10八-1通信系统简介课件.ppt
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- 10 通信 系统 简介 课件
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1、第二部分第二部分 通信系统通信系统第第8章章 通信系统简介通信系统简介2022-12-202第二部分第二部分 通信系统通信系统意义:意义:1 1)通信在实际生活中具有重要意义;)通信在实际生活中具有重要意义;2 2)通信系统是前面所讲的信号分析的一个很好的应用;)通信系统是前面所讲的信号分析的一个很好的应用;3 3)信息论的相关理论来自对通信系统的研究;)信息论的相关理论来自对通信系统的研究;2022-12-203第二部分第二部分 通信系统通信系统主要内容:主要内容:1)1)通信系统简介通信系统简介2 2)随机信号与噪声的研究)随机信号与噪声的研究随机过程;随机过程;3 3)模拟调制系统;)模
2、拟调制系统;4 4)数字基带传输;)数字基带传输;5 5)模拟信号的数字传输;)模拟信号的数字传输;6 6)信道编码)信道编码差错控制编码。差错控制编码。2022-12-204第第8章章 通信系统简介通信系统简介8.18.1通信系统模型通信系统模型通信的目的就是信息的传输与交换。而信息附着在各种通信的目的就是信息的传输与交换。而信息附着在各种形式的消息中,例如符号、文字、语音、图像等;形式的消息中,例如符号、文字、语音、图像等;通信的过程也就是传递消息的过程。通信的过程也就是传递消息的过程。在本课中所讨论的通信系统只考虑点对点通信的设计与在本课中所讨论的通信系统只考虑点对点通信的设计与分析。分
3、析。点对点通信系统的基本模型如下图所示:点对点通信系统的基本模型如下图所示:信源 发送设备 信道 接收设备 信宿 噪声源2022-12-205第第8章章 通信系统简介通信系统简介1 1信源和信宿信源和信宿信源:信号的产生者;信源:信号的产生者;信宿:信号的接收者;信宿:信号的接收者;根据所产生信号的类型不同,可以分成两类信源:模拟根据所产生信号的类型不同,可以分成两类信源:模拟信源和数字信源;信源和数字信源;模拟信号:以平滑或连续方式随时间变化的物理量;模拟信号:以平滑或连续方式随时间变化的物理量;数字信号:从一组有限的离散元素集合中选择的有序符数字信号:从一组有限的离散元素集合中选择的有序符
4、号序列。号序列。模拟信号可以通过抽样和量化变换成数字信号。模拟信号可以通过抽样和量化变换成数字信号。2022-12-206第第8章章 通信系统简介通信系统简介2 2发送设备发送设备发送设备的基本功能使将信源和传输媒介匹配起来,即发送设备的基本功能使将信源和传输媒介匹配起来,即将信源产生的消息信号变换为便于传送的信号形式,将信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,变换形式是多种多样的,考虑到不送往传输媒介,变换形式是多种多样的,考虑到不同信道对频谱的要求,一般需要进行调制。同信道对频谱的要求,一般需要进行调制。信源 调制器 信道 解调器 信宿 噪声源2022-12-207第第8
5、章章 通信系统简介通信系统简介对于数字通信系统来说,发送设备还往往包括编码。编对于数字通信系统来说,发送设备还往往包括编码。编码分成两类:信源编码和信道编码;信源编码是为码分成两类:信源编码和信道编码;信源编码是为了降低信号的复杂度,在基本保持同样信息量的前了降低信号的复杂度,在基本保持同样信息量的前提下,降低对信道带宽的要求。信道编码则是为了提下,降低对信道带宽的要求。信道编码则是为了降低噪声对信号的干扰,提高信号传输的可靠性。降低噪声对信号的干扰,提高信号传输的可靠性。发送设备还包括为达到某种特殊要求所进行的各种处理,发送设备还包括为达到某种特殊要求所进行的各种处理,如多路复用、保密处理等
