數(shù)字通信原理_1：緒論ppt課件

2010Copyright,.,1,（1）課程名稱：數(shù)字通信原理（2）主要參考書華南理工大學(xué)數(shù)字通信原理講義周炯褩等通信原理北京郵電大學(xué)出版社BermardSklar數(shù)字通信基礎(chǔ)與應(yīng)用電子工業(yè)出版社曹志剛等現(xiàn)代通信原理清華大學(xué)出版社（3）教師：馮穗力（FengSL87112490）（4）作業(yè)：每周一交作業(yè)（5）成績分布(暫定)：作業(yè)占10,實(shí)驗(yàn)占20期中測驗(yàn)、期末考試占70,2010Copyright,.,2,數(shù)字通信原理第一章緒論,2010Copyright,.,3,1、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、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：與消息一一對應(yīng)的電量，它是消息的物質(zhì)載體；數(shù)字信號：時(shí)間和幅度取值均為離散的信號；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)字信號的通信系統(tǒng)。,第一章緒論,2010Copyright,.,4,2、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,2010Copyright,.,5,2、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,2010Copyright,.,6,3、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：把信源輸出的信號變換成適合特定信道傳輸?shù)男盘栕g碼：恢復(fù)原來信源的信號,第一章緒論,2010Copyright,.,7,4、模擬通信與數(shù)字通信模擬通信的信號特點(diǎn)：從無限多種可能的波形中選擇一種進(jìn)行發(fā)送。數(shù)字通信的信號特點(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,2010Copyright,.,8,例：信號的失真與再生：,2010Copyright,.,9,例：四進(jìn)制信號的噪聲容限：,2010Copyright,.,10,5、數(shù)字通信的特點(diǎn)數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字信號有良好的抑止噪聲累積干擾的能力，信號易于再生；（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）易于對信息進(jìn)行加密和各種復(fù)雜的信號處理；（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)量會急劇惡化。,第一章緒論,2010Copyright,.,11,6、典型的數(shù)字通信系統(tǒng),2010Copyright,.,12,6、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（模擬信號經(jīng)抽樣量化后的）數(shù)字信號；（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：將基帶信號搬移到適合特定介質(zhì)傳輸?shù)念l段上傳輸。,2010Copyright,.,13,6、典型的數(shù)字通信系統(tǒng)（續(xù)）接收端功能模塊：（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。,2010Copyright,.,14,7、數(shù)字通信系統(tǒng)性能的度量一、有效性：單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能傳輸信息量的大??；（1）二進(jìn)制符號：只有兩種狀態(tài)，每個(gè)碼元符號最多能夠攜帶1比特信息；（2）M進(jìn)制符號：每個(gè)碼元符號有M種可能的狀態(tài)，每個(gè)碼元符號可攜帶的最大信息量為log2M比特。（3）波特率（Rs）：單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)，波特(Baud);（4）比特率（Rb）：單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（信息速率），比特/秒，b/s，bps。,2010Copyright,.,15,7、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：接收信號的準(zhǔn)確程度（1）信噪比（S/N）:信號功率與噪聲功率之比S：信號功率；N：噪聲功率。,2010Copyright,.,16,7、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。,2010Copyright,.,17,7、通信系統(tǒng)性