通信电路与系统：第一章 通信概论

1、1通 信 电 路 与 系 统(Communication Circuit and System )2教 材通 信 电 路 与 系 统主编：罗伟雄出版社：北京理工大学出版社 2007年9月3课 程 特 点以通信系统构成和通信调制信号分析为主线，将通信原理和相应的电路知识有机结合。通信电路：主要包括应用于通信、雷达、遥控遥测等技术领域的单元功能电路，内容限于模拟电路。通信原理：全面介绍通信原理和一些通信系统的知识。4学习方法1 要重点掌握教师的教学重点，掌握所教授课程的主要内容；2 要求认真复习所讲授的内容，认真完成教师所布置的作业；5通信原理与电路是一门与实际密切结合的专业基础课，学生在学习该课

2、之前已学习完电路、模拟电子技术基础、信号与系统等基础课。本课以通信系统构成和通信调制信号分析为主线，将通信原理和相应的电路知识有机结合。内容包括丙类谐振功率放大器、振荡电路、调幅与解调、调频与解调、锁相技术与应用，以及模拟信号数字化PCM、M调制，基带传输系统和数字调制系统等。这些既有大量的基本概念，又有实际单元电路分析。因此需要在学习时，一方面在课堂教学环节中，要重点掌握教师的教学重点，掌握所教授课程的主要内容，另一方面，在课外环节上，要求认真复习所讲授的内容，认真完成教师所布置的作业。建议复习一下以前学过的电路、模拟电子技术基础、信号与系统等方面的知识。6通过本课程学习应做到：1、建立现代

3、通信技术和通信系统的基本概念、基本理论和专业术语；2、掌握不同通信系统的各种调制方式的基本工作原理及其性能指标，以及相应的分析方法和重要结论； 3、掌握通信系统中信号频率变换的基本方法。7课程安排理论学时：64 实验学时：16 通信系统仿真：88第一章 通信概论9主要内容1-1 概述1-2 通信和通信系统1-3 模拟和数字通信系统1-4 通信方式和主要传输方式的现状及发展趋势1-5 信息及其度量1-6 信道1-7 通信系统的主要质量指标10学习重点常用通信术语通信通信系统 信(息)源信宿信道 调制 解调 基带信号 频带信号通信系统的组成和分类几种通信方式模拟、数字通信系统的主要特点离散信源的信

4、息量码元速率与信息速率的关系误码率的概念11本章参考文献1 樊昌信等编，通信原理，国防工业出版社，19882 曹志刚等编，现代通信原理，清华大学出版社，1992121-1 概述 什么是通信？通信技术在人类社会发展中的作用？ 这里通信是指电通信（telecommunication），就是以电信号代表信息，从发送端向异地接收端传输信息的过程。从摩尔斯电报到今天的因特网和移动通信网，极大地改变人类社会生活。 13年 代发明创造事件公元前35002900年埃及人发明了象形文字。中东黎巴嫩一带的腓尼基人（闪米特人）参照象形文字，创造出用22个辅音字母表示的楔形文字。现代欧洲的拼音字母差不多都来源于腓尼基

5、字母，它称得上是欧洲拼音文字的始祖。前1775年希腊人开始使用自左至右书写的音标字母。前1400年中国出现最古老的甲骨文字。人类通信交流历史的回顾The history of human communication 14前1270年叙利亚一带出现第一部写作的百科全书前900年中国出现最早记载的邮政服务。前776年有记录的奥林匹克比赛获胜者使用信鸽往雅典传送消息。前530年希腊人创立最早的图书馆。前200100年埃及和中国出现驿站和步行或骑马的送信使者。1514年罗马人建立邮政服务。37年罗马人使用镜子反射日光传送消息。100年出现第一批装订的书籍。105年东汉时期中国人蔡伦发明用树皮、麻屑、残

