通信原理总复习

通信举例古代烽火台电话短信微波通信塔交通灯卫星通信当今通信的热点（1）卫星通信82年国际海事通信组织利用四颗地球同步轨道卫星组成INMARSAT系统，实现覆盖地球的移动通信；鉴于同步卫星的时延并过于集中及手机小型化等因素，中低轨道的卫星系统研究成功，并逐步在98年至2000年开通，其中有Motorala公司的“铱”系统、美国LORAL公司的“全球星”系统，及国际海事通信组织的ICO系统。此外，国际卫星组织将于99年1季度发射电视直播卫星、将应用于高速信息公路。移动通信第一代通信为模拟方式，应用在80年代中期。90年代，基于TDM的北美D-AMPS和欧洲的GSM相继问世，接着出现了基于码分多址CDMA的移动手机。第三代宽带码分多址移动通信系统1MT2000已出现，其主要特点是提供全球无缝覆盖与漫游；提供数据速率为2Mbps的多媒体业务、可智能化网相连接。当今通信的热点(2)多媒体通信

多媒体通信是当今热门话题，其传媒信息量大，演变出许多应用。如可视电话Videophone、VideoConference、虚拟现实VirtualReality、视频点播VideoOnDemand、语音邮件VoiceMail、多媒体检索MultimediaDocumentRetrieval、远程教学MultimediaTele-teaching等，有的已开始应用，有的正处于襁褓时期，可以预见这些技术将渗透社会各角落。用户数据接入基于铜缆的接入技术，如“高比特率数字用户线”等，用户电话线能传输2Mbps以上的数据、把图像等视频信号引入用户家庭。基于光缆的接入技术，如光纤到家等。光缆容量大、干扰小，对传输形势式、带宽和波长几乎无严格限制。光纤同轴混合接入技术，一种利用有线电视系统的方法，可以额外提供视频点播，交互式数据业务及电话业务。无线接入具有建设速度快，方便灵活、造价低廉等特点。当今通信的热点(3)全光网95年美国和欧洲开始了全光网的研究，分为两步，第一步是在传输系统的全程不需要光/电和电/光的转换，完全靠光波沿光纤传输；第二步是用户端机之间电信号的处理功能，如出/进网、储存和交换等也由光技术实现。全光网在服务质量、带宽需求、业务内容、网络的可重构性和可扩展性等方面，都是当今现有网络所远远不能比拟的。其他ATM(异步传送模式)IPPhone(网络电话)光纤ADM分插点复用等第二节通信系统构成通信就是信息的传递和交换，一般地说，就是由一个地方向另一个地方传送消息。通信系统就是用电信号(或光信号)传递信息的系统，也叫电信系统。一、通用通信系统构成无论是哪种通信系统，都是要完成从一地到另一地的信息传递或交换。在这样一个总的目的下可以把通信系统概括为一个统一的模型。这一模型包括信源、发送设备、信道、接收设备、受信者和噪声源六个部分。模型框图如图1.1所示。其中噪声源为传输过程中引入的。图1.1通信系统模型 模型中各部分功能如下：(1)信源 信源是指发出信息的信息源，或简单地说是信息的发出者。(2)发送设备 发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。(3)信道 信道是信号传输媒介的总称。(4)接收设备 接收设备的作用是将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。(5)信宿 信宿是指信息传送的终点，也就是信息接收者。(6)噪声源 噪声源并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的。二、信息及信号信息：客观事物存在的状态及其随时间所发生变化的反映。信息是指消息中包含的有意义的内容，它是通过信号来表达的。为传递消息，各种消息需要转换成电信号。信号是指随时间变化的物理量。信号是信息的载体。根据信号物理参量基本特征的不同，信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。图1.2模拟信号示例如果电信号的某一参量连续取值，称为模拟信号。如：普通电话机等输出的信号。模拟信号是时间和幅度都为连续值的信号，其特点是幅度上连续。图1.3数字信号示例若电信号的某一参量是离散取值，称为数字信号。如：电传机、电报等输出的信号。数字信号，又称离散信号，不仅在时间上，而且在幅度上也是离散的。其特点是：幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的，而是离散的。通信方式关于点对点通信，按传送方向与时间关系，通信方式可分为：单工通信：消息只能单向传输，如：遥测半双工通信：指通信双方都能收发消息，但不能同时进行，如：使用同一载频工作的无线电机。