6、。如多路复用、保密处理等。信源 加 密 器 信道 信宿 噪声源 编 码 器 调 制 器 解 调 器 解 码 器 解 密 器2022-12-208第第8章章 通信系统简介通信系统简介3.3.信道信道信道是连接信源和目的地的媒介。它可以是有线的,也信道是连接信源和目的地的媒介。它可以是有线的,也可以是无线的,例如电线、同轴电缆、无线电波或可以是无线的,例如电线、同轴电缆、无线电波或激光束等。激光束等。不同的传输媒介允许通过的带宽不同。不同的传输媒介允许通过的带宽不同。电话的普通电线频率范围是电话的普通电线频率范围是3 3Hz-30kHzHz-30kHz;调幅广播使用的同轴电缆频带为调幅广播使用的同
7、轴电缆频带为300300kHz-3MHzkHz-3MHz;移动通讯使用的同轴电缆频带范围是移动通讯使用的同轴电缆频带范围是3 3MHz-30MHzMHz-30MHz;电视、调频广播或导航的同轴电缆频带范围是电视、调频广播或导航的同轴电缆频带范围是3030MHz-MHz-300MHz300MHz;光纤的允许频带为光纤的允许频带为100,000-10,000,000100,000-10,000,000GHzGHz。2022-12-209第第8章章 通信系统简介通信系统简介 传输过程中必定引入干扰,即各类噪声。噪传输过程中必定引入干扰,即各类噪声。噪声是不可避免的,当它累加在载有信息的信声是不可避免
8、的,当它累加在载有信息的信号上时,信号可能部分地或完全地被破坏,号上时,信号可能部分地或完全地被破坏,所以在考虑信道的特性时,必须考虑信道噪所以在考虑信道的特性时,必须考虑信道噪声的影响。声的影响。噪声通常是随机的。噪声通常是随机的。2022-12-2010第第8章章 通信系统简介通信系统简介4.4.接收设备接收设备如果信号与信道不相匹配,接收到的传输信号就会有失如果信号与信道不相匹配,接收到的传输信号就会有失真,所以接收设备首先针对接收到的信号在信道中真,所以接收设备首先针对接收到的信号在信道中的损失进行补偿;的损失进行补偿;考虑信道中不同噪声的影响,去掉噪声;考虑信道中不同噪声的影响,去掉
9、噪声;实行与发送设备相反的变换,如解调、译码、解密等。实行与发送设备相反的变换,如解调、译码、解密等。前面所示的都是单向或称单工的传输系统。前面所示的都是单向或称单工的传输系统。双向传输则要求在每一端都有一个发射设备和一个接收双向传输则要求在每一端都有一个发射设备和一个接收设备。全双工系统有一个允许同时进行双向传输的设备。全双工系统有一个允许同时进行双向传输的信道。半双工系统可进行双向传输,但不能同时进信道。半双工系统可进行双向传输,但不能同时进行。行。2022-12-2011第第8章章 通信系统简介通信系统简介8.2 8.2 通信系统的主要限制通信系统的主要限制带宽和噪声是信息传输的基本限制
10、。带宽和噪声是信息传输的基本限制。一个系统跟踪信号变化的能力,或者说对信号的反应速一个系统跟踪信号变化的能力,或者说对信号的反应速度,是与它的频率响应的带宽成正比的。在通信系度,是与它的频率响应的带宽成正比的。在通信系统中,这种带宽称为传输带宽。因为所有的系统中统中,这种带宽称为传输带宽。因为所有的系统中都包含有储能元件,储能元件不能突变,也就是说都包含有储能元件,储能元件不能突变,也就是说该系统对于信号的反应速度不能无限快。根据前面该系统对于信号的反应速度不能无限快。根据前面的讨论,一个通信系统具有一个有限的带宽,它限的讨论,一个通信系统具有一个有限的带宽,它限制了信号的变化速度。制了信号的
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