第1章數(shù)字通信原理

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1、第,1,章 概述,數(shù)字通信原理,第,1,章 概 述,本章學(xué)習(xí)要點(diǎn),通信系統(tǒng)及數(shù)字通信系統(tǒng)模型的構(gòu)成；,數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的特點(diǎn),;,數(shù)字通信的特點(diǎn)；,數(shù)字通信系統(tǒng)的主要指標(biāo),；,通信及通信系統(tǒng)構(gòu)成,1.1,信息、信號(hào)及分類,1.2,模擬通信和數(shù)字通信,1.3,數(shù)字通信特點(diǎn)及性能指標(biāo),1.4,電平和衰減的預(yù)備知識(shí),1.5,1.1,通信及通信系統(tǒng)構(gòu)成,通信,信息的傳遞和交換的過(guò)程稱為,通信,。,信息,可以有多種表現(xiàn)形式，如語(yǔ)言、文字、數(shù)據(jù)、,圖像等。,通信系統(tǒng)模型,1.2,信息、信號(hào)及分類,1.,信息,香農(nóng),把信息定義為“,用來(lái)消除不定性的東西,”。,2.,信號(hào),信號(hào)是攜帶信息的載體；,信號(hào)應(yīng)具有

2、某種可以感知的物理參量如電壓、電流及,光波強(qiáng)度和頻率等。,通常稱為語(yǔ)音信號(hào)、圖像信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)等。,信號(hào)可以分為兩大類：,模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。,3.,模擬信號(hào),模擬,信號(hào)的特點(diǎn)是時(shí)間和幅度都是,連續(xù),變化的。,4.,數(shù)字信號(hào),數(shù)字,信號(hào)的特點(diǎn)是時(shí)間和幅度都是,離散,變化的。,模擬信號(hào),時(shí)域采樣,采樣信號(hào),量化編碼,數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào)示例,數(shù)字信號(hào)示例,二進(jìn)制,四進(jìn)制,1.3,模擬通信和數(shù)字通信,1.3.1,模擬通信系統(tǒng),信源所發(fā)出的信息經(jīng)變換器變換和處理后，送往信道,上傳輸?shù)氖悄M信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。,模擬通信系統(tǒng)模型,簡(jiǎn)單模擬電話通信系統(tǒng),語(yǔ)音,語(yǔ)音,1.3.2,數(shù)字通信系統(tǒng),信

3、源所發(fā)出的信息經(jīng)變換和處理后，送往信道上,傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。,語(yǔ)音數(shù)字通信系統(tǒng)示意圖,語(yǔ)音,語(yǔ)音,1.3.3,數(shù)字信號(hào)的時(shí)分復(fù)用傳輸,多路復(fù)用,多路復(fù)用是指多路信號(hào)互不干擾地沿同一條信道傳輸。,多路復(fù)用是提高傳輸信道利用率的主要方法。,多路復(fù)用主要方式,頻分多路復(fù)用、,時(shí)分多路復(fù)用。,頻分多路復(fù)用主要用于模擬通信，時(shí)分多路復(fù)用主要,用于數(shù)字通信。,時(shí)分,多路,復(fù)用,時(shí)分多路復(fù)用是把時(shí)間分成均勻的時(shí)間間隙，將每路,信號(hào)的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)隙內(nèi)，達(dá)到各路互相,分開的目的。,時(shí)分復(fù)用示意圖,時(shí)分多路復(fù)用電路結(jié)構(gòu)示意圖,1.4,數(shù)字通信特點(diǎn)及性能指標(biāo),1.4.1,數(shù)字通信

4、的特點(diǎn),(1),抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累；,(2),便于加密處理；,(3),便于采用時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路通信；,(4),設(shè)備,便于集成化、小型化；,(5),占用頻帶寬。,1.4.2,數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo),1.,有效性指標(biāo),(1),信息傳輸速率,每秒鐘傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。,單位是,bit/s,。,(2),符號(hào)傳輸速率,(,碼元傳輸速率,),每秒鐘傳輸?shù)拇a元數(shù)。,單位是波特,(,Bd,),。,信息速率與碼元速率之間的關(guān)系：,M,進(jìn)制數(shù)；,n,二進(jìn)制碼元數(shù)；,信息速率；,碼元速率。,(3),頻帶利用率,頻帶利用率是指單位頻帶內(nèi)的傳輸速率。,2.,可靠性指標(biāo),(1),誤碼率,是指在傳輸過(guò)程中發(fā)生誤碼的碼元

5、個(gè)數(shù)與傳輸?shù)?總碼元數(shù)之比。,誤碼率是多次統(tǒng)計(jì)結(jié)果的平均量，所以這里指的是,平均誤碼率。,(2),信號(hào)抖動(dòng),在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信號(hào)抖動(dòng)是指數(shù)字信號(hào)碼元相對(duì)于,標(biāo)準(zhǔn)位置的隨機(jī)偏移。,信號(hào)抖動(dòng)示意圖,1.5,電平和衰減的預(yù)備知識(shí),1.,分貝,(dB),和奈培,(,Np,),分貝,(dB),是以常用對(duì)數(shù)表示兩個(gè)功率之比的計(jì)量單位，,奈培,(,Np,),是以自然對(duì)數(shù)表示兩個(gè)功率之比的計(jì)量單位。,2.,用分貝表示的絕對(duì)功率電平,dBm,dBm,3.,用分貝表示的相對(duì)功率電平,dBr,dBr,4.,相對(duì)零電平點(diǎn)的電平,dBm0,供維護(hù)用的測(cè)試電平點(diǎn)。,5.,傳輸衰減,衰減是指信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)后功率損耗的程度。,