无线通信系统概述

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1、1数字通信(第一讲)通信系统概述2011-9YupingZhao(Professor)赵玉萍SchoolofElectronicsEngineeringandComputerSciencePekingUniversityBeijing100871,Chinayuping.zhao@pku.edu.cn2Referencebooks（主要参考书）:JohnG.Proakis:“Digitalcommunications”,3rded《数字通信》JohnG.Proakis著，（影印版,中文版）电子工业出版社，《通

2、信与信息科学教育丛书》ReadingMaterials:tobedeliveredduringthecoursehttp://www.welan.com/book/book.asp3信息系统包括的内容信息的产生与获取数据信息语音信息图像信息信息的处理与存储模拟信息转换为数字信息信息的压缩信息的传输与网络时间传输：信息存储以利于今后使用空间传输：利用某种传输媒质信息进行传输信息与信息量信息的大小用信息量来度量，表征一种不确定性信息量的大小由发生该事件的概率决定信息量的最常用单位为比特这里I为信息量大小（单位为比

3、特），P为发生某事件的概率4信息量实例例①：三天后有雨与无雨的概率各为50%，则下雨带来的信息量为即该事件的信息量为1比特5信息量实例例②：明天下雨概率为1/8，不下雨的概率为7/8，则下雨事件带来的信息量为同理，不下雨事件带来的信息量为6通信系统中的信息量通信系统中一般以“比特”(bit)作为信息量的基本单位例：某发射机只发送0、1信息，并且0、1的发生概率各为50%；如果每秒只发送一次，则该系统的传输速率为1比特/秒(记为1bit/s)；如果每秒独立地发送1000次”0”、”1”信息，则传输速率为1000

4、bits/s(或1kbits/s)7通信系统中常用表示方法BYTE：8bits(比特)1BYTEbps(bitspersecond)xbits/sxbpsxKbits/sxKbpsxMbits/sxMbps8常用的通信系统数据GSM语音电话9.6Kbps无线局域网(WIFI)11Mbps高清数字电视：约30Mbps9平均信息量如果信源可以产生N种独立信息，每种信息产生的概率不同，则该信源的信息量为所有信息量的统计平均：10平均信息量例①某信源产生0、1、2、3四种可能的数据，其概率分别为1/2、1/4

5、、1/8、1/8。则系统的平均信息量为11平均信息量例②：若上例中产生0、1、2、3的概率均为1/4，则系统的平均信息量为结论：若信源中的各个符号独立且等概率出现，则信源的信息量最大12信源的种类模拟信源：时间、幅度连续的待传信号例：语音信号—时间幅度均为连续信号例：模拟电视信号—时间离散幅度连续数字信源：时间、幅度均为离散的信源例：各种数据、文字信息例：网页、电子邮件1314信息的传输方式模拟通信系统：将采集的信号直接进行传输模拟信号直接进行传输，信号为幅度、时间连续代表性系统：模拟电视，AM广播数字传输系

6、统：将信号转变为数字信号后再进行传输传输的信号只包括“0”，“1”数字化信号典型系统：手机信号，计算机网络信源与通信系统的关系15模拟信源模拟通信系统数字通信系统数字信源模式转换信源形式传输方式16＋3.6V3.8V信道：存在噪声与损伤接收：接收到错误电平信号无法判别模拟通信系统的损伤发射：可以是规定范围内的任意值0.2V17模拟语音信号电压值V时间t接收信号发射信号模拟信号传输系统：一定范围内的任何值均为有效值18＋3.6V3.8V0.2V(噪声)接收判决“1”>1.8V发端：“1”→3.6v；“0”→0v

7、判决准则：接收信号大于1.8v→1;小于1.8v→1;信道发射数字通信系统的损伤19－3.6V2.6V1.0V判决正确判决“1”>1.8V“1”→3.6v；“0”→0v数字通信系统的损伤数字通信系统存在一定的错误存在20－3.6V1.6V-2.0V判决错误判决“0”<1.8V“1”→3.6v；“0”→0v数字通信系统的损伤数字通信系统也可能发生错误判决简单的模拟通信系统模拟对讲机21语音信号射频单元天线连续信号连续信号信号转换（模拟）连续信号简单的模拟通信系统模拟对讲机22语音信号射频单元天线连续信号连续信号

8、信号转换（模拟）连续信号简单的数字通信系统数字对讲机23语音信号模拟/数字转换编码调制射频单元天线连续信号0/1信号连续信号简单的数字通信系统数字对讲机24语音信号数字/模拟转换射频单元解码解调天线连续信号0/1信号连续信号25模拟语音信号电压值V时间t26语音信号分解语音信号的频率：300Hz-3400Hz（一般语音信号最高频率是4KHz）27语音信号的时间离散化采样：需满足定理电压值V时间t发射