通信原理第一章绪论Word格式文档下载.docx
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有线信道如架空明线、电缆、光缆等。
无线信道主要是自由空间。
噪声源：
噪声的来源，信号在信道中要受到各种内、外部噪声的影响。
接收设备：
与发送设备的基本功能相反，是将从信道中接收到的带有干扰的信号变换成原始信号的形式。
以利于受信者接收。
受信者的作用于信息源相反，是将恢复的原始信号转换成相应的消息形式。
如电话机、计算机既可以是信息源也可以是受信者。
1.2.2模拟通信系统模型
模拟通信系统模型突出强调了调制和解调在模拟通信系统中的作用。
模拟信号：
代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压：
1.2.3数字通信系统模型
信源编码的目的是为了提高系统的有效性。
信道编码的目的是为了提高系统的可靠性。
数字信号：
代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、计算机输入输出信号：
1.3通信系统的分类与通信方式
1.3.1通信系统的分类
1、按业务和用途分
（1）常规通信
分为话务通信和非话务通信两种。
话务通信包括电话信息服务业务、语音信箱业务和电话智能网业务在内的电话业务。
非话务通信：
计算机通信、电子信箱、数据库检索、可视图文及会议电视、图像通信等。
（2）控制通信：
包括遥测、遥控、遥信和遥调通信，如雷达通信等。
2、按调制与否分类
（1）基带传输系统：
指信号在发送端无须经过调制而直接进行传输，在接收端无须经过解调就能接收的系统。
如对讲系统等近距离传输系统。
（2）频带传输系统：
是指在发送端对基带信号进行调制，在接收端通过解调从接收到的信号中恢复出原始基带信号的系统。
3、按信号特征分
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，把通信系统相应地分成模拟通信系统和数字通信系统。
无论是模拟通信还是数字通信，在不通的通信领域中都得到了广泛的应用。
4、按传输媒质分
（1）有线通信：
有线通信是用缆线（架空明线、同轴电缆、光缆等）作为传输媒质完成通信。
如有线电话、有线电视、海底电缆等。
（2）无线通信：
依靠电磁波在自由空间中传播以达到传递消息的目的。
如短波电离层、微波视距层、卫星中继等。
5、按工作波段分类
按系统中通信设备的工作频率可以分为长波通信、中波通信、短波通信和远红外线通信等。
工作频率与波长的换算公式为：
f=
F为工作频率HZ;
λ为工作波长，m；
c为光速，3*108m/s
常见通信波段与传输媒质
频率范围
对应波长
名称/符号
传输媒质
主要用途
3HZ-30kHZ
104-108m
甚低频VLF
有线线对长波无线电
音频、电话、数据终端长距离导航、时标
30kHZ-300kHZ
103-104m
低频LF
导航、信标、电力线通信
300kHZ-3MHZ
102-103m
中频MF
同轴电缆、短波无线电
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
3MHZ-30MHZ
10-102m
高频HF
同轴电缆
短波无线电
移动无线电话、短波广播定点军用通信、业余无线电
30MHZ-300MHZ
1-10m
甚高频VHF
米波无线电
电视、调频广播、空中管制、车辆、通信、导航
300MHZ-3GHZ
10-100cm
特高频UHF
波导、分米波无线电
微波接力、卫星和空间通信、雷达
3GHZ-30GHZ
1-10cm
超高频SHF
波导、厘米波无线电
30GHZ-300GHZ
1-10mm
极高频EHF
波导、毫米波无线电
微波接力、雷达、射电天文学
1000GHZ
-10000GHZ
3*10-5----
3*10-4cm
可见光、红外光、紫外光
光纤、激光空间传播
光通信
6、按信号复用方式分类
对多路信号采用复用方式传输能够更加有效地利用现有通信资源。
按信号的复用方式可以分为频分复用、时分复用和码分复用。
1.3.2通信方式
1、按消息传递的方向与时间关系划分
单工通信：
消息只能单方向传输的工作方式。
如广播、电视。
半双工通信：
双方都具有发送和接收功能，但不能同时接收，也不能同时发送的双向传输方式。
如无线对讲机。
全双工通信：
双方同时进行收发操作的双向传输方式。
因此全双工必须占用双向信道。
如电话、计算机通信。
2、按数字信号码元的排列方式划分
在数字通信中，按数字信号码元排列的顺序可分为并行传输和串行传输。
1.4信息及其度量
信息量是度量信息内容多少的量纲。
事件发生的可能性越小，概率越低，包含的信息量越大。
P（x）是这个事件发生的概率，I表示从这个信息中获取的信息量。
公式如下：
I（x）=
=-
信息量I的单位
a的取值
I的单位
I的单位表示符号
2
比特
bit（b）
10
奈特
nat
e
哈特莱
Hartley
例：
在二进制通信系统中，有两种符号0和1，在等概率的情况下，有：
I（0）=I
（1）=-
=1（bit）
每个二进制符号携带1bit的信息量。
在等概率情况下，M进制通信系统中，每个符号所携带的信息量均为：
I=-
=
（bit）
在不等概的情况下，设系统共有n种符号x1、x2、x3……xn,他们出现的概率分别为：
P（x1）、P（x2）、P（x3）……P（xn）,且有
=1,则各符号所含信息量分别为-
、-
……可定义平均信息量H（x）来衡量每个符号所含信息量的统计平均值,
H（x）=P（x1）[-
]+P（x2）[-
]+……
+P（xn）[-
]=
[-
]（比特/符号）
平均信息量H（x）又称为信源的熵。
信息具有相加性，即多个相互独立的消息所携带的总信息量等于每个消息所含信息量的线性叠加。
I（x1,x2,……）=I（x1）+I（x2）+……
例1-1
1.5通信系统的性能指标
有效性和可靠性是评价通信系统性能的最主要指标。
有效性设计信息传输的速度问题。
可靠性设计信息传输的质量问题。
1.5.1模拟通信系统的性能指标
在模拟系统中，有效性常用系统的有效传输频带宽度来衡量。
模拟通信系统的可靠性用接收端最终输出的信噪比来评价，因此可靠性有时也称为抗噪声性能。
1.5.2数字通信系统的性能指标
1、数字通信系统的有效性л
数字通信系统中，有效性习惯上采用码元速率、信息速率和系统频带利用率3个指标来衡量。
频带利用率的大小直接反应了系统有效性的高低。
（1）码元速率RB
码元速率RB定义为每秒钟传输码元的个数，又称码元传输速率或传码率，单位为波特（Baud）。
（2）信息速率Rb
信息速率Rb定义为每秒钟所传输的信息量，又称信息传输速率或传信率，单位为比特/秒（bit/s或b/s）。
一个二进制码元所携带1bit的信息量。
因此在二进制系统中，码元速率与信息速率在数值上相等。
在M进制系统中，每个码元携带
bit的信息量，因此信息速率与码元速率的关系为：
Rb=RB*
（b/s）
（3）系统频带利用率
2、数字通信系统的可靠性
在数字通信系统中，由于信道中的噪声会使传输的码元产生错误，从而影响系统的可靠性。
因此数字通信系统的可靠性主要用误码率Pe和误信率Pb来衡量。
（1）误码率是信息在传输过程中，发生差错的码元个数与传输总码元个数的比值。
Pe=
（2）误信率为信息在传输过程中，发生差错的信息量（错误的比特数）与传输的总信息量的比值。
Pb=
在二进制系统中Pe=Pb,在多进制系统中，Pe<
=Pb。
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