通信原理教程1课件

通信原理光学与电子科技学院

任课教师：倪凯

联系方式：1385802763286845088（赛北206-1）nk2004@

1教学目的和基本要求：

通信原理是以计算机、通信和微电子技术为代表的信息产业技术，并随着计算机与通信技术的结合，促进通信网、计算机网和综合业务的发展。

要求学生通过对《通信原理与系统》课程的学习，能够对通信的基本内容，包括概念、原理所涉及的技术内容、以及通信应用实现的框架有一个了解，并掌握与其相关的计算机和网络技术以及实现方法。2教学安排：

课堂讲授，多媒体教学

参考书:

《信号与系统》沈元隆周井泉人民邮电出版社

《通信原理》第4版樊昌信等国防工业出版社

《通信原理教程》徐家恺等科学出版社

考核安排:

80%书面考试

15%平时作业

5%课堂表现

3教学内容：

第一章绪论

第二章预备知识

第三章模拟线性调制

第四章模拟角调制

第五章模拟信号的波形编码

第六章数字信号的基带传输

第七章数字信号的调制传输

第八章差错控制编码

4第一章概论1.1通信和通信系统的一般概念消息：语音、文字、图形、图像…信息：消息的有效内容

不同消息可有相同内容信号：传输消息的手段（媒介） 通信系统中传输的是信号5信息的度量：

*制定度量方法考虑的原则

货物 消息 货运量 信息量 有多种 有多种 和种类无关 和类型无关 和贵重程度 和重要程度 无关 无关 总量是单件 总量是单件独立 货运量之和 消息的信息量之和6

*制定度量信息的方法 #消息“量”信息量 #例：“明天降雨量将有一毫米”--信息量小 “明天降雨量将达到一米”--信息量大 “明日太阳将从东方升起”--信息量零结论：信息量与事件概率大小呈反比

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通信系统：完成通信任务所需要的一切技术设备和传输媒质所构成的总体称为通信系统。

信源：原始信号来源，原始消息——相应的电信号发送设备：对基带信号进行处理和变换（如调制、放大、滤波）信道：传输信号的媒质接收设备：对接收信号进行处理和变换，恢复基带信号接收者：原始电信号——相应的消息信源发送设备信道收信者接收设备噪声源发送端接收端81.2模拟通信与数字通信两类信号

模拟信号：取值连续，例如语音

数字信号：取值离散，例如数据9

模拟信号与数字信号模拟信号数字信号tttt码元10两类通信系统

模拟通信系统 要求－高保真度 准则－信号噪声功率（电压）比 手段－参量估值方法 数字通信系统 要求－正确 准则－错误率 手段－统计判决理论11

模拟通信系统数字通信系统模拟基带传输系统模拟调制传输系统数字基带传输系统数字调制传输系统通信系统12模拟通信系统模型发送端接收端噪声调制信道解调信宿信源

模拟通信系统模型13数字通信系统模型发送端接收端信源信道编码调制信道压缩编码解调信宿保密解码信道解码压缩解码保密编码噪声同步信源编码信源解码

数字通信系统模型14通信系统的分类：（1）按通信的业务内容分：电话、电报、数据、图像通信、会议、传真、多媒体通信等（狭义）遥测、遥控、遥感、遥调通信等（广义）（2）按调制方式分：基带传输、频带传输（调制传输）（3）按信号特征分：模拟通信、数字通信（4）按信号复用方式分：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）（5）按传输媒介分：有线、无线（6）按通信方式分：单工、双工、半双工串行、并行（7）按通信网络分：专线通信（点对点）、网络通信（多点间）15

频率范围波长符号传输媒介名称应用范围30~300HzELF特低频海底通信0.3~3kHzVF音频音频电话、低速数据通信3~30kHzVLF甚低频导航、电报电话载波通信，时标30~300kHzLF低频导航、电力通信0.3~3MHzMF中频广播，业余无线电通信3~30MHzHF高频广播，无线通信30~300MHzVHF甚高频电视，调频广播，移动通信0.3~3GHzUHF超高频电视，移动通信，雷达，遥测3~30GHzSHF超高频微波中继通信，空间通信，雷达30~300MHzFHF极高频卫星通信，射电天文雷达红外光，可见光，紫外光光波光纤通信，光波直视通信通信使用的频率16数字通信的优点

1、抗干扰能力强2、便于加密3、易于实现集成化4、数字信号便于处理、存储、交换、便于和计算机联接，也便于计算机管理。数字通信的缺点：1、占据系统频带宽，频带利用率不高2、对同步要求高，系统设备比较复杂171.3通信发展简史1、1838年，摩尔斯发明有线电报，并于1844年建立了第一条试验型电报线路2、1876年，贝尔发明有线电话3、1898年，发明无线电报技术4、1906年，真空电子管出现并首先应用于通信5、1918年，出现无线电广播6、1938年，电视广播开始7、1940年，研制出雷达与微波通信系统8、1946年，第一台电子管计算机诞生9、1948年，香农提出信息概念，奠定了经典信息论基础10、1948年，发明了晶体管，这是电子器件领域内的重大革命181.3通信发展简史11、1956年，第一条越洋（大西洋）海底光缆建成12、1958年，第一颗通信卫星上天13、1961年，发明集成电路，它的问世对通信技术的发展产生巨大的影响。14、1962年，第一颗同步通信卫星上天。15、1965年，第一颗国际通信卫星进入商业运行，并在70年代开始广泛投入商业使用16、1960年，激光器问世17、1977年底，第一个光纤通信系统投入使用。19

1.4信息及其度量

1.4.1信息量消息是具体的，信息是抽象的。信息量：对信息的定量描述（1）信息量应该是消息出现概率的单调递减函数（2）信息量是每个消息的信息量（3）消息长度的增加，消息数目按指数增加

#定义：I=loga[1/P(x)]=-logaP(x)

#通常对数底数取2,此时单位为“比特”。

201.4.2平均信息量总信息量：平均信息量

211.5数字通信系统的主要性能指标通信系统的质量（性能）指标：用来衡量通信系统的质量优劣

1、有效性：通信效率

2、可靠性：通信质量

3、适应性：通用程度4、标准性：采用的标准5、经济性及维护使用：产品成本、价格模拟通信系统：传输带宽数字通信系统：传输速率模拟通信系统：信噪比数字通信系统：误码率（差错率）22信号带宽：23

数字通信系统：数字信号——码元——信息量码元：一个固定时长的数字信号波形码元宽度（T）：固定时长码元速率：信息速率：码元速率：传输效率：24

模拟通信系统：信噪比：25

数字通信系统：误码率（差错率）：误比特率：误码元率：注意：1、误码率越小，通信的可靠性越高