1第一章引言与绪论-2012.

11111内容累积进度2绪论2/648随机信号复习，信道10/648模拟调制系统18/648数字基带传输系统26/648正弦载波数字调制系统34/646模拟信号的数字传输40/644数字信号的最佳接收44/646差错控制编码50/642同步原理52/646信息论基础知识讲座*58/646习题课与复习64/6422222教材与参考书目参考书目:(1)欧阳长月等，信息传输基础，北京航空航天大学出版社(2)JohnG.Proakis，通信系统原理，电子工业出版社(3)周炯槃等，通信原理，北京邮电大学出版社(4)JohnG.Proakis,数字通信(第四版)，电子工业出版社33333本课程是一门呈上启下的专业基础课，要求有一定的知识面。通信原理、通信技术、通信系统构成了通信，需要进行一定的实验和实践等，以了解现代通信技术和通信系统。44444先修和后续课程•概率论与随机过程•信号与系统，通信电子线路•随机信号分析后续课程：•移动通信光纤通信卫星通信•数字通信扩频通信•信息论纠错编码软件无线电先修课程：55555课程任务通信网的构成：1）终端设备：电话、电报、监视器等2）传输设备：电缆、光缆、微波、卫星等3）交换设备：程控交换、ATM交换、光交换等4）协议和准则：TCP/IP等本课程主要介绍信息端到端的传输系统，重点讨论系统的组成原理、实现方法和性能指标！66666课程内容:模拟系统模拟调制AM，DSB，SSB，VSB，PM，FM复合和多级调制数字系统基带系统频带系统工具：信号、噪声和信道的分析信息论知识模/数变换：脉冲调制PAM，PCM，DPCM多路传输、同步技术、最佳接收、纠错编码改善性能ASK，FSK，PSK，DPSK基本原理、实现方法、性能分析！77777学习方法1.在“信号分析”和“随机过程”的基础上研究通信系统的一般原理和性能。2.不从具体电路出发，而从系统的物理模型或数学模型着手进行分析，强调基本原理和概念。3.本课程是一门概念性和理论性较强的课程，要适当地多做习题，加深对基本概念的理解。88888消息:信息的载体。如包含有信息的语言、文字和图像等。信号:是表示消息的物理量。如电信号，光信号。数据：载有信息的可观测、可传输、可存储及可处理的信号。99999信息:各个事物运动的状态及状态变化的方式,本质是不确定性。特征：1.接收者在收到信息之前，对它的内容是不2.信息可以产生，也可以消失，可以被携带、3.信息是可以量度的。1010101010通信(或信息传输)：指将信息从一地传输至另一地的过程，根本目的在于传输含有信息的消息，否则就失去了消息传输的意义。信息信号：大多数的消息都是非电量，不宜于在信道中进行远距离传输，需要将它们变换成电信号。1111111111信息信号分类从频域分：基带信号(低通型信号)，频带信号电话300～3400Hz电视0～6MHz从时域分：模拟信号，数字信号模拟基带信号：信号的某一个参量可以取无限多个值，且与消息直接对应。数字基带信号：信号的某一个参量只能取有限多个值，且常不直接与消息一一对应。12121212121.2通信系统的组成通信系统：完成信息传输功能的所有技术设备的总和。信息源发送设备信道接收设备受信者噪声源发送端接收端通信系统简化模型1313131313信源信道收信者发信机收信机噪声源消息传输的对象产生需传输的消息存在于发信机、信道、收信机通常用等效噪声源来表示发信机：将消息转换为合适在信道传输的信号收信机：把信号转换为消息信道：传输媒介(有线信道&无线信道)1.2.1通信系统模型1414141414AMDSBSSBVSBFMPM解调：从已调信号中还原出被传输的低频信息信号。调制：将基带信号变换成频带信号，以提高系统传输信息的效率和质量。信源接收机发射机调制信道噪声信宿解调1.2.2模拟与数字通信系统15151515151.为了有效地辐射电磁波，增加传输距离。2.通过调制可将多个信息信号（它们的频谱分量处于同一频带范围内）移到不同频率或不同时间的各个载波信号上，从而能够实现多路和多址信息传输。3.提高信息传输系统的抗干扰能力和保密能力。调制与解调的作用1616161616与调制相反的变换过程称为解调，不同的调制方法通常需要不同的解调方法。正是由于存在多样的调制和解调方法，才构成了各种不同的信息传输系统。调制和解调是信息传输技术所包含的最基本的内容！