第一章通信原理.ppt

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现代通信原理课程性质：

课程性质：

专业技能课专业技能课、必修课必修课学分：

学分：

44考试方式：

考试方式：

总评成绩总评成绩=理论考试成绩理论考试成绩*50%50%+实验记录成绩实验记录成绩*25%+25%+平时成绩平时成绩*25%25%。

参考资料：

参考资料：

11通信原理通信原理江力主编，清华大学出版社，江力主编，清华大学出版社，20072007年年33月月22通信原理通信原理樊昌信编，电子工业出版社，樊昌信编，电子工业出版社，20112011年年33月月课程要求：

课程要求：

旷课旷课1次扣次扣2分，迟到分，迟到1次扣次扣1分，请假分，请假1次扣次扣0.5分；作业双周周五交，不交分；作业双周周五交，不交1次扣次扣2分，扣完为止。

分，扣完为止。

本课程内容v一、通信原理概述v二、信号分析v三、模拟信号的调制传输v四、模拟信号的数字化v五、数字信号的基带传输v六、数字信号的频带传输v七、差错控制编码v八、同步原理基础（8）调制传输（30）信道编码（8）通信系统的协调

（2）实验内容与理论沟通的桥梁（24）第一章通信原理概述v1、了解通信、通信系统的一般概念，通信的发展历史v2、了解通信系统的分类v3、掌握通信系统的质量指标v4、了解通信的频段划分和现代通信的发展方向课程目标1.1通信的基本概念及发展简史一、通信的定义通信:

是指不在同一不在同一地点地点的双方双方或多方多方之间进行迅速、有效的信息传递。

其目的是实现信息的传递。

现代通信技术是指用现代科学技术手段如电子、光技术实现信息传递的一门技术学科。

二、通信发展史现代通信技术的发展从1838年摩尔斯发明电报至今有100多年的历史了，1838年，摩尔斯发明有线电报并于1844年建立了第一条试验性电报线路1876年，贝尔发明有线电话1898年，发明无线电报技术1906年，真空电子管出现并首先应用于通信1918年，出现无线电广播1938年，电视广播开始1940年，研制出雷达与微波通信系统1946年，第一台电子管计算机诞生1948年，香农提出信息概念，奠定了经典信息论基础1956年，发明了晶体管，这是电子器件领域内的重大革命1956年，第一条越洋（大西洋）海缆建成1958年，第一颗通信卫星上天1961年，发明集成电路，它的问世对通信技术的发展产生巨大的影响1962年，第一颗同步通信卫星上天，1965年第一颗国际通信卫星进入商业运行，并在上世纪70年代开始广泛地进入商业应用1960年，激光器问世，1977年底第一个光缆通信系统投入使用20世纪80年代，超大规模集成电路、移动通信、光纤通信得到广泛应用，综合业务网迅速崛起1990年后，卫星通信、移动通信和光纤通信进一步飞速发展，高清晰度彩色数字技术不断成熟，全球定位系统（GPS）得到广泛应用1.2通信系统的组成一、通信系统的构成v通信系统：

为完成通信任务所需要的一切技术设备和传输媒质所构成的总体称为通信系统。

新的通信媒体新的通信媒体有线通信方式的服务有线通信方式的服务信道信道交交换换机机电话网结构示意图电话网结构示意图为用户为用户构成网的基本要素：

构成网的基本要素：

终端设备，传输链路，交换设备。

（硬件）终端设备，传输链路，交换设备。

（硬件）交交换换机机终端终端终端终端噪声噪声局间传输局间传输局内传输局内传输局内传输局内传输图1-3通信系统的一般模型各处的噪声之和各处的噪声之和信号源信号源发送设备发送设备信信道道接收设备接收设备受信者受信者噪声源噪声源发送端发送端接收端接收端1.3通信系统的分类及通信方式1.3.1信号的分类v1、模拟信号和数字信号v2、确知信号和随机信号v3、周期信号和非周期信号v4、功率信号和能量信号t0T2T图1.3.1模拟信号和数字信号tf（t）0T2T3Tt3f（t）0T2T4213T1、模拟信号和数字信号t（a）确知的正弦波信号（b）随机信号图1.3.2确知信号和随机信号2、确知信号和随机信号3、周期信号和非周期信号（a）周期性矩形脉冲信号（b）非周期性矩形脉冲信号图1.3.3周期性信号与非周期性信号4、功率信号和能量信号信号f（t）（电压或电流）在1欧姆电阻上所消耗的能量定义为信号的归一化能量，简称能量，表示为：