6、布等造纸的技术。305年唐代中国发明文字木制雕版印刷术。1049年宋代中国人毕升发明粘土活字印刷术。1455年德国人约翰尼斯古腾堡发明铅字活版印刷机。161560年原始的图像生成暗箱出现。1650年德国开始每日发行莱比锡报。1714年英国人亨利米尔取得世界上第一台打字机专利。1793年法国人Claude Chappe在巴黎发明第一个视距旗语“电报”线路。1814年法国人Joseph Nicphore Nipce洗印出第一张相片。1827年英国物理学家Charles Wheatstone复制出声音，制出第一个原始麦克风。17电通信(Telecommunication)时代到来1831年美国人Jo

7、seph Henry发明有线电报。1835年美国人Samuel Morse发明莫尔斯码。1843年美国人Samuel Morse发明第一条远距离有线电报线路。1861年美国开始驿马快信邮递制度。1867年美国人Sholes发明现代打字机。181876年美籍苏格兰人Alexander Graham Bell取得电话发明专利。1877年美国人Thomas Edison取得留声机发明专利。1887年美籍德国人Emile Berliner发明反复记录使用的留声机。1888年美国人George Eastman取得柯达胶卷照相机专利。1889年美国人Almon Strowger取得自动电话交换机专利。18

8、94年意大利籍英国人Guglielmo Marconi发明改进无线电报。1899年丹麦人Valdemar Poulsen发明磁化钢介质录音带。191902年意大利籍英国人Guglielmo Marconi发送跨越大西洋的无线电信号。1906年美国人Lee Deforest发明电真空三极管，大大改进了通信设备性能。1914年第一次实现跨越欧洲大陆的电话通话。1916年第一台频率复用调谐收音机出现。1923年俄罗斯人Vladimir Kosma Zworykin发明电视显像管(CRT)。1925年英国人John Logie Baird首次发送电视信号。1927年美国国家广播公司建设了2套无线电广播

9、网络。英国第一次播出电视节目。1930年进入无线电广播的黄金时代，美国播出电视，出现有声电影。201934年波兰人Joseph Begun发明首台磁带录音机。1937年脉冲编码调制（PCM）技术出现。1938年电视节目可以用磁带先期录制和编辑。1944年计算机投入公共服务，信息时代开始。1948年美国人John Bardeen等发明晶体管。Shannon发表著名的香农公式。1949年网络电视在美国出现，发明45转/分钟记录磁带。1951年计算机作为商品第一次出售。1958年Chester Carlson发明复印机。美国人Jack Kilby发明集成电路芯片。第一颗通信卫星发射升空。211963

10、年美国发明邮政编码(Zip Codes)。1966年美国施乐公司发明传真机。1969年美国国防部高级研究计划局建设了ARPA计算机网，成为现代互联网的开端。1972年电缆电视出现。1976年苹果系列电脑发明。1979年首个便携手持电话通信网在日本建成启动。1981年IBM出售个人电脑，鼠标出现并流行使用。1984年苹果和IBM公司分别推出Macintosh系列和 IBM PC/AT微机。1985年车载移动电话普及。CD-ROM在微机中使用。221990年欧洲电信标准协会发布研究了八年的GSM（Global System for Mobile）标准，次年开始投入商业服务，具有相对模拟移动通信网3

11、4倍以上的通信容量，极大地推动了全球手机业务。1994年世界范围内的Internet启动。1995年QUALCOMM公司建成第一个码分多址（CDMA）网络投入商业运营，具有相对模拟移动通信网10倍以上的通信容量，成为不同于GSM的另一种移动通信标准。2000年由欧洲提出的WCDMA、由美国提出的CDMA2000以及由中国提出的TD-SCDMA第三代(3G)移动通信协议被国际电信联盟(ITU)批准确认。233G是第三代移动通信技术的简称(英语：3rd-generation)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供

12、高速数据业务。 相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。243G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的

13、传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。3G是第三代通信网络，目前国内不支持除GSM和CDMA以外的网络，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，也就是说国内CDMA可以平滑过渡到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。251995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接收电子邮件或网页