1717171717信道信源基带信号成形信宿噪声同步系统数字基带传输系统接收滤波器1818181818信道解调信源加密编码调制译码解密信宿噪声同步系统ASKFSKPSKDPSK数字频带传输系统1919191919信源编（译）码：a：将模拟信号转变为数字基带信号。b：减少信源输出的信息多余度，在保证通信质量的条件下以较低的数字信号速率传输，提高系统的传输效率。信道编（译）码：人为按照一定的规律增加信息多余度，以便在接收端发现或纠正传输中的错误，提高系统传输信息的质量。20202020201.抗干扰能力强，特别是在中继传输时更为明显。2.可以进行差错控制，因而提高了信息传输的可靠性。3.便于使用现代计算机技术，对信号进行处理，存储和变换从而提高信息传输的灵活性。4.便于加密，实现保密信息传输。5.易于和其他系统配合使用，构成一个灵活，通用，多功能的综合业务信息传输网。数字通信系统的优缺点2121212121主要缺点：1.占用频带较宽2.同步系统复杂。如：模拟电话4KHz传输质量相同的数字电话20～60KHz22222222221）按传输信号的性质分模拟信息传输系统数字信息传输系统3)按工作频率分长波通信中波通信短波通信微波通信光波通信2）按传输媒质分有线通信无线通信1.3.1通信系统分类4)按用途分专用通信公用通信23232323235)按通信业务分电报电话、可视电话数传TV雷达已派生出来6）按通信者是否运动分固定通信移动通信7）按信号复用类型分频分复用时分复用码分复用24242424241.按消息传递的方向与时间分单工通信、半双工通信及全双工通信三种。发端收端信道终端A终端B信道发收收发终端A终端B信道信道发收收发(a)单工(b)半双工(c)全双工25252525252.按数字信号排序分通信方式分为串序传输和并序传输。发送设备接收设备发送设备接收设备(a)串串串串(b)串串串串26262626263.按通信网络形式分通信的网络形式可分为三种：两点间直通方式、分支方式和交换方式。终端A转接站终端A终端A终端B终端N终端C终端B...终端B终端C终端N交换设备(a)(b)(c)（a）两点间直通方式（b）分支方式（c）交换方式2727272727信息及其度量信息：消息中包含的有意义的内容。信息量与消息出现的概率有关，具体可以描述为如下规律：（1）消息中所含信息量是消息出现概率的函数；（2）消息出现的概率愈小，它所含信息量愈大；反之信息量愈小；实际采用统计的方法对信息进行度量!（3）若干个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。2828282828)()(1xPxPIaaloglog单位与对数底数a有关：a=2比特（bit，简写为b）a=e奈特（nat，简写为n）a=10哈特莱信息量I的定义：2929292929例子1-1：以等概率出现的二进制码元(0,1)每个码元的自信息量是多少？如果是2m进制情况又如何？解：2(0)(1)log(1/2)1IIbit2()log(1/2)mImmbit3030303030通信系统主要性能指标其次适应性环境标准性互换性可维修性互换性经济性成本通信系统主要指标：有效性和可靠性。3131313131模拟通信系统有效性通过有效传输带宽Ｂ来衡量可靠性通过接收端输出信噪比来衡量有效性：用被传输的信息信号所占用的信道有效传输带宽来衡量。同一信息信号，采用的调制方式不同，其占用的有效传输带宽也不同。调幅方式比调频方式所需要的有效传输带宽窄，因此调幅的有效性比调频高。模拟通信系统3232323232可靠性：信息传输的可靠性，而不是指设备和元器件的可靠性。系统对噪声的抗干扰能力越强，其传输信息的可靠程度就越高。模拟系统的抗噪声性能用接收机输出的信号与噪声的平均功率之比S0/N0来度量的。SNR越高，系统的抗噪声性能就越强。普通电话的传输要求SNR为20～40dB一般电视要求传输大于40dB3333333333数字通信系统1、有效性通过传输速率R来衡量码元速率RB：每秒钟传送的码元数目。波特（Baud,B）或符号速率RB=1/Tb，与采用的进制数无关；Tb:码元间隔信息速率Rb：每秒钟传送的信息量。比特/秒(bit/s)与码元采用的进制数N有关。Rb=每秒钟传输码元数×每码元信息量数字通信系统34343434342、可靠性通过差错率来衡量二进制时，Pb=PeBeBnennimPBbebnbnnimPb①误码率Pe：码元在传输中被错误接收的概率；②误比特率Pb：传输每比特信息被错误接收的概率；