來抽樣值代替。而每個抽樣值可以用若干個二進制脈沖序列來表示。因此，以上信息量的定義和計算同樣適用于連續(xù)信號。表示。因此，以上信息量的定義和計算同樣適用于連續(xù)信號。 4. 主要性能指標主要性能指標通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，評價一個通評價一個通信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標是系統(tǒng)的有效性和可靠性信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標是系統(tǒng)的有效性和可靠性。有效性有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)氖侵冈诮o定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣人俣取眴栴}；而問題；而可靠性可靠性是指接收信息的準確程度，也就是傳是指接收信息的準確程

52、度，也就是傳輸?shù)妮數(shù)摹百|(zhì)量質(zhì)量”問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統(tǒng)一，通常問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統(tǒng)一，通常還可以進行互換。還可以進行互換。 模擬通信系統(tǒng)的有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的模擬通信系統(tǒng)的有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度?？煽啃杂媒酉⒂貌煌恼{(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度?？煽啃杂媒邮斩俗罱K輸出信噪比來度量。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比收端最終輸出信噪比來度量。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比下所得到的最終解調(diào)后的信噪比是不同的。下所得到的最終解調(diào)后的信噪比是不同的。 如調(diào)頻信號抗干如調(diào)頻信號抗干擾能力比調(diào)幅好，但調(diào)頻信號所

53、需傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅。擾能力比調(diào)幅好，但調(diào)頻信號所需傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用傳輸速率來衡量。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用傳輸速率來衡量。 可靠性可可靠性可用差錯率來衡量。用差錯率來衡量。 1. 傳輸速率傳輸速率 碼元傳輸速率碼元傳輸速率RB 簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（表示單位時間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（Baud），記），記為為B。 例如，若例如，若1秒內(nèi)傳秒內(nèi)傳2400個碼元，則傳碼率為個碼元，則傳碼率為2400B。 通常在給出碼元速率時，有必要說明碼元的進制。由于通常在給出碼元速率時，有必要說明

54、碼元的進制。由于M進制的一個碼元可以用進制的一個碼元可以用 log2 M個二進制碼元去表示，因而個二進制碼元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，在保證信息速率不變的情況下，M進制的碼元速率進制的碼元速率RBM與二進與二進制的碼元速率制的碼元速率RB2之間有以下轉換關系：之間有以下轉換關系： RB2=RBMlog2 M (B) 信息傳輸速率信息傳輸速率Rb 簡稱傳信率，又稱比特率等。它簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特表示單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特/秒，秒，可記為可記為bit/s ，或，或 b/s ，或，或bps。 每個碼元或符

55、號通常都含有一定每個碼元或符號通常都含有一定bit數(shù)的信息量，因此碼數(shù)的信息量，因此碼元速率和信息速率有確定的關系，即元速率和信息速率有確定的關系，即Rb=RBH (b/s) (1.4 - 2)式中，式中，H為信源中每個符號所含的平均信息量（熵）。為信源中每個符號所含的平均信息量（熵）。 等概傳輸時，熵有最大值等概傳輸時，熵有最大值log2M，信息速率也達到最大，即，信息速率也達到最大，即 Rb=RB log2 M (b/s) (1.4 - 3)或或 RB= )(log2BMRb式中，式中，M為符號的進制數(shù)。例如碼元速率為為符號的進制數(shù)。例如碼元速率為1200B，采用八進，采用八進制（制（M=

56、8）時，信息速率為）時，信息速率為3600b/s；采用二進制（；采用二進制（M=2）時，）時， 信息速率為信息速率為1200b/s，可見，二進制的碼元速率和信息速率在，可見，二進制的碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等，有時簡稱它們?yōu)閿?shù)碼率。數(shù)量上相等，有時簡稱它們?yōu)閿?shù)碼率。 頻帶利用率頻帶利用率 比較不同通信系統(tǒng)的有效性時，單看它們比較不同通信系統(tǒng)的有效性時，單看它們的傳輸速率是不夠的，還應看在這樣的傳輸速率下所占的信道的傳輸速率是不夠的，還應看在這樣的傳輸速率下所占的信道的頻帶寬度。所以，真正的頻帶寬度。所以，真正衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸效率的應當是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸效率的應當是單位頻帶內(nèi)的碼元傳

57、輸速率單位頻帶內(nèi)的碼元傳輸速率，即，即)/(HzBBRB數(shù)字信號的傳輸帶寬數(shù)字信號的傳輸帶寬B取決于碼元速率取決于碼元速率RB，而碼元速率和，而碼元速率和信息速率信息速率Rb有著確定的關系。為了比較不同系統(tǒng)的傳輸效率，有著確定的關系。為了比較不同系統(tǒng)的傳輸效率， 又可定義頻帶利用率為又可定義頻帶利用率為)/(HzsbBRb2. 差錯率差錯率衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標是差錯率，衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標是差錯率， 常用誤碼常用誤碼率和誤信率表示。率和誤信率表示。 誤碼率（碼元差錯率）誤碼率（碼元差錯率）Pe 是指發(fā)生差錯的碼元數(shù)在傳是指發(fā)生差錯的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例，更確切地說，

58、輸總碼元數(shù)中所占的比例，更確切地說，誤碼率是碼元在誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，即即 傳輸總碼元數(shù)錯誤碼元數(shù)ep誤信率（信息差錯率）誤信率（信息差錯率）Pb 是是指發(fā)生差錯的比特數(shù)指發(fā)生差錯的比特數(shù)在傳輸總比特數(shù)中所占的比例在傳輸總比特數(shù)中所占的比例， 即即傳輸總比特數(shù)錯誤比特數(shù)數(shù)ep顯然，顯然， 在二進制中有在二進制中有 Pb=Pe1.5 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢在過去三四十年間，對數(shù)據(jù)傳輸需求的增長以及大規(guī)模集在過去三四十年間，對數(shù)據(jù)傳輸需求的增長以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，促進了數(shù)字通信的發(fā)展。目前數(shù)字通信在衛(wèi)星成電路的發(fā)展，促進了數(shù)字通信的發(fā)展。目前數(shù)字通

59、信在衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信、微波通信等領域有了新的進展。通信、光纖通信、移動通信、微波通信等領域有了新的進展。 下面我們就從這幾個方面來了解通信的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。下面我們就從這幾個方面來了解通信的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。 1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為空中中繼站，它能夠將地衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為空中中繼站，它能夠將地球上某一地面站發(fā)射來的無線電信號轉發(fā)到另一個地面站，球上某一地面站發(fā)射來的無線電信號轉發(fā)到另一個地面站， 從而實現(xiàn)兩個或多個地域之間的通信。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之從而實現(xiàn)兩個或多個地域之間的通信。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位置關系，可以分為間的位

60、置關系，可以分為靜止通信衛(wèi)星靜止通信衛(wèi)星(或同步通信衛(wèi)星或同步通信衛(wèi)星)和移和移動通信衛(wèi)星。動通信衛(wèi)星。靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離地面高度為地面高度為35 780 km，采用三個相差，采用三個相差120的靜止通信衛(wèi)星就的靜止通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球的絕大部分地域可以覆蓋地球的絕大部分地域(兩極盲區(qū)除外兩極盲區(qū)除外)。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組成。上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星組成。上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地球站的無線電傳播路徑，通