若能量为有限值，即，则此信号f（t）称为能量信号。

当信号能量趋于无穷大时，其平均功率是有限的，称此信号为功率信号。

可表示为：

在此T取时间平均的区间，P平均功率。

正余弦信号是功率信号，非周期性矩形脉冲信号（门函数）是能量信号。

周期性信号一定是功率信号，非周期性信号可以是功率信号，也可以是能量信号。

复习v1、通信的目的是什么？

v2、通信系统是有哪些部分组成？

v3、信号常用的分类形式有哪些？

v4、画出通信系统的一般模型1.3.2通信系统的分类v根据传输媒质：

有线通信系统、无线通信系统v根据消息的物理特征分类：

电报通信系统，电话通信系统，数据通信系统，图像通信系统等。

v根据调制方式分类：

基带传输和频带传输；v根据传输信号的性质：

模拟通信系统、数字通信系统模拟基带传输系统通信系统模拟通信系统模拟调制传输系统数字通信系统数字基带传输系统数字调制传输系统语音信号调制放大解调扬声器图1.1无线广播系统模拟通信系统信号源调制器解调器受信者噪声源信道基带信号频带信号图1.2FM收音机的工作原理信源发送设备信道接收设备信宿噪声源发送接收端通信系统的一般模型频频带带信信号号基基带带信信号号数字系统框图数字系统框图编编码码器器噪噪声声源源加加密密器器信信息息源源调调制制器器信信道道受受信信者者解解密密器器译译码码器器解解调调器器注：

缺省同步系统注：

缺省同步系统。

信源发送设备信道接收设备信宿噪声源发送接收端1.3.3、通信方式根据信号在信道中的传输方式从不同的角度考虑，可以有多种：

单工传输、半双工传输和全双工传输串行传输和并行传输同步传输和异步传输两点间直通传输、分支传输和交换传输1、单工传输、半双工传输和全双工传输发送单向通道接收发送双向通道接收接收发送发送双向通道接收接收发送（a）单工传输（b）半双工传输（c）全双工传输2、串行传输和并行传输发送设备接收设备1010发送设备接收设备101010（a）串行传输（b）并行传输3、同步传输和异步传输（数字通信）11.52.00线路状态空起始位57数据位停止位P位奇偶位或不用空或下一个起始位异步传输异步传输也叫起止式传输，是利用起止法来达到收发同步的。

特点：

每个字符都独立和随机，以不均匀速率发送，方法简单。

缺点：

传输效率低。

SYNSYN一个或多个SYN字符控制字符数据字符控制字符（a）面向字符型帧FF8位标志0111111108位标志011111110控制字段控制字段数据字段（b）面向比特型帧同步传输SYNSYN一个或多个SYN字符控制字符数据字符控制字符

（2）同步传输。

同步传输是以一个数据块为单位进行信息传输的。

为了让接收方准确地确定每个数据块的开始和结束，需要在数据块的前面加上一个前文（Preamble），表示数据块的开始；在数据块的后面加一个后文（Postamble），表示数据块的结束。

通常把这种加有前文和后文的一个数据块称为一帧（Frame）。

4、两点间直通传输、分支传输和交换传输（点点通信，一点对多点通信及多点间的交换）（a）点点（b）一点对多点（c）多点之间的选址通信1.4通信系统的质量指标v质量指标：

有效性、可靠性、适应性、标准型、经济性、维护使用等等。

v有效性：

传输一定的信息量所消耗的信道资源数（带宽或时间）；v可靠性：

接收信息的准确程度。

模拟、数字通信系统的质量指标v模拟通信系统v有效性：

用有效传输带宽来度量。

v可靠性：

用接收端最终的输出信噪比来度量。

v数字通信系统v传输速率：

单位时间传输的信息量。

v差错率：

错误比特（或码元）与传输总比特（或总码元数）之比。

码元：

传输速率1.定义单位时间传输的码元数为码元速率（baud）2.定义单位时间传输的信息量为信息速率（bit/s）差错率1.误比特率=错误比特数/传输总比特数2.误码元率=错误码元数/传输总码元数1.5现代通信的发展方向v1、光纤通信v2、移动通信v3、卫星通信作业v1、p14页，一、二、三、四在书上做v2、第五题，计算题做到作业本上，下周交