通信系统原理概述.ppt

第1章 概论,通信原理课程组,2,目标要求,基本要求,了解通信的发展；掌握消息、信息、信号的定义；掌握数字通信的概念，理解数字通信的优点；掌握数字通信系统模型及其主要性能指标；熟悉无线信道、有线信道；熟悉信道中的噪声。,3,目标要求,重点、难点,重点是：信息的度量；数字通信系统模型的理解与掌握。难点是：数字通信系统性能指标的理解与计算。,4,主要内容,1.1 通信的发展 1.2 消息、信息和信号 1.3 数字通信 1.4 信道 1.5 信道中的噪声 1.6 小结 思考题、习题,5,1.1 通信的发展,一、历史的通信方式,1.古代：公元前800年(周朝)，周幽王烽火戏诸侯。应用光通信的见证最简单的二进制数字通信。2.近代：1820年：安培发明电报通信，近代数字通信的 开始。1838年：莫尔斯将电报通信推向实用。1876年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。,6,周幽王骄奢淫逸，自从得到褒国进献的美女褒姒后，封为宠妃，整天沉溺于佳丽之中，朝政荒废。褒姒美艳无比，但生性不笑，面对宫中玉宇琼楼，锦衣玉食，她毫无悦色。幽王欲睹褒姒笑容，大臣们想尽千方百计始终不得效果。一天幽王出游骊山，佞臣虢（guo）石父献出烽火戏诸葛侯拙劣计策，幽王决意一试，遂命点燃烽火。各路诸侯见烽火报警，以为京城出现敌情。迅速整装带兵而至。见君臣安然无恙，且游兴正浓，感到莫名其妙。问其原因，对方笑而不答。看到这种场面，褒姒忍不住开怀大笑。看到褒姒终于开了笑口，而且笑时姿态更美，昏君乐得忘乎所以。风尘仆仆的诸侯终于明白，烽火报警，调兵遣将，原本为博宠妃欢心。王命如山，无可奈何，只得怏怏离去。但事隔不久，犬戎果真来犯，虽然点起了烽火，却无援兵赶到。原来各诸侯以为周幽王又是故伎重演。结果都城被攻下，褒姒被抢走了，周幽王也被杀死了，从此西周灭亡了。东周列国志中有这样一段话来形容褒姒：“目秀眉清，唇红齿白，发挽乌云，指排削玉，有如花如月之容，倾国倾城之貌。”原来周王朝为了防备西部一个叫犬戎的少数民族部落的进攻，在骊山一带造了二十多座烽火台，每隔几里地就是一座。如果犬戒打过来，把守第一道关的士兵就把火烧起来；第二道关的士兵见到烟火，也把烽火烧起来。这样一个接一个烧着烽火，附近的诸侯见到了，就会发兵来救。,7,最原始的光通信、二进制数字通信 有光信号-有敌情 无光信号-无敌情,8,1.1 通信的发展,烽火台,9,1.1 通信的发展,3.现代 20世纪60年代以后：数字通信技术进入高级发展阶段。近20多年：数字通信迅猛发展；光纤通信也携手同行。两者都成为现代通行网的主要支柱。,10,1.1 通信的发展,“上帝创造了何等的奇迹!”,塞缪尔莫尔斯（Samuel Finley Breese Morse，1791-1872）,11,1832年秋天，在大西洋中航行的一艘邮船上，美国医生杰克逊给旅客们讲电磁铁原理，旅客中41岁的美国画家莫尔斯被深深地吸引住了，并牢记住了这些。他联想起自己所看到的法国信号机体系，它每次只能凭视力所及传讯数英里而已；如果用电流传输电磁讯号，不是可以在瞬息之间把消息传送数千英里之遥吗？从这以后，他毅然改行投身于电学研究领域。莫尔斯从在电线中流动的电流在电线突然截止时会迸出火花这一事实得到启发，“异想天开”地想，如果将电流截止片刻发出火花作为一种信号，电流接通而没有火花作为另一种信号，电流接通时间加长又作为一种信号，这三种信号组合起来，就可以代表全部的字母和数字，文字就可以通过电流在电线中传到远处了。经过几年的琢磨，1837年，莫尔斯设计出了著名且简单的电码，称为莫尔斯电码，它是利用“点”、“划”和“间隔”（实际上就是时间长短不一的电脉冲信号）的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，一批科学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯，只见他亲手操纵着电报机，随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64公里外的巴尔的摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。第一封电报的内容是圣经的诗句：上帝创造了何等的奇迹。