14、；其实，3G并不是2009年诞生的，早在2007年国外就已经产生3G了，而中国也于2008年成功开发出中国3G，下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s（一说2.8Mbit/s），上行速度峰值也可达384kbit/s。26第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大大改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切

15、换等特点显示出巨大的发展潜力。 272009年1月7日14:30，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照，此举标志着我国正式进入3G时代。 其中，批准：中国移动增加基于TD-SCDMA技术制式的3G牌照（TD-SCDMA为我国拥有自主产权的3G技术标准）；中国电信增加基于CDMA2000技术制式的3G牌照；中国联通增加了基于WCDMA技术制式的3G牌照 28(1) W-CDMA也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDM

16、A技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。 该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。3G标准 29(2)CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CD

17、MA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技

18、术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。30(3)TD-SCDMA全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出，但技术发明始祖于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频

19、率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内地庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。 该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务 313G这一技术标准的诞生极大地提升了移动通信网络的数据承载能力，也为移动通信网和互联网的结合提供了更为坚实的技术平台。在3G网络下，几乎所有可以在互联网平台上实现的业务都可以在3G网络上运行。3G时代，移动增值业务朝多元化趋势发展，除了原有的2.5G业务(如短信、彩信、图铃下载、游戏、WAP和IVR)等之外，各种

20、新的增值业务(视频点播、高速上网、在线游戏和行业3G应用等)也会相继推出，极大丰富人们的生活。 321-2 通信和通信系统通信系统的一般模型信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端33各部分模块的功能信息源信源是发出信息的源，其作用是把各种可能消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信源和数字信源。模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出连续幅度的模拟信号;数字信源(如电传机、计算机等各种数字终端设备)输出离散的数字信号。信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端34变换器因语声、图像等原始的消息不能以电磁波来传送，所以需要通过变换器将原始的非电消息变换成电信号，并再对这种电信号进一步转换，使其

21、变换成适合某种具体信道传输的电信号。这种电信号同样载有原有的信息。例如电话机的送话器，就是将语声变换成幅度连续变化的电话信号，再进一步转换后送到信道上去。信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端35信道信道是指传输信号的通道，可以是有线的，也可以是无线的，有线和无线均有多种传输媒质。信道既给信号以通路，也对信号产生各种干扰和噪声。传输媒质的固有特性和干扰直接关系到通信的质量。信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端36反变换器反变换器的基本功能是完成变换器的反变换，即进行解调、解码等等。它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始信号来。对于多路复用信号，接收设备还具有解除多路

22、复用和实现正确分路的功能。信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端37信宿信宿是传输信息的归宿，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。噪声源噪声源是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示信源变换器信道反变换器信宿发送端噪声源接收端38发射机基带信号调制器功率放大器载波产生电路发射机组成框图39接收机基带信号选频放大器解调器接收机组成框图401-3 模拟和数字通信系统1-3-1 模拟和数字信号 在信道中传输的电信号可是模拟信号，也可以是数字信号；模拟信号是一种连续变化信息，它的信息状态随时间连续变化；数字信号是一种离散变化信息，它的信息状态随时间是可数的，即只在离散时刻只

23、有有限个离散取值。利用模-数转换（ADC）技术可将模拟信号变换为数字信号，同样，利用数-模转换（DAC）技术可将数字信号变换为模拟信号。 41按照信道中所传输的信号性质不同，通信系统分为：模拟通信系统数字通信系统42模拟通信系统模型 1-3-2 模拟信号的传输 43在模拟通信系统中，需要两种变换:第一种变换 :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;44第二种变换: 调制和解调调制:将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号，解调:在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信号。 经过调制后的信号成为已调信号;发送端调制前和接收端解调后的信号称为基带信号。因此，