全双工通信：指通信双方可同时进行收发消息的工作方式，如普通电话。通信方式示意图如图1.14所示。（单工通信）发端收端正向数据信道反向信道发端收端正向数据信道反向信道（半双工通信）发端收端正向数据信道（全双工通信）图1.14通信方式示意图第四节主要性能指标性能指标:即质量指标，它们是对整个系统综合提出和规定的，用以衡量系统的质量优劣。通信系统的性能指标包括：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使用等等从研究消息的传输来说，通信的有效性与可靠性将是衡量通信系统性能的主要指标。有效性是指消息传输的“速度”问题可靠性主要是指消息的传输的“质量”问题一、器有效写性指摄标(1软)郊信息荐传输昨速率信道晴的传矛输速散率是蕉以每存秒钟该所传酸输的搭信息鸭量来外衡量陡的。帝符号躺为Rb，单字位比尾特/都秒，钢（bi稀t/上s或bp六s）福。(2毅)绘符号缓传输反速率符号怒传输蛇速率利也叫工码元各速率RB。它丸是指熔单位烟时间眉内所亿传输鲜码元辟的数畜目，裳其单驼位为谢“波聋特”伯(Bd)。一、绳有效蜜性指针标(1援)欲信息持传输泰速率信道冒的传慎输速诉率是霉以每防秒钟览所传赖输的乎信息灰量来怠衡量俊的。恨符号都为Rb，单割位比安特/好秒，淹（bi异t/使s或bp丸s）吃。(2异)火符号揪传输匹速率符号初传输脑速率泡也叫况码元圣速率RB。它检是指液单位暖时间伸内所彻传输茧码元失的数配目，缴其单越位为列“波语特”没(Bd)。多进册制的桨进制偿数与网等效扮对应跳的二架进制勇码元顶数的征关系芝为：阀N=朴2n式中斗，M是进淡制数庙；n是二乡丰进制顺码元熟数。东因此慰，信电息传吵输速初率与红符号垃传输架速率航的关览系是尖Rb=RB·l誓og2N(3袜)渗频带修利用锋率频带越利用叠率是猪指单酸位频伞带内斯的传撞输速泪率。一个皮二进减制数逗字信哪号，过一分怎钟传崇递18圆00惹0b俭it信息腰量，微求码拿元速销率，毒如果忙每分牵钟传库递信料息量杆仍为18尽00夹0b络it，但初改用掀八进堂制数板字信程号，木求其让码元璃速率训。第二乎讲信票道第一枣节信道肤的分帅类第二表节有线体信道第三采节无线齿信道第四旨节插信道容斯量2.嚼2有线势信道有线堆信道必：是拆通信降网中勺最常卵用的关信道秤，其叶中有房诚明线喝、双井绞线愤、对节称电如缆、跟同轴并电缆男、光丝式纤等秀。数俱字通俗信最赖早是途以有及线信医道为耀基础厦的。特点:传输何性能由稳定镜可靠蜻、噪幻玉声电弹平低起、保旋密性农好。（p1酿0-爹11）1.明线傅信道2.双绞叛线信皱道3.电缆汤信道4.光纤甲信道2.久3无线圆信道无线裕信道柱包括熟：长蝇波、暂中波地、短狡波、苍超短腔波和沉微波冬导。侮（p1河1）1.长波2.中波糖信道3.短波秀信道4.超短柿波信必道5.微波厨信道说明吐有线识信道鞋、无弓线信诊道的天分类转，并内简述太各自泻具有浊的优目势。25调制－童把信津号转直换成刻适合林在信医道中没传输畏的形引式的剑一种四过程枪。广义嫂调制－箩分为基带奇调制和带通夹调制（也钢称载波观调制）。狭义同调制－甜仅指叮带通愉调制舞。在椅无线慈通信愈和其吹他大肉多数扎场合支，调造制一激词均冤指载很波调幸制。调制予信号－街指来衔自信苗源的会基带秤信号载波脸调制－晒用调叉制信泊号去幸控制泼载波同的参智数的狂过程。载波－机未受驴调制尚的周含期性厚振荡耀信号舰，它翅可以镜是正唯弦波而，也颜可以旅是非盟正弦历波。已调包信号－扣载波胳受调堵制后狱称为杏已调关信号迷。解调浙（检械波）－宽调制社的逆摊过程扶，其印作用瞒是将营已调解信号子中的砌调制夹信号栽恢复统出来桌。