,12,1.1 通信的发展,贝尔（1847-1922）美国电话发明者,13,1.1 通信的发展,1876年3月10日，美国发明家贝尔发明世界上第一部电话，并获美国专利局批准的电话专利。这是2005年8月11日拍摄的美国新泽西州默里山贝尔实验室博物馆内的世界第一部电话。,14,贝尔在做聋哑人用的“可视语言”实验时，发现了一个有趣的现象：在电流流通和截止时，螺旋线圈会发出噪声，就像电报机发送莫尔斯电码时发出的“嘀答”声一样。“电可以发出声音!”思维敏捷的贝尔马上想到，“如果能够使电流的强度变化，模拟出人在讲话时的声波变化，那么，电流将不仅可像电报机那样输送信号，还能输送人发出的声音，这也就是说，人类可以用电传送声音。”1875年5月，贝尔和沃特森研制出两台粗糙的样机。这两台样机是在一个圆筒底部蒙上一张薄膜，薄膜中央垂直连接一根炭杆，插在硫酸液里。这样，人对着它讲话时，薄膜受到振动，炭杆与硫酸接触的地方电阻发生变化，随之电流也发生变化；接收时，因电流变化，也就产生变化的声波。由此实现了声音的传送。1875年6月2日，他们又对带音箱的样机进行试验。贝尔在实验室里，沃特森在隔着几个房间的另一头。贝尔一面在调整机器，一面对着送话器呼唤起来。忽然，贝尔在操作时，不小心把硫酸溅到腿上，他情不自禁地喊道：“沃特森先生，快来呀，我需要你!”“我听到了，我听到了。”沃特森高兴地从那一头冲过来。他顾不上看贝尔受伤的地方，把贝尔紧紧拥抱住。贝尔此时也忘了疼痛，激动得热泪盈眶。,15,1.1 通信的发展,麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。1873年，麦克斯韦完成巨著电磁学通论，这是一部可以同牛顿的自然哲学的数学原理相媲美的书，具有划时代的意义，是牛顿以后科学史上的又一座丰碑。,麦克斯韦(James Clerk Maxwel 18311879)英国物理学家,16,他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。,17,1.1 通信的发展,赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。,赫兹（1857-1894）德国物理学家,1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。为了纪念他在电磁波发现中的卓越贡献，后人将频率的单位命名为赫兹。,18,1886年，赫兹经过反复实验，发明了一种电波环，用这种电波环作了一系列的实验，终于在1888年发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。赫兹的实验公布后，轰动了全世界的科学界，由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论，至此取得了决定性的胜利。麦克斯韦的伟大遗愿终于实现了。,19,1.1 通信的发展,在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现无线电传播，并很快投入实际使用。其他利用电磁波的技术，也像雨后春笋般相继问世。无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航（1911年）、无线电话（1916年）、短波通讯（1921年）、无线电传真（1923年）、电视（1929年）、微波通讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。,20,1.1 通信的发展,返回,1.1 通信的发展,请总结通信的发展趋势特点，展望未来通信发展方向。模拟-数字单一媒体-多媒体有线-无线窄带-宽带。？,21,22,1.2 消息、信息和信号,1.通信的目的,传递消息中包含的信息。本课程主要研究传输。,2.消息,天气预报“明天是晴天”,字幕“明天是晴天”文字,播音员说“明天是晴天”语言,图形,、信息、消息和信号的定义与区别,信息,23,1.2 消息、信息和信号,1.通信的目的,传递消息中包含的信息。本课程主要研究传输。,2.消息,、信息、消息和信号的定义与区别,是指信源所产生的信息的物理表现。例如：语音、文字、图形、图像等。消息必须转换成电信号（简称信号），才能在通信系统中传输。