數(shù)字通信原理_1：緒論課件

1、（1）課程名稱：數(shù)字通信原理 （2）主要參考書 Bermard Sklar 數(shù)字通信基礎(chǔ)與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 （3）教師：馮穗力 （ 87112490） （4）作業(yè)：每周一交作業(yè) （5）成績(jī)分布(暫定)：作業(yè)占10,實(shí)驗(yàn)占20 期中測(cè)驗(yàn)、期末考試占70,1,PPT學(xué)習(xí)交流,數(shù)字通信原理 第一章 緒 論,2,PPT學(xué)習(xí)交流,1、通信（Telecommunication） 通信：克服距離上的障礙，交換和傳遞消息； 消息：文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖片、語音和活動(dòng)圖像； 信息：信息是消息的內(nèi)涵，消息是信息的載體； 信號(hào)：與消息一一對(duì)應(yīng)的電量，它是消息的物質(zhì)載體； 數(shù)字信號(hào)：時(shí)間和幅度取值均為離散的信號(hào)；

2、通信系統(tǒng)：傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和； 數(shù)字通信系統(tǒng)：傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)。,第一章 緒論,3,PPT學(xué)習(xí)交流,2、通信發(fā)展的主要?dú)v程 1837年：莫爾斯發(fā)明（有線）電報(bào)系統(tǒng) 1864年：麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論 1876年：貝爾發(fā)明電話機(jī) 1887年：赫茲證明電磁波的存在 1892年：史端喬發(fā)明自動(dòng)電話機(jī) 1896年：馬可尼發(fā)明無線電通信，1901年實(shí)現(xiàn)越洋通信 1918年：開通無線調(diào)幅（AM）廣播 1924年：奈奎斯特提出抽樣定理理論 1937年：瑞維斯發(fā)明脈沖編碼調(diào)制（PCM）,第一章 緒論,4,PPT學(xué)習(xí)交流,2、通信發(fā)展的主要?dú)v程（續(xù)） 1938年：開通電視廣播 1948年：香

3、農(nóng)創(chuàng)立信息論基礎(chǔ)，同年庫柏等發(fā)明晶體管 1957年：成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星，次年發(fā)射通信衛(wèi)星 1960年：發(fā)明激光 1961年：發(fā)明集成電路 1964年：高錕提出采用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào) 1971年：美國建立最早的互聯(lián)網(wǎng)（APPANET） 1980s： 建立蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) ,第一章 緒論,5,PPT學(xué)習(xí)交流,3、通信系統(tǒng)模型,信源,信宿,譯碼,信道,編碼,信源：信息的發(fā)出者 信宿：信息的接收者 信道：傳輸信息的物理媒質(zhì) 編碼：把信源輸出的信號(hào)變換成適合特定信道傳輸?shù)男盘?hào) 譯碼：恢復(fù)原來信源的信號(hào),第一章 緒論,6,PPT學(xué)習(xí)交流,4、模擬通信與數(shù)字通信 模擬通信的信號(hào)特點(diǎn)： 從無限多種可能的波形中

4、選擇一種進(jìn)行發(fā)送。 數(shù)字通信的信號(hào)特點(diǎn)： 從有限多種可能的波形中選擇一種進(jìn)行發(fā)送。 接收端無需精確地接收被傳輸?shù)牟ㄐ?，而只要從受到噪聲干擾的信號(hào)中判斷發(fā)送端發(fā)送的是哪一個(gè)波形。 一般地，只要噪聲干擾小于一定的門限，接收端可再生發(fā)送端發(fā)送的波形。,第一章 緒論,7,PPT學(xué)習(xí)交流,例：信號(hào)的失真與再生：,8,PPT學(xué)習(xí)交流,例：四進(jìn)制信號(hào)的噪聲容限：,9,PPT學(xué)習(xí)交流,5、數(shù)字通信的特點(diǎn) 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)： （1）數(shù)字信號(hào)有良好的抑止噪聲累積干擾的能力，信號(hào)易于再生； （2）可通過信源編碼提高傳輸效率； （3）可通過信道編碼降低傳輸?shù)牟铄e(cuò)概率； （4）易于對(duì)信息進(jìn)行加密和各種復(fù)雜的信號(hào)處理； （

5、5）易于實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的各種信息交換。 數(shù)字通信的缺點(diǎn)： （1）數(shù)字通信一般需要較復(fù)雜的同步技術(shù)； （2）具有“門限效應(yīng)”：當(dāng)信噪比下降到一定限度時(shí)，傳輸質(zhì)量會(huì)急劇惡化。,第一章 緒論,10,PPT學(xué)習(xí)交流,6、典型的數(shù)字通信系統(tǒng),11,PPT學(xué)習(xí)交流,6、典型的數(shù)字通信系統(tǒng)（續(xù)） 發(fā)送端功能模塊： （1）信源：產(chǎn)生（模擬信號(hào)經(jīng)抽樣量化后的）數(shù)字信號(hào)； （2）信源編碼：去除信源消息序列的冗余性，提高傳輸效 率； （3）信道編碼：對(duì)信息加入檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的功能，提高抗干擾 能力； （5）調(diào)制器：將基帶信號(hào)搬移到適合特定介質(zhì)傳輸?shù)念l段上 傳輸。,12,PPT學(xué)習(xí)交流,6、典型的數(shù)字通信系統(tǒng)（續(xù)） 接收端

6、功能模塊： （1）解調(diào)； （2）信道譯碼； （8）信源譯碼； （9）信宿。 分別完成與發(fā)送端對(duì)應(yīng)模塊相反的功能。 數(shù)字通信系統(tǒng)中的其他可能附加的功能模塊： 信息的加解密、復(fù)用解復(fù)用、信道的波形編譯碼 多址接入、擴(kuò)頻與解擴(kuò) 等等。,13,PPT學(xué)習(xí)交流,7、數(shù)字通信系統(tǒng)性能的度量 一、有效性：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能傳輸信息量的大?。?（1）二進(jìn)制符號(hào)：只有兩種狀態(tài)，每個(gè)碼元符號(hào)最多能夠攜帶1比特信息； （2）M進(jìn)制符號(hào)：每個(gè)碼元符號(hào)有M種可能的狀態(tài)，每個(gè)碼元符號(hào)可攜帶的最大信息量為log2M比特。 （3）波特率（Rs）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)，波特 (Baud); （4）比特率（Rb）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（信息速率）， 比特/秒，b/s，bps。,14,PPT學(xué)習(xí)交流,7、通信系統(tǒng)性能的度量（續(xù)） 波特率（Rs）與比特率（Rb）之間的關(guān)系 ： （b/s） 二、可靠性：接收信號(hào)的準(zhǔn)確程度 （1）信噪比（S/N）: 信號(hào)功率與噪聲功率之比 S：信號(hào)功率；N：噪聲功率。,15,PPT學(xué)習(xí)交流,7、通信系統(tǒng)性能的度量（續(xù)） （2）誤碼率與誤信率 誤碼率（Ps）： 誤信率Pb (誤比特率) 數(shù)字話音通信：要求Pb在10-3-10-6以下； 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：要求Pb在10-7以下。,16,PPT學(xué)習(xí)交流,7、通信系統(tǒng)性能的度量（續(xù)） （2）誤碼率與誤