1基本忆概念26调制失的目需的提高政无线狂通信素时的娱天线万辐射净效率仔。把多局个基款带信皇号分鱼别搬睛移到借不同震的载蝴频处率，以庸实现氏信道您的多鉴路复旦用，望提高著信道羡利用脏率。扩展辽信号留带宽哑，提栗高系允统抗惜干扰瓶、抗叨衰落兽能力慎，还离可实俊现传验输带唤宽与演信噪都比之泻间的锅互换彼。调制格方式模拟凳调制数字汉调制常见誉的模并拟调置制幅度趟调制巾：调售幅、辫双边纲带、功单边厉带和百残留辫边带角度历调制乓：频裁率调钟制、德相位叉调制27调幅京（AM）时域舅表示晕式式中m(t)－柳调制跳信号裂，均赶值为0；A0－强常数醒，表置示叠泻加的爷直流猫分量黎。频谱贸：若m(t)为确得知信免号，振则AM信号籍的频膝谱为若m(t)为随律机信党号，界则已竿调信纹号的跳频域调表示气式必宴须用昆功率浙谱描党述。调制搏器模懒型28波形运图由波渠形可乎以看乒出，苗当满刊足条阅件：|m(t)|A0时，沉其包岩络与焦调制勉信号银波形腰相同堆，因此泡用包较络检遍波法僚很容询易恢御复出泄原始调营制信添号。否则棉，出哄现“过调僚幅”现象允。这萄时用包络锡检波戴将发非生失没真。瞒但是仁，可刻以采用逆其他掩的解视调方细法，安如同价步检继波。29AM信号登的解来调方唇式相干恰解调相干侨解调刻器的滩一般头模型相干委解调沉器原健理：担为了毙无失帐真地搜恢复搞原基器带信泥号，幼接收矮端必损须提牵供一裳个与次接收占的已础调载钻波严伏格同夫步（膝同频遗同相宝）的叔本地林载波梅（称袄为相唇干载港波）桶，它啊与接量收的肝已调螺信号肉相乘齿后，枝经低巩通滤拿波器乏取出权低频画分量拿，即章可得座到原蕉始的挂基带船调制榜信号念。模拟印调制睡系统禾中幅僚度调甲制方赠式有浊哪些形？角湿度调将制方暮式有盼哪些奏？1数字旅信号票基带殖传输巡寿的概恭念数字始信号舞基带谨传输买的概风念简单调说，基带痒传输骆系统块是指编不使阳用调锦制和齿解调的装置善而直均接传昼输数控字基抚带信次号的际系统昆。即预在发逐端，馋首先外将源跌符号浊进行睁信源两编码灶；之趁后根征据信徐道状班况，策选用我一定无码型棚及波席形代末表各尸编码内符号龟，构负成数雾字基伐带码喷流；奏最后妻进入染基带歪信道盖进行磨数字青传输。信道狠信号轮形成野器用泉来产坑生适指合于泻信道代传输青的基逢带信翅号；病信道左可以甲是允芝许基啊带信培号通栏过的糊媒质业；接渣收滤宵波器晨是用辛来接棚收信减号和钥尽可深能排灯除信理道噪悄声和梯其他乏干扰捐的；吩抽样饼判决章器则帖是在仁噪声福背景钟下用盲来判桌定与至再生鲜基带蒙信号大。信道信号形成器信道接收滤波器抽样判决器基带脉冲输入干扰基带脉冲输出图恼数堆字基掏带传冈输系烘统的划基本输结构1数字茫信号腔基带氏传输费的概努念数字恩基带议传输绪系统简单布说，基带猾传输锡系统维是指尿不使鞠用调变制和唤解调役装置家而直验接传办输数同字基躺带信本号的折系统毒。即转在发蠢端，穷首先槽将源雪符号暮进行邪信源奋编码以；之异后根内据信凑道状厦况，没选用歌一定鞭码型阅及波员形代辅表各丘编码亡符号电，构竹成数德字基窜带码鼓流；阅最后健进入熔基带咏信道怜进行农数字准传输捷。影响市数字眉基带乘传输物可靠径性的梁主要届原因高斯牺白噪择声带锅来的荷加性锣干扰限带裕传输另引起绍的码丹间干花扰（IS半I）2数字道基带贺信号残的传辜输码晚型数字食基带纹信号所谓的数字程基带对信号烦（简跑称基郑带信伏号）册，就广是消宗息代督码的仿电波马形。数字丢基带后信号的主驼要要便求:传输让码型广的选佛择：真对各己种代效码的迅要求娃，期况望将终原始扔信息防符号淹编制梁成适攀合于健传输赠用的燥码型扇。常蚂用码缝型有药：单极述性NR用Z（No嫌n后R贼et谱ur荒n浅Z臣er犯o）码、尸双极扑性（BN颤RZ）码、单极丽性归肚零（RZ）码、双极储性归豪零（BR蛋Z）码、差分酷码、衰多电伟平码隔、AM挎I、CM特I、Mi哲ll失er码、择分相捐码（Ma率nc轧he压st港er）、HD眼B3码等。基带责脉冲激波形猫的选晴择：欣对所戏选码部型的步电波和形要捷求，忘期望燃电波候形适维宜于嗓在信欲道中滩传输职。根削据实猪际需密要，察组成晕基带宽信号哲的单程个码魄元波杂形可雪以是简矩形绪，升艰余弦蜻形，雁高斯滔形以脆及半蜘余弦始脉冲恩等多扔种。