,24,1.2 消息、信息和信号,4.信息,是指消息中所包含的对受信者有意义的内容（或有效内容）。不同形式表现（汉字、符号、图形等）的同 一消息，载有相同的信息。,3.信号,是指消息的物理载体，是传输消息的手段。可分为模拟信号和数字信号。,、信息、消息和信号的定义与区别,25,1.2 消息、信息和信号,如何度量信息？首先要解决的问题。,运输货物-货运量，衡量运输效率 传递信息-？，衡量通信效率？,26,1.2 消息、信息和信号,1.要求 度量信息量的方法，必须满足：,能度量任何消息；与消息的类型无关；消息的重要程度无关。,二、消息中信息量的度量,27,1.2 消息、信息和信号,2.信息量的定义,信息量是消息出现概率的函数；消息出现的概率越小，所包含的信息量就越大；若某消息由若干个独立消息所组成，则该消息所包含的信息量是每个独立消息所含信息量之和。,二、消息中信息量的度量,28,1.2 消息、信息和信号,因此，若消息 出现的概率为，则所含信息量 I 可定义为：,信息量的单位：,，则为比特（bit），简记为b，最常用;,，则为奈特（nat）;,，则为哈特莱（hartley）。,29,当M=2时，则I=1b。工程上，常常不考虑是否为等概率的消息，总认为一个二进制波形（或码元）等于1b。即通常把一个二进制码元称做1b。易与信息量的单位混淆，应注意。,若采用一个M 进制的波形，来传送M 个独立的等概离散消息之一，则每一码元的信息量为：,(b),1.2 消息、信息和信号,返回,30,1.3 数字通信,1.模拟信号和数字信号,模拟信号，也称连续信号。如：话筒送出的 语音信号，取值连续。数字信号，也称离散信号。如：代表文字的 编码和计算机数据信号，取值有限。,注意：区分准绳为：考查取值是否连续，而不是看时间。,一、基本概念,31,1.3 数字通信,模拟信号,数字信号,码元,32,1.3 数字通信,2.模拟通信和数字通信,（1）共性问题：总存在噪声和其他干扰，引起传输信号的失真，影响传输质量。解决噪声和干扰的影响，就是通信系统设计的基本问题之一。,3.模拟通信系统和数字通信系统,33,1.3 数字通信,模拟通信系统：要求：高保真度复原。度量准则：输出信噪比。基本问题：连续波形的参量估值问题。,（2）个性问题,数字通信系统：要求：正确判决（或检测）。度量准则：产生错判的概率。理论基础：统计判决理论。,注意：都是针对接收端的。,34,1.3 数字通信,二、数字通信的特点 1.优点,取值有限，能正确接收。可采用纠错和检错技术，提高抗干扰性。可采用数字加密技术，提高保密度。可综合传输各种模拟和数字输入消息。便于存储和处理。易于设计、制造，体积更小、重量更轻。可作信源编码，压缩冗余度，提高信道利用率。信噪比随带宽按指数规律增长。,35,数字信号波形的失真和恢复,(a)失真的数字信号,(b)恢复的数字信号,返回,36,1.3 数字通信,占用带宽大压缩、光纤。同步要求高。,3.应用实例,数字传输技术：电话、电视、计算机数据 等信号的远距离传输。模拟传输技术：有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。,二、数字通信的优点 2.缺点,37,1.3 数字通信,三、数字通信系统模型,38,1.3 数字通信,三、数字通信系统模型,39,1.3 数字通信数字通信系统模型,1.信源：将消息转换为电信号的设备。,三、数字通信系统模型,40,1.3 数字通信数字通信系统模型,信源,信道编码,调制,发送端,三、数字通信系统模型,2.信源编码：降低数字信号的冗余，提高数字信号的有效性。,41,42,43,44,保密编码,数据通信的迅速发展带来了数据失密问题。信息被非法截取和数据库资料被窃的事例经常发生，在日常生活中信用卡密码被盗是常见的例子。数据失密会造成严重后果(如金融信息、军事情报等)，所以数据保密成为十分重要的问题。,45,1.3 数字通信数字通信系统模型,三、数字通信系统模型,3.信道编码：增加冗余字符，纠错编码，提高传输的可靠性。,46,信道编码,提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。