交通通信原理课件

通信系统原理交通大学电子信息通信工程教研室y0.课程描述《通信系统原理》，，

、北方交通大学参考书：《现代通信系统原理》王秉钧，《现代通信系统原理》

，电子工业《通信原理》

，国防工业《通信系统原理学习指南》，

等，

、北方交通大学考核方式：平时成绩：作业、随堂测试、研讨报告、考勤30%期末成绩：闭卷考试70%2010-9-62通信系统原理0.课程描述先修课程：信号与系统,概率论教学内容及形式：1-9章课堂教学、课后习题、理论研讨、仿真分析、指导（

内容并非不重要内容，而是锻炼自学能力的内容）课程特点和学习建议：理论性较强：系统概念,物理思想,系统分析方法知识点多：纵向：模块——各章内知识点独立横向：关联——各章模块间的联系注重课堂听讲、认真笔记、课后及时消化、独立完成作业2010-9-63通信系统原理Chap

1

绪论1.1信息的概念信息与信号信息量1.2通信系统概述通信系统模型通信系统分类通信方式分类1.3通信系统性能指标1.4信道与干扰信道通信频段划分（

）干扰信道容量1.5通信技术发展简介（

）2010-9-64通信系统原理通信系统Communication

systemA communication

system

conveysinformation

from

a

source

to

adestination.munication通信、电信Webster

Definition:

The

science

andtechnology

of

communication

at

adistanceby

electronic

transmission,radioor evision

(oras

by

egraph,

cable,

ephone,orcomputer

network)2010-9-65通信系统原理1.1

信息的概念信息与信号信息量2010-9-66通信系统原理消息与信号消息message信号signal、电/光信号2信息information定义通俗信息论与消息的区别2010-9-68通信系统原理信息量信息量定义式单位平均信息量——熵（entropy）定义式单位2010-9-69通信系统原理1.2

通信系统概述

通信系统模型

通信系统分类

通信方式分类2010-9-610通信系统原理通信系统模型

一般模型信宿接收设备发送设备信源消息原始电信号消息原始电信号（sec.1.3，

chap.2）2010-9-611通信系统原理通信系统模型

模拟通信系统模型信宿解调器噪声源信道调制器信源基带信号频带信号基带信号频带信号chap.3

模拟调制系统2010-9-612通信系统原理通信系统原理2010-9-61313通信系统模型

数字通信系统模型信宿信源模拟信号数字频带信号数字调制噪声源信道信源译码数字解调解复用信解

道密

译码信源编码加密信道编码复用数字基带信号Chap

4.信源编码Chap

5.

数字信号基带传输Chap

6.

数字信号频带传输Chap

7.

数字信号最佳接收Chap

8.信道编码1.3

通信系统质量指标有效性可靠性指标及其含义模拟系统数字系统有效性Bc

,

BsRb

,

RB

,

可靠性So/NoPe2010-9-614通信系统原理例题已知二进制数字信号在2分钟内共传递了72000个码元(1)求其码元速率和信息速率各为多少？

(2)如果码元宽度不变（即码元速率不变）,但改为八进制数字信号，信息速率又是多少？2010-9-615通信系统原理例题一个由字母A,B,C,D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代表

A，01代表B，10代表C，11代表D,每个脉冲宽度为5ms。1若不同的字母是等可能出现的，平均信息速率是多少？2

若每个字母出现的可能性分别为PA=1/5,

PB=1/4,

PC=1/4,

PD=3/10,平均信息速率是多少？2010-9-616通信系统原理例题已知某八进制数字通信系统的信息速率为

12000b/s，在收端内共测得216个错误码元，试求系统的误码率2010-9-617通信系统原理1.4

信道与干扰

信道狭义信道：传输媒介广义信道：信宿解调器狭义信道编码器调制器发转换器收转换器解码器信源调制信道编码信道：

主要的有线介质和无线介质的主要种类、结构特点、传输特点和主要应用2010-9-618通信系统原理2010-广义信道模型

调制信道

编码信道线性时变网络ie

(t)oe

(t)干扰

干扰加性干扰chap2乘性干扰恒参信道随参信道eo

(t)

k

(t)ei

(t)

n(t)ei

(t)eo

(t)输入信号输出信号乘性干扰加性干扰2010-9-620通信系统原理恒参信道幅频和相频特性不随t变化引入均衡技术幅度均衡相位均衡把恒参信道改造成为幅度平坦、相位线性的信道2010-9-621通信系统原理随参信道信号的衰耗随时间变化信号的

时延随时间变化主要问题：多径慢快选择性2010-9-622通信系统原理干扰InterferenceInterference

represents

man-made

signals.

ephone

lines

are

subject

to

power-line

interference(in

the

United

States

a

distorted

60

Hz

sinusoid).Cellular ephone

channels

are

subject

to

adjacent-conversations

using

the

same

signalfrequency.The

problem

with

such

interference

is

that

itoccupies

the

same

frequency

band

as

the

desiredcommunication

signal,

and

has

a

similar

structureBecause

interference

has

man-made

structure,we

can

write

an

explicit

expression

for

it

thatmay

contain

some

unknown

aspects

(how

largeit

is,

for

example).2010-9-623通信系统原理噪声NoiseNoise

signals

have

little

structure

and

arisefrom

both

human

and

natural

sources.Sa lite

channels

are

subject

to

deep

space

noisearising

from

electromagnetic

radiation

pervasive

inthe

galaxy.Thermal

noises

all

electronic

circuits

thatcontain

resistors.Thus,

in

receiving

small

amplitude

signals,

receiveramplifiers

will

most

certainly

add

noise

as

they

boostthe

signal's

amplitude.All

channels

are

subject

to

noise,

and

we

need

a

way

of

describing

such

signals

despite

the

fact

we

can't

write

a

formula

for

the

noise

signallike

we

can

for

interference.

（chap

2）2010-9-624通信系统原理(Shannon)信道容量公式信道容量：信道最大无差错传输速率连续信道的信道容量RC，理论上存在法，使得信源的输出能以任意小的差错概率通过信道（无差错传输）；R>C，不可能无差错传输。C一定，信道带宽和信噪比之间互换增大带宽，只能一定条件下对提高信道容量有作用2NC

B

log (1

S

)2010-9-625通信系统原理(Shannon)信道容量公式离散信道无差错容量给定信息量可以用不同的带宽和时间组合来传输——带宽与时间可以互换带宽时延积I

TB

log

1

S

2

N

2010-9-626通信系统原理Shannon极限加性

白噪声信道实现可靠通信的信噪比下界——当系统的带宽无限大时才能达到此界限Ebn0

1.59(dB)2010-9-627通信系统原理例题已知彩色电视图像由5105个像素组成。设每个由64种彩色度，每种色度由16个亮度等级。设所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立，（1）试计算每秒传送100个画面所需的信道容量；（2）如果

信噪比为30dB，为了传送彩色图像所需信道带宽为多少？2010-9-628通信系统原理例题设有一个图像要在

线路中实