24、原始电信号又称为基带信号，而已调信号又称为频带信号。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、辐射等等过程。45调制就是将用基带信号改变高频信号的某一参量（幅度、频率、相位），使其含有基带信号变化规律。调制不是目的，而是手段，是信息传输的需要，其必要性为： 1无线传输时易于辐射 天线振子尺寸 ，才能开始有效辐射，话音信号300-3000Hz，波长为100-1000km，振子不可能做成10-100km大小。调制的必要性46 2便于实现多路信号传输 通过调制，可将不同的基带信号信息搬移到不同载波上，彼此保持一定的频率间隔，这就是所谓FDM体制，这就需要调制环节

25、的介入。这一点同样适用于有线信道传输。 3.传输信号的功率和带宽可以互换 47模拟调制的分类 正弦波调制 幅度调制（AM） 频率调制（FM） 相位调制（PM） 脉冲调制 48正弦波调制49脉冲调制脉冲幅度调制（PAM）脉宽调制（PWM）（或脉冲持续时间调制（PDM）脉位调制（PPM）50脉冲调制脉冲幅度调制（PAM）脉宽调制（PWM）脉位调制（PPM）511-3-3 数字信号的传输数字调制系统模型数字通信系统是指利用数字信号传递消息的通信系统。信息源编码器调制器信道解码器受信者噪声解调器52数字通信涉及的技术问题很多，其中有信源编码、信道编码、保密编码、数字调制、数字复接、同步问题等等。1 信

26、源编码与译码2 信道编码与译码3 加密与解密4 调制与解调 两个基本问题： 1模拟信号的数字化处理：包括取样、量化、编码三步骤。 2数字调制技术： 53模拟信号数字化取样定理 fs2fH模拟信号源A/D变换器数字传输系统D/A变换器模拟信号模拟信号的数字传输54数字调制的分类当载波为正弦波（也叫连续波）时，它有幅度、频率和相位三个参量，分别用数字信号对其进行调制就构成:幅度键控（ASK）相位键控（PSK）频移键控（FSK）55ASKPSKFSK载波数字基带信号56 数字通信的主要特点1 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累;2 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性;

27、3 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网。574 在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输。在系统中对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号。数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务。585 数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强。数字通信的缺点是比模拟信号占带宽，然而，由于毫米波和光纤通信的出现，带宽已不成问题。59例如：移动电话有模拟

28、方式过度到GMS、CDMA数字方式，模拟电视也向HDTV方向发展。当然，数字通信的优点获得是要付出频率资源和设备成本代价的。 60复用频分复用（FDM）:用频谱搬移的方法使不同信号占用不同的频率范围.时分复用（TDM）: 用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间.码分复用:用一组正交的脉冲序列分别携带不同信号.61信号1信号2信号3信号4信号5防护频带ft0FDM的通信空间示意图频分复用（FDM）:用频谱搬移的方法使不同信号占用不同的频率范围62信号1信号2信号3信号4信号5fOTDM的通信空间示意图t防护时间时分复用（TDM）: 用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间63FDM方式

29、多用于模拟通信系统，例如模拟制式的广播、电视系统，数字通信系统也可以采用FDM方式；TDM在模拟通信系统中几乎不能采用，多用于数字通信系统，如长途有线数字电话等。 64调制器1调制器2调制器nf1f2S2S1Sn.fn高频调制功率放大载波振荡fC无线模拟n路FDM发射接收系统高频解调带通滤波 f1带通滤波 f2带通滤波 fn.解调器1解调器2解调器nS1S2Sn651-4 通信方式和主要传输方式的现状及发展趋势通信系统分类按消息的物理特征分类 电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统 图像通信系统 66按调制方式分类 (常用的调制方式及用途)基带传输 频带传输 按信号特征分类模拟通信系统 数字