这就好象我们运送一批玻璃杯一样，为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况，我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来，这种包装使玻璃杯所占的容积变大，原来一部车能装5000各玻璃杯的，包装后就只能装4000个了，显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。同样，在带宽固定的信道中，总的传送码率也是固定的，由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。将有用比特数除以总比特数就等于编码效率了，不同的编码方式，其编码效率有所不同。,47,1.3 数字通信数字通信系统模型,4.调制：,三、数字通信系统模型,48,1.3 数字通信数字通信系统模型,4.调制（1）目的 使编码信号特性与信道特性相适应，以通过信道传输。（2）几个基本概念 基带、基带信号、带通信号；基带调制、带通调制。（3）多路复用 使多路信号合并，经过同一信道传输。,49,1.3 数字通信数字通信系统模型,5.信道 基带信道可传输很低的频率分量。如双绞线。频带信道不能传输很低的频率分量。如无线电波。,50,1.3 数字通信数字通信系统模型,5.信道 信道的影响：信道传输特性对数字信号的影响。包括幅频特性、相频特性、频率偏 移、频率扩展和多径时延。进入信道的外部加性噪声的影响。包括起伏噪声、脉冲干扰、人为干 扰。,51,1.3 数字通信数字通信系统模型,6.同步 数字通信系统中不可缺少的组成部分。发端、收端间需共同的时间标准使收端准确知道每个符号的起止时刻，实现同步接收。位同步（或码元同步）、字同步,52,1.3 数字通信数字通信系统模型,模拟通信系统模型,53,1.3 数字通信,1.衡量系统性能优劣的基本因素：,有效性 可靠性,四、性能指标,54,1.3 数字通信-性能指标,有效性 可靠性,注意：两者是互相矛盾的，也是可互换的。提高有效性提高传输速率可靠性降低；提高可靠性增加冗余的抗干扰编码码元 有效性降低。降低有效性，以提高可靠性；降低可靠性，以提高有效性。,55,1.3 数字通信-性能指标,2.性能指标：,（1）传输速率：三种定义。码元速率（RB）：单位时间内传输码元数。“波特（Baud）”信息速率（Rb）：单位时间内传输的信息量。“比特/秒(b/s)”消息速率（RW）：单位时间内传输的消息数。“字/秒”,56,1.3 数字通信-性能指标,（1）传输速率：信息量I：对于二进制系统而言，如果“0”和“1”等概率出现的话，每个码元所含的信息量 I=1，此时，码元速率和信息速率在数值上相等。对于多（M）进制系统而言，每个码元所含的信息量是I=log2 M，此时，二者的关系为Rb=RBlog2 M。,2.性能指标：,57,例1：,58,59,60,61,1.3 数字通信-性能指标,（2）错误率：三种定义。误码率（Pe）：误比特率（Pb）：误字率（PW）：,62,1.3 数字通信-性能指标,（3）频带利用率：单位频带内所能达到的信息速率。通常与采用的调制及编码方式有关。（4）能量利用率：传输每一比特所需的信号能量。该能量大小与系统带宽有直接关系。该能量与占用频带间可交换。,返回,63,1.4 信道,一、信道分类（依传输媒体分）,1.无线信道：利用电磁波来传播信号。如广播电台、移动电话。2.有线信道：利用人造传输媒体来传输信号。如传统的固定电话。,注意：信道中的噪声有源干扰；信道传输特性不良无源干扰。,64,无线信道-电磁波的频率划分,65,1.4 信道,二、无线信道 1.电磁波的发射和接收,均要用天线 因天线尺寸的要求，通信频率都较高。频率使用规划和管理 国际电信联盟（ITU）定期召开世界无线电通信大会WRC（The World Radio-communication Conference），制定频率使用国际协议。我国：信息产业部无线电管理局。,66,c=f 其中：c：波速(这是一个常量，约等于3*108m/s)单位：m/s f：频率(单位：Hz,1MHz=1000kHz=1*106Hz)：波长（单位：m）天线的尺寸不小于电磁波波长的1/10,67,1.4 信道,根据通信距离、频率和位置的不同：地波传播 天波传播 视线传播,二、无线信道 2.