2数字场基带祸信号亭的传眼输码六型（源续）基带付信号托传输对码型毕的选宾取原门则传输凶的码到型不挤应含兔有直寄流分文量，吊且低柄频成借分和疑过高棍的频门率成渔分也典不易南太多豪（通圈过分多析频疯谱图彼即可能看出较信号数含有俭的频命率成盾分）为使俗收发茅同步报，传触输的突码型酷中应绍含有裂时钟送信息传输秒的码铸型与稿信息局源的听统计海特性忘无关传输争码应资具有胳一定吗的检低错、恐纠错器能力码型植的转爷换设扇备应国简单柳易于本实现良好均的功势率谱增特性窑：所蛛选码刃型、妨波形订序列棍的功针率谱童主瓣鱼窄、摊收敛威快，咬以节谨省传寺输带谨宽、章减少IS滑I；基带锐传输加码型单极靠性NR铲Z（No死n群R捷et决ur盆n虾Z届er遇o）码、骂双极太性（BN斧RZ）码、单极拿性归卫零（RZ）码、双极狸性归估零（BR集Z）码、差分路码、胞多电垦平码+E00001111（a）单极性波形+E-E0001111（b）双极性波形+E00001111（c）单极性归零波形+E-E0001111（d）双极性归零波形+E-E0001111（e）差分波形1+E-E01（f）多电平波形+3E-3E010100111011002数字扁基带扣信号浇的传借输码启型（猎续）基带木传输牲常用哪码型1、AM套I码（传号才交替单反转厚码）编码擦规则弯：代码0（空旺号）绒仍变略换为块传输疑码的0，而插把代闲码中享的1（传绪号）档交替授变换项成传收输码竞的+1、-1、+1、-1、…。它为三寸电平畜序列闸，三再元码星，伪数三进杀制，1B片/1恢T码。锐优点鞋：（1）“0”，“1”不等边概时稻也无屑直流桶。（2）零逮频附滚近的萝低频兰分量书小。虎（3）整阁流后晌即为RZ码。私缺点文：连0码多铁时，AM葱I整流篇后的RZ码连0也多召，不软利于御提取蒜高质畅量的寇位同铃步信博号（转位同岂步抖喊动大阳）举例语：赤消息蝇代码仪：1己0型0停1聪1万0城0版0踏1妻1徒1…AM小I码：蛮＋1丙0划0园–兼l＋1狂0横0王0犁-1令+1文-咐1…100112数字巡寿基带邀信号四的传辞输码昨型（禽续）2、HD菠B3码（摇三阶午高密苍度双造极性凭码）编码借规则:把消宜息代催码变家换成AM烟I码、季检查AM弱I码的吐连0串情秒况。著当饺没有4个以崖上连0串时住，则仅这时句的AM错I码就栗是HD饼B3码；当出强现4个以漏上连0串时（1）四个具连0用取享代节00译0V或B0直0V代替。（2）非四个跨连0时编厉码后不变专，当建两个姿相邻“V”码中战间有种奇数样个1时有00哀0V，为偶吸数个1时用B0雀0V。（3）1，B的符皆号符汽合交房诚换反右转原油则（B符号苏的极烛性与亿前一洞非0符号尿的相绝反，V的符乱号与语其前湖一非0符号敌同极页性，脏相邻V码符宫号相盐反。译码画规则亏：每怕一个董破坏些符号V总是涉与前镜一非0符号壶同极邮性（竹包括B在内剥）。堵从收冰到的遮符号怪序列夜中可宁以容世易地遮找到困破坏纲点V，于是货也断庙定V符号帜及其无前面览的3个符仰号必营是连0符号闸，从逮而恢墓复4个连0码，劣再将怒所有-1变成+1后便询得到腊原消绒息代难码。HD护B3码的纷特点晶：保犬留了AM往I码的优耽点，泳克服使了AM疗I连0多的缺点抛。它值是漠一，廉二，钢三次辨群的隶接口发码型偿，是CC贵IT禽T推荐滩使用允的码奏之一2数字肥基带贴信号替的传施输码师型（北续）举例HD猛B3码编贡码例1：代码辟：1画0赏0鞋0靠0拌1厉0左0恢0目0院1冰1链0脖0映0移0哈1狐1AM程I码：-1鸡0蜂0皇0厉0还+1绑0例0钳0钳0延–l＋l0宜0科0踏0处-1准+颗1-10幸0脂0炮-V杀+诞1俘0闷0扩0+V-1＋l麦0蛛0汽0+V-1喂+雨1HD漆B3码：-1传0矩0臂0编-瘦V站+1皮0剥0滚0+V-1＋l-B0坊0-V＋1煤-1例2：1绢0稍0旱0被0滥0麦1喷1骗0赶0涛0念0柄1敏0妨0新0杜0槽0HD拘B3：1锤0块0男0绝V捡0写-1顷1同–B秋0允0脂–愈V护1滑0陆0匀0许V雷02数字厕基带遮信号蔑的传孟输码余型（清续）8眼图眼图六的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