30、通信系统 按传输媒介分类有线 无线 67按信号复用方式分类：频分复用 时分复用 码分复用 按通信方式分类：单工通信 半双工通信 全双工通信68发端信道收端单工通信 发端信道收端收端发端信道全双工通信发端信道收端收端发端半双工通信通信方式69主要传输方式的现状及发展趋势有线通信无线通信1 微波无线中继通信（干线通信、山区通信）2 卫星通信3 移动通信701明线、同轴电缆电话（金属信道媒介）局交换机局交换机明线或同轴电缆公共电话网一、有线通信712光纤通信（以光导纤维为信道媒介，经“电/光”和“光/电”两次转换，丰富的带宽资源利于多媒体信息传输，抗干扰能力强）72二、无线通信1微波无线中继通信（干

31、线通信、山区通信）4050kM地表面微波站微波站接收放大后再发射微波站732卫星通信地球通信卫星地面站地面站上行下行数据数据语音语音图像图像743移动通信（移动电台、移动电话）公共通信网751-5 信息及其度量信息的概念 信息与消息既有联系也有区别，消息是以某种信号形式表现的具体的内容；信息则是抽象的、本质的内容，信息可以理解为消息中有意义的内容，即消息中的不确定性内容，任何确知的事件不会给接收者带来任何信息。76 作为信息具体内容形式的消息，它的内容应该是随机的（事先无法预知的），只有完成了传输接收过程，才能成为确定事件。按消息来源（称为信源）随时间改变的规律分，可分为离散信源和连续信源。由

32、于消息具有随机性，不同内容的消息都有一定的出现概率，即信源输出呈现一定的概率分布。 77对于具有n个离散消息的信源X，可用一个概率场表示： 其中：第i个消息xi的信息量定义为 1 离散信源的信息量为 对数底为e,单位是奈特(nit),对数底为10,单位是哈特莱78该信源输出的信息量的统计平均值为 bit/符号 由于平均信息量的计算公式与热力学和统计力学中关于系统熵的公式一样，故将H(x)称为信源的熵(entropy)。 79例 离散信源为五种符号的集合，求H(x) 解：802 对于一个连续消息源x（-xC则没有任何方法能实现这一点。114香农公式在白色高斯噪声信道中，C=Blog2（1+S/N

33、）B：信道带宽（Hz）S：信号功率（W）N：噪声功率（W）115结 论1）提高S/N能提高C；2）当N0时，C；3）增加B并不能无限制地使C增加。 当噪声为白色高斯噪声时，随着B增加，N不是常数，而与B有关。C=Blog2（1+S/N）116设噪声的单边功率谱密度为n0（W/Hz），N= n0 B4）C一定时，B与S/N之间可以彼此互换C=Blog2（1+S/N）1171-6-7 无线信道信号能量转换器： 天线(antenna)将射频信号向空间辐射，从空间接收射频信号都需要能量转化装置：天线。1181、室内天线无线网卡天线（CDMA/GSM），蓝牙模块天线鞭状天线 1192、室外天线螺旋天线S

34、piral Antenna 喇叭天线(微波天线)Horn Antenna 120(微波天线)Circle polarization paraboloid Antenna 园极化抛物面天线121全向天线Omin-direction Antenna 122抛物面发射格栅天线Paraboloid reflect grid Antenna 清华大学冯正和教授课题组研究的“智能阵列天线实验平台” 123小灵通基站鞭状全向天线 GSM板式隧道天线 124VHF蝙蝠翼发射天线(TV) 1958年，CCTV前身北京电视台在第二频道开始试播黑白电视节目，当时的北京只约有50台电视机。我国电视第一频道（49.75

35、MHz）是作为我校前身北京工业学院仪器制造系最先向国家主管部门申请获准后启用的。1955年5月，仪器系部分同学组成的电视课外科研小组制作出了逐行扫描的有线电视。院系领导决定制作一个完整的电视系统作为该届毕业生的毕业设计任务。1956年6月，在师生的共同努力下终于完成了这套电视收发系统的制作，电视发射天线架设在我校主楼顶部。125双偶极子垂直极化发射天线 1263、军事装备天线：舰载相控阵天线 哈尔滨号112：对海搜索雷达天线等 127现代 相控阵搜索雷达天线128168/170上的相控阵天线 129机载相控阵雷达天线 机载相控阵雷达及天线未装机载雷达的飞机130陆军雷达天线 战场炮兵毫米波校射