电磁波的传播,68,1.4 信道,（1）地波传播 频率：2MHz 以下，有一定的绕射能力 绕射：电磁波沿弯曲的地球表面传播所具 有的能力 通信距离：可达数百数千 km,返回,69,1.4 信道,（2）天波传播 频率：230MHz 电离层反射：通信距离：单次可达4000km，多次可达10000km,70,1.4 信道,电离层：60-400 km D层：高60-80 km E层：高100-120 km F层：高150-400 km F1层：140-200 km F2层：250-400 km 晚上：D层、F1层消失；E层、F2层减弱 反射高频电磁波的主要是F层,返回,71,1.4 信道,（3）视线传播 频率：30MHz以上 类似光波做视线传播（将穿透电离层）天线高度h与传播距离D(=2d)的关系：D 2=8rh50h（r为地球的等效半径）,72,1.4 信道,采用无线电中继，实现远程通信。若天线架设高度为50m，则视线距离约为 50km。即视距传输距离有限，需中继。,（3）视线传播,73,1.4 信道,转发站（基站）：人造卫星：3颗静止卫星（卫星通信系统），目前广泛应用。,74,1.4 信道,高空平台电台HAPS(High Altitude Platform Station)：250个充氦气艇（平流层通信系统），很有发展前途。,75,1.4 信道,高空飞行器间的电磁波传播、太空中人造卫星或宇宙飞船间的电磁波传播，都符合视线传播规律，且不受或少受大气层的影响。,电磁波在大气层内传播会衰减：频率越高，衰减越严重；且存在谐振点，应避开。,76,1.4 信道,77,1.4 信道无线信道,注意：目前民用无线电通信中，应用最广的是蜂窝网和卫星通信。,78,1.4 信道无线信道,移动交换中心,电话交换中心,蜂窝网,79,1.4 信道,明线 对称电缆 同轴电缆,二、有线信道 1.传输电信号,80,1.4 信道有线信道,（1）明线,81,1.4 信道有线信道,（2）对称电缆：双绞线,82,1.4 信道有线信道,（2）对称电缆：双绞线,83,1.4 信道有线信道,双绞线（Twisted Pairwire）由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，把两根导线按一定密度互相缠绕在一起,可降低信号干扰的程度。双绞线可以分为屏蔽双绞线（STP）与非屏蔽双绞线（UTP）两大类。其中屏蔽双绞线分别有3类和5类二种，非屏蔽双绞线又分别有3类、4类、5类、超5类四种。,（2）对称电缆：双绞线,84,1.4 信道有线信道,（3）同轴电缆,同轴电缆截面示意图,双同轴电缆及6芯接头,85,1.4 信道有线信道,（3）同轴电缆,基站用射频同轴电缆(50同轴电缆),射频同轴电缆,86,1.4 信道有线信道,解释：同轴电缆是一种通讯电缆，电缆结构为以实心铜体为芯外包着一层绝缘材料，这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又再覆盖一层保护性材料。常用的同轴电缆有两类：50和75同轴电缆。,（3）同轴电缆,87,1.4 信道有线信道,有线信道电气特征,88,1.4 信道有线信道,2.传输光信号光纤,表面涂层,包层,芯区,89,1.4 信道有线信道,2.光纤,光纤结构,90,1.4 信道有线信道,光纤损耗,2.光纤,91,1.4 信道,调制信道模型 编码信道模型,四、信道模型,92,数字通信系统模型,1.4 信道信道模型,93,1.4 信道信道模型,1.调制信道模型,对于单“端对”信道：,eo(t)=f ei(t)+n(t),94,1.4 信道信道模型,通常，f ei(t)可以表示为：k(t)ei(t)，此时，eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)其中k(t)表示时变线性网络的特性，称为乘性干扰。k(t)是一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、非线性失真、延迟 等。最简单情况：k(t)=常数，表示衰减。当k(t)=常数，称为恒(定)参(量)信道 例如，同轴电缆 当k(t)常数，称为随(机)参(量)信道 例如，移动蜂窝网通信信道,eo(t)=f ei(t)+n(t),95,1.4 信道信道模型,2.编码信道模型,二进制信号、无记忆信道：,其中，P(0/0),P(1/1)正确转移概率P(0/1),P(1/0)错误转移概率 转移概率 决定于编码信道的特性。