数字通信技术 教学课件 作者 唐彦儒 第1章 数字通信基础知识.pptx

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1、数字通信技术主编唐彦儒1.1数字通信系统的构成1.1.1信息与信号信息：对接受信息者有一定意义的某一有待定传递、交换、提取或存储的内容，是客观世界和主观世界共同作用的产物。信号：携带信息的载体。信息是依靠信号进行传递和交流的，这是通信的主要目的和内容。第1章数字通信基础知识1.1.2模拟信号与数字信号1.模拟信号概念：代表信息的信号幅度的取值随时间连续变化，即在某一时间范围内可以取无限多个数值，则该信号为模拟信号。如下图所示2.数字信号概念：代表信息的信号幅度取值是离散变化的，即在某一瞬间具有有限个状态或称状态可数，则这样的信号称为数字信号。如下图所示：1.1.3通信系

2、统的构成、分类及通信方式1.构成信源：信息的来源变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。信道：信号的传输通道反变换器：功能与变换器相反信宿：信息传送的终点，即信息的接收者噪声源：并不是一个人为实现的实体，但在通信系统中又是客观存在的2.通信系统的分类(1)按照业务内容的不同，通信可分为电报、电话、传真、数据通信、无线寻呼等。(2)按照传输信道的不同，通信可分为有线通信和无线通信。(3)按信道中所传输信号的不同，通信系统可以分为模拟通信和数字通信两大类。3.数字通信系统的组成一个数字通信系统应包括8个主要组成部分：信源、编码器、调制器、信道、解调器、译码器、

3、信宿、定时与同步系统4．通信方式（1）按信号传输的方向和时间可分为单工通信、半双工通信和全双工通信。（2）按数字信号排序的方式可分为并行通信和串行通信。（3）按通信终端的数量可分为点到点通信、一点到多点通信和多点到多点通信。在两个通信终端之间进行的通信称为点到点通信；一点到多点通信是指一个通信终端对多个通信终端之间进行的通信；而多个通信终端对多个通信终端之间进行的通信即为多点到多点通信。（4）按通信终端的连接方式可分为直联方式和交换方式。直联方式是指各通信终端之间均有直联线路并可直接进行通信的方式；而交换方式则是指通信终端之间没有直联线路，需经过交换设备进行连接的通信方

4、式。衡量、比较和评价一个通信系统的优劣，必然要涉及系统的各种性能指标。①有效性：指系统信息的传输速度。②可靠性：指系统信息的传输质量。③适应性：指系统使用时的环境条件。④经济性：指系统的成本。⑤标准性：指系统的接口、各种结构及协议是否符合国家标准和国际标准。⑥保密性：指系统是否便于加密。⑦维修性：指系统是否维修方便。⑧工艺性：指系统的各种工艺要求。其中最主要的是有效性和可靠性1.2数字通信系统的主要性能指标1.2.1比特与码元1．比特比特(bit，可简写为b)是信息量的单位，而信息量又是信息多少的一种量度。2．码元携带信息的数字单元称为码元。在数字信道中传递的数字信号的

5、一个波形符号就是一个码元。它可能是二进制的，一个码元对应1bit的信息量；也可能是多进制的，例如，在数字调相的八进制相移键控(8PSK)中，一个八进制码元所携带的信息量为3bit。1.2.2有效性指标在数字通信系统中，有效性指标主要以信息传输速率、符号传输速率和频带利用率来描述。传输速率和频带利用率越高，表示系统的有效性越好。1．信息传输速率信息传输速率又称比特速率，是指数字通信系统在单位时间内传送的比特数，单位为bit/s、b/s(比特/秒)或kbit/s、kb/s(千比特/秒)，或Mbit/s、Mb/s(兆比特/秒)，或Gbit/s、Gb/s(吉比特/秒)等。有时也

6、用bps(bitpersecond)作为比特速率的单位，它与b/s是等价的。2．符号传输速率符号传输速率又称码元速率，是指数字通信系统在单位时间内传输的码元数应注意，码元速率仅表征单位时间内传输的码元数，而没限定此时的码元是何种进制。根据码元速率的定义，对于长度为T秒的单个码元有如果一个数字通信系统传送的是M进制码元，则该系统的码元速率与比特速率之间的关系为：显然，对于二进制系统，信息传输速率和码元传输速率在数值上相等。3.频带利用率在比较不同通信系统的有效性时，不能只衡量其传输速率，还要考虑所占用的频带宽度B，这是因为两个传输速率相同的系统其传输效率并不一定相同。所以

7、，真正衡量通信系统的有效性指标是频带利用率，亦即单位频带内的传输速率，以η表示，其定义为1.2.3可靠性指标数字通信系统中的可靠性指标主要以传输差错率来描述。差错率通常用误码率或误比特率来表示。差错率越大，表示系统可靠性越差。1．误码率：指在传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例2．误比特率：又称比特差错率，是指在传输中发生差错的比特数占传输总比特数的比例1.3数字通信的特点及发展1.3.1数字通信的特点1．主要优点（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密，提高安全性（3）便于与现代技术相结合（4）通信设备便于集成化、小型化、智能