36、雷达天线 中程侦校雷达天线 超低空搜索雷达及天线 1311-6-8 通信系统举例 AM发射与接收系统 AM广播系统 高电平调幅发射机组成结构框图132超外差式调幅接收机组成结构框图133早期晶体管收音机内的“中频放大”和“幅度检波”电路 检波电路中放电路AGC电路134调幅过程中的信号频率变换 模拟基带信号的时域规律模拟基带信号的频谱基带信号带宽t f135fc0载频分量不含基带信息下边带含基带信息上边带含基带信息AM波时域波形AM波频谱1361-7 通信系统的主要性能指标通信的可靠性指标与有效性指标几乎总是相互矛盾的137在设计或评估通信系统时，往往要涉及通信系统的主要性能指标，否则就无法衡

37、量其质量的好坏。通信系统的性能指标涉及通信系统的有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使用等等。如果考虑所有这些因素，那么通信系统的设计就要包括很多项目，系统性能的评诉工作也就很难进行。尽管对通信系统可有很多的实际要求，但是，从消息的传输角度来说，通信的有效性与可靠性将是主要的矛盾。这里所说的有效性主要是指消息传输的速度问题，而可靠性主要是指消息传输的质量问题。显然，这是两个相互矛盾的问题，这对矛盾通常只能依据实际要求取得相对的统一。例如，在满足一定可靠性指标下，尽量提高消息的传输速度;或者，在维持一定有效性下，使消息传输质量尽可能地提高。 138模拟通信系统性能的衡量 数字通信系统性能

38、的衡量139消息传输速率 :从信息论观点来说，消息传输速率是指单位时间内传输的消息中所包含的信息量。均方误差 :均方误差是衡量发送的模拟信号与接收端复制的模拟信号之间误差程度的指标。均方误差越小，说明复制的信号越逼真。在实际的模拟通信中，均方误差是由两方面原因造成的:第一，由于信号在传输时叠加上噪声，我们称这部分为由加性干扰产生的误差;第二，由于信道传输特性不理想产生的误差，我们称这部分为乘性干扰产生的误差。在以后的讨论中，主要研究加性干扰的影响，认为在模拟通信中均方误差的大小最终将完全取决于接收端输出的信号平均功率与噪声平均功率之比(即信噪比)。如果在相同的条件下，某个系统的输出信噪比最高，

39、则称该系统通信质量最好，或称该系统抗信道噪声(或干扰)的能力最强。 实际中，经常采用信噪比来衡量模拟通信系统的优劣。模拟通信系统性能的衡量140信噪比 :信噪比是指接收端信号的平均功率和噪声的平均功率之比。在相同的条件下，系统的输出端的信噪比越大，则系统抗干扰的能力越大。系统的信息传输速率通常用给定信号的有效传输带宽来衡量。141模拟通信系统(Analogue Communication Systems)通信有效性指标：在通信频段内FDM的路数（传输模拟信号的路数）基带信号的带宽 (Bandwidth) 通信可靠性指标：模拟通信系统的输出信号噪声功率比SNR输出信噪比 (Signal-to-noise rate)142数字通信中信号的表示由于数字通信中传输的是离散信号，因此，这些离散值就可以用数字表示。在计算机和数字通信中最适用的是二进制数字，即“0”和“1”。在数字通信中，如果离散信号的状态只有两种，则可用一位二进制数字去表示;若离散信号的状态多于两种，则可用若干位二进制数字去表示。除了采用二进制外，还可采用多进制，比如选用N进制，这里的N是大于2的一个正整数。N进制与二进制是可以相互表示的。比如N=8,则N进制的每一位数字可以用三位二进制数字去表示。原则上，N进制的一个数字可用 log2N个二进制数字去表示，但要注意，当 lo