通信导论09-2.

通信导论电子系通信教研室2009.9.29第一部分：通信的基本概念、基本理论通信的基本概念与基本问题通信的基本理论（调制、编码）通信的基本理论—调制与编码调制与编码是通信系统涉及的重要内容和组成部分，回忆通信系统的构成模型：其中的发送与接收设备对于信息的传输起着至关重要的作用。在模拟与数字通信系统中，发送与接收设备具体表现为调制与编码。信息源调制器信道解调器受信者噪声源信息源信源编码器信道编码器数字调制器信道数字解调器信道译码器信源译码器受信者噪声源模拟通信系统数字通信系统研究调制和编码要明确的问题为什么要进行编码和调制编码和调制分类编码和调制实现方法性能分析具体应用发展一、通信中的调制理论调制的概念调制的作用调制的分类调制的实现方法性能分析具体应用调制新技术调制的概念所谓调制，就是按原始信号（调制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。调制涉及两个输入信号和一个输出信号。*两个输入信号为：调制信号(也称基带信号)m(t)：信源发出的包含信息的原始电信号，从零频附近开始，如语音信号为300~3400Hz，图像信号为0~6MHz,数字信号0~Rb,。由于这种信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号。载波信号c(t)：用来承载信息、参数受调制信号控制，一般为高频，频率值由信道决定。*一个输出信号为：在信道中传输的已调信号sm(t)。调制概念的说明•在通信系统的发送端通常需要有调制过程，而在接收端则需要有调制的反过程——解调过程。需要进行调制和解调的通信系统为频带传输系统，不需要进行调制和解调的通信系统为基带传输系统。信息源信源编码器信道编码器数字调制器信道数字解调器信道译码器信源译码器受信者噪声源数字基带传输系统模型：信道接收滤波器抽样判决器基带信号形成器噪声受信者信息源数字基带传输系统应用于近距离、有线通信的场合，如局域网连接、单位小交换机与市局交换机的连接。调制的作用1.进行频谱变换，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合信道传输的已调信号。在保定听广播频率AM中波段535-1601kHz,中央台频率639kHz,学校开通英语广播频率：一校区FM87.2MHz；二校区FM72.5MHz我校的FM广播台调制的作用在信道内同时传送多路信号称为复用，各路信号频率范围相同，会重叠，只有通过调制才有可能区分开不同路信号。复用方式分类频分复用（FDM）时分复用（TDM）码分复用（CDM）波分复用（WDM）2.实现信道多路复用，提高系统的传输有效性。各种复用都要通过调制实现。调制的作用3.通过选择不同的调制方式改善系统传输的可靠性。FM抗噪性能优于AM;2PSK抗噪性能优于2ASK;调制的分类1．按照调制信号m(t)分:模拟调制：m(t)为模拟信号，如AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM数字调制：m(t)为数字信号，ASK、FSK、PSK等。调制的分类连续波调制C(t)=cosωct为连续正弦波,AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM、ASK、FSK、PSK等。脉冲调制C(t)为周期性脉冲信号，PAM、PDM、PPM、PCM、ΔM、ADPCM等2．按照载波信号c(t)分调制的分类3.按照m(t)对c(t)不同参数的控制分：幅度调制：载波的幅度随调制信号线性变化的过程，AM、DSB、SSB、VSB、ASK、频率调制：FM、FSK相位调制：PM、PSK、DPSK调制、解调的实现调制-发送过程解调-接收过程调制的应用AM、FM：广播SSB：电力线载波VSB：电视图像传输FSK：中低速数据传输，如远动PSK、DPSK：数字微波QAM：数字载波，高速数据传输新型数字调制技术MQAM：多进制正交调幅MTCM：网格编码调制OFDM：正交频分复用扩频调制：CDMAGMSK:高斯最小频移键控二、通信中的编码理论编码概念编码分类编码方法性能分析具体应用新技术编码的概念数字通信系统中包含编码和译码，编码的逆过程是译码。数字通信中的编码涉及两部分，含义完全不同：信源编码信道编码信源编码作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩。码元速率将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的有效性。我们所熟悉的典型的压缩：音频压缩MP3图像压缩JPEG、MPEG等作用之二是当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。模拟信号数字化传输的方式有脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)、ADPCM等。信道编码数字信号在传输过程中，加性噪声、码间串扰等都会产生误码。为了提高系统的抗干扰性能，可以加大发射功率，降低接收设备本身的噪声，以及合理选择调制、解调方法等。此外，还可以采用信道编码技术。信道编码是为了降低误码率，提高数字通信的可靠性而采取的编码。信道编码为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。常用的几种简单信道编码1．奇偶监督码奇偶监督码是在原信息码后面附加一个监督元，使得码组中“1”的个数是奇数或偶数。或者说，它是含一个监督元，码重为奇数或偶数的(n，n-1)系统分组码。奇偶监督码又分为奇监督码和偶监督码。2．恒比码码字中1的数目与0的数目保持恒定比例的码称为恒比码。由于恒比码中，每个码组均含有相同数目的1和0，因此恒比码又称为等重码，定1码。这种码在检测时，只要计算接收码元中1的数目是否正确，就知道有无错误。目前我国电传通信中普遍采用3∶2码，又称“5中取3”的恒比码，即每个码组的长度为5，其中3个“1”。这时可能编成的不同码组数目等于从5中取3的组合数。实践证明，采用这种码后，我国汉字电报的差错率大为降低。目前应用较多的信道编码循环码，简单，容易实现，还可以进行交织卷积码，码子不需要太长，纠错能力强应用：与调制技术结合的MTCM先修课程的重要性数学基础信号与系统电路、电子技术基础另外加上求知欲，去发现、思索、学习、积累和提高。结束谢谢！