数字通信原理(1.1)课件.ppt

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1、数字通信原理（1.1）本书授课计划本书共48学时，留出一次复习时间，共23次课。通信系统概述信源编码A/D转换数字信号的传输，包括基带传输和频带传输锁相与同步问题差错控制现代通信网的介绍数字信号的最佳接收第一章绪论1.1通信系统的基本概念1.人类通信发展的几个主要阶段通信的历史可以追嗍到17世纪初期。通过语言、声、光等直觉的方式传递信息。如：人力、马力和烽火台等；文字、印刷术的发明，邮政的出现；从1600-1750年，开始研究电、磁的现象，到19世纪40年代为通信理论基础准备阶段。电气通信时代：电话、电报、广

2、播和电视；光纤通信、卫星通信、以及移动通信等等将在本世纪被应用的更广泛的领域。信息时代：计算机和计算机互联网；1.1通信系统的基本概念2.通信的目的通信的主要任务：克服距离、干扰等障碍，迅速、准确地传递信息。3、通信系统的组成及模型通信的目的是传递消息。信息源发送设备接收设备信道图1-1通信系统的模型受信者噪声源发送端接收端把各种可能消息转换成电信号信号传输的通道能从接收信号中恢复出相应的原始信号4、信号分类（1）为了使消息能在信道中传送，首先应该将消息转换为可以传送的电信号。通常，消息被载荷在电信号的某一

3、参量上。如果电信号的该参量携带着离散消息，则该参量必将是离散取值的。这就是数字信号。如果电信号的该参量连续取值，则这样的信号就是模拟信号。4、信号分类（2）按代表消息的信号的参量取值方式模拟信号（又叫连续信号）数字信号（又叫离散信号）通信系统模拟通信系统：传送模拟信号的通信系统数字通信系统：传送数字信号的通信系统5、模拟通信系统信道中传输的是模拟信号的系统称为模拟通信系统。1）模拟通信系统的组成模拟通信系统需要两种变换。首先，发送端的连续消息要变换成原始电信号，接收端收到的信号要反变换成原连续消息。（原始电信

4、号由于通常具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输。）因此，模拟通信系统里通常有第二种变换：将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号，并在接收端进行反变换这种变换和反变换通常称为调制和解调。5、模拟通信系统经过调制后的信号称为已调信号。具有两个基本特性：一是携带消息；二是适应在信道中传输。（另外还有一点：具有较高频率成分。）通常，将发送端调制前和接收端解调后的信号称为基带信号。所以原始电信号又称基带信号，称已调信号为频带信号。注：消息从发送端传递到接收端并非仅经过以上两种变换，系统里可能还有滤波、放大、变频

5、、辐射等等过程。本书只着重研究上述两种变换和反变换。发信者调制器解调器信道受信者噪声源图1-2模拟通信系统非电/电变换器（发话器）电/非电变换器（收话器）变换器反变换器5、模拟通信系统2）模拟通信系统模型信息源5、模拟通信系统2）模拟通信系统的优缺点优点：通过信道的信号频谱比较窄，因此信道的利用率高。缺点：（1）传输的信号是连续的，混入噪声干扰后不易清除，即抗干扰能力差。（2）不易保密通信，即安全性差。（3）设计不易大规模集成化。（4）不适于飞速发展的计算机通信要求。6.数字通信系统的组成信源信源编码信道编码

6、调制（信道编码）传输媒介信源解码解调信道解码信宿图1-2数字通信系统模型（1）6.数字通信系统的组成信源编码：模拟信号转变为数字信号；信号压缩处理；信号的高效率编码。信道编码：检错、纠错编码，提高信号抗干扰能力；信息加密，防止信息被窃取。调制变换：波形编码，信号调制，使基带信号适合在特定的道中传输。传输媒介：有线、无线信道，网络交互设备。解调、信道译码、信源译码：对信号作上述处理相反对变换。信源调制器解调器信道噪声源加密器二次编码器非电/电变换器一次编码器二次解码器解密器一次解码器电/非电变换器信宿变换器反变

7、换器图1-3数字通信系统模型（2）7、数字通信系统详细模型8、数字通信系统过程非电/电变换器：把非电模拟信号转换成电信号一次编码器：模拟/数字变换加密器：对数字信号进行加密二次编码器：即差错控制编码器，使得接收端能够根据一定的规律判断接收的数字信号是否正确，可以进行自动差错控制。调制器：以便输出的信号能适应信道传输的要求之后的几个方框的内容与以上几一一对应的反变换。去掉了加密/解密装置的系统，广义的被称为信源编码通信系统。9.数字通信的特点优点：信号容易再生，抗干扰能力强；便于对信号进行处理，便于提高传输的可

8、靠性、有效性和保密性；器件易于集成化；有利于实现各种业务对综合传输；缺点：比模拟通信占带宽；应该看到，数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统频带而换得的。10、数字通信存在的问题第一、数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上都是可以控制的。即通过上述差错控制编码第二、加密解密第三、同步问题。数字通信传输是一个接一个按节拍传送的数字信号单元，即码元。因此接收端也必须按与发送端相同的