且有：P(0/0)=1-P(1/0)；P(1/1)=1-P(0/1),96,1.4 信道信道模型,四进制编码信道模型：,97,1.4 信道,1.恒参信道对信号传输的影响,非时变线性网络。其振幅-频率特性：,五、信道特性对信号传输的影响,98,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,1.恒参信道对信号传输的影响,其相位-频率特性：,99,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,畸变的影响:波形失真（相位失真）、码间串扰。线性失真:频率失真和相位失真 属于线性失真可用“线性补偿网络”纠正，“均衡”非线性失真:振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 非线性失真 难以消除,100,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,2.变参信道对信号传输的影响,（1）变参信道的共性：衰落:衰减随时间变化；传输时延:随时间变化；多径效应:快衰落。,101,快衰落:主要由于多径传播而产生的衰落，由于移动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化,102,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,（2）接收信号的特性:设发送信号为Acos 0t，则经过n条路径传播后的接收信号R(t)可以表示为：式中 ri(t)第 i 条路径的接收信号振幅；i(t)第 i 条路径的传输时延；I(t)=-0 i(t)X c(t)X s(t),103,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,式中：V(t)合成波R(t)的包络;多径衰落(t)合成波R(t)的相位。即有：,由于，相对于0而言，ri(t)和i(t)变化缓慢，故Xc(t),Xs(t)及V(t),(t)也是缓慢变化的。所以，R(t)可以视为一个窄带信号（随机过程）。,104,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,由下式可见：,原发送信号Acos0t，经过传输后：恒定振幅A，变成慢变振幅V(t);恒定相位0，变成慢变相位(t)；因而，频谱由单一频率变成窄带频谱。,105,1.4 信道信道特性对信号传输的影响,（3）三类信号：*确知信号*随相信号*起伏信号,返回,106,1.5 信道中的噪声,1.按照来源分类：人为噪声：电火花、家用电器 自然噪声：闪电、大气噪声、热噪声2.按照性质分类：脉冲噪声：电火花 窄带噪声：相邻电台或其它电子设备 起伏噪声：热噪声 今后讨论通信系统时主要涉及：白噪声 热噪声是一种典型白噪声。,返回,107,小结,1.消息、信息和信号的定义2.数字通信的概念和数字通信系统模型3.信道和信道中的噪声,返回,消息、信息和信号的定义,通信的目的：传递信息信息的物理载体：（文字、声音、图片等）消息通信系统面对的对象-消息消息-信号（电、光、电磁波）-消息,108,转变为,转变为,通信系统中传输,信息的度量,度量消息x中所包含的信息量I 消息x出现的概率p(x)p(x)大，I小；p(x)小，I大。相关概念，信息速率（Rb）：单位时间内传输的信息量。“比特/秒(bit/s，bps)”,109,数字通信系统模型,信源编码-有效性信道编码-可靠性注意：两者是互相矛盾的，也是可互换的。提高有效性提高传输速率可靠性降低；提高可靠性增加冗余的抗干扰编码码元 有效性降低。有效性指标：码元速率（RB）,单位时间内传输码元数,单位是波特（Baud）；信息速率（Rb），单位是（bit/s）可靠性指标：,110,误码率（Pe）：,111,思考题、习题,习题：1.5；数字通信系统模型,返回,112,几个基本概念,基带：来自信源（或经过编码）的信号所占用的频带。这种信号也称为基带信号。带通信号：经过载波调制后的信号。基带调制：改变信号的波形，使之适于在基带信道中传输，调制后仍为基带信号。带通调制：进行了频谱搬移，调制后为带通信号。,返回,