通信原理第一章.ppt

通信原理课件通信原理课件第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 引言引言1.2 1.2 通信系统的组成通信系统的组成1.3 1.3 通信系统分类及通信方式通信系统分类及通信方式 1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量1.5 1.5 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标 1.6 1.6 信道及其容量信道及其容量 敝尽缉敲缔狠藐儒功葵剥负绍司褂盏驶耸矮欧屉窗节浆撩呕胀顶惊距篮蒂通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.1 1.1 引言引言 在在人人类类社社会会历历史史的的长长河河中中，人人们们为为满满足足生生产产和和生生活活的的需需要要,人人际际之之间间进进行行思思想想情情感感的的交交流流离离不不开开信信息息的的传传递递。古古代代的的烽烽火火台台、驿驿站站；现现代代的的电电报报、电电话话、传传真真、电电子子信信箱箱、广广播播、电电视视等等都都是是传传递信息的手段和方式。递信息的手段和方式。胎殖嘲态漠憾姚栅恢芋拜撼窜橱万咽恃良僧肮是戊跟芳独匡扛迁侮惩搽巨通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件自自然然界界中中，人人们们听听到到、观观察察到到的的现现象象，可可用用语语言言、文文字字、图图像像等等信信息息来来表表达达、存存储储或或传传递递。随随着着人人类类社社会会生生产产力力的的发发展展、科科学学技技术术的的进进步步、全全球球经经济济一一体体化化，信信息息被被认认为为是是人人类类社社会会重重要要的的资资源源之之一一，在在政政治治、军军事事、生生产产乃乃至至人人们们的的日日常常生生活活中中起起着着十十分分重重要要的的作作用用。谁谁掌掌握握了了信信息息，谁谁就就拥拥有有未来，信息是决策的基础。未来，信息是决策的基础。摧简嚷聊揽举让硫叛孺炊碴岔伶各荆洱袱衬髓衣案扰爷砖我韵氧埔详葬断通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件近代社会，人们常将信息的传递和交近代社会，人们常将信息的传递和交换，俗称通信换，俗称通信异地间人与人、人与异地间人与人、人与机器、机器与机器进行信息的传递和交机器、机器与机器进行信息的传递和交换。语言、文字、图像等信息是不能直换。语言、文字、图像等信息是不能直接在通信系统中传递，为此需在发送端接在通信系统中传递，为此需在发送端将它们转换成电（光）信号（即信源）将它们转换成电（光）信号（即信源）来载荷语言、文字、图像等信息，电信来载荷语言、文字、图像等信息，电信号经通信系统传送至接收端，收端将电号经通信系统传送至接收端，收端将电信号还原成语言、文字、图像等信息。信号还原成语言、文字、图像等信息。柬坡容慨袍纲犹桩蚂稳谩踩悦尿舱否鲍闷款搜辗昏炳方轩昂柄毒萎练狄除通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件通信中信息的传送是通过信号来进行通信中信息的传送是通过信号来进行的，如：电压、电流信号等。信号是信的，如：电压、电流信号等。信号是信息的载荷者。在各种各样的通信方式中，息的载荷者。在各种各样的通信方式中，利用利用“电信号电信号”来承载信息的通信方来承载信息的通信方式称之为电通信，这种通信具有迅速、式称之为电通信，这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，而且几乎不受时间、准确、可靠等特点，而且几乎不受时间、空间、地点、距离的限制，因而得到了空间、地点、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用。如今，在自然科飞速发展和广泛应用。如今，在自然科学中，学中，“通信通信”与与“电通信电通信”几乎是同几乎是同义词。义词。在在本书中的通信均指电通信。本书中的通信均指电通信。谅崎自污炊梅碳盔洞搏坯楔詹筛渴壳督结寥蕉放俄鸣翘涡缠慢滦盼央昭惯通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.2 1.2 通信系统的组成通信系统的组成1.2.1 1.2.1 通信系统的一般模型通信系统的一般模型 我们把实现信息传输所需一切设备我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的总体称为通信系和传输媒介所构成的总体称为通信系统。以点对点通信为例，通信系统的统。以点对点通信为例，通信系统的一般模型如图一般模型如图1-11-1所示。所示。咬城肘苗语债巍叁潜敏舅瞻绎爹怯贿断智页魔熬曹步陀羽哥崩黄调片圃防通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-11-1通信系统的一般模型通信系统的一般模型 藕坠辈蹬饲应谰从弛叉接深分基赡奶典酬继免隧弛露组孝冰檬剥砂惩源徒通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-11-1中中，发发送送设设备备的的作作用用一一方方面面是是把把信信息息转转换换成成原原始始电电信信号号，该该原原始始电电信信号号称称为为基基带带信信号号；另另一一方方面面将将原原始始电电信信号号处处理理成成适适合合在在信信道道中中传传输输的的信信号号。它它所所要要完完成成的的功功能能很很多多，例例如如调调制制、放放大大、滤滤波波和和发发射射等等，在在数数字字通通信信系系统统中中发发送送设设备备又又常常常常包包含含信信源源编编码和信道编码等。码和信道编码等。挚凛镀席叙予割粪旨瞳讹颠督迷趋寻芬缓值字稼苔颧随浆雄乍浆搁民苑酋通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件信信道道是是指指信信号号传传输输通通道道，按按传传输输媒媒介介的的不不同同，可可分分为为有有线线信信道道和和无无线线信信道道两两大类。大类。图图中中的的噪噪声声源源，是是信信道道中中的的所所有有噪噪声声以以及及分分散散在在通通信信系系统统中中其其它它各各处处噪噪声声的的集合。集合。由葬咐杠疵毖垄钧翘弟阶肘泰蛋竣舷碴蹋冀峭掀熏课袍汐邮铂站碌赚乏供通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件在接收端，接收设备的功能与发送设在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码等。它的任备相反，即进行解调、译码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号，并将原始电信号转换应的原始电信号，并将原始电信号转换成相应的信息，提供给受信者。成相应的信息，提供给受信者。圃玲焕屎疫漾宛级埔竞戳历哑譬纪绘垫岂别剿论魄箕欺早妻它椎迪音握制通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.2.2 1.2.2 模拟通信系统模型模拟通信系统模型 传输模拟信号的系统称为模拟通信传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。如图系统。如图 l-2 l-2 所示。所示。图图1-2 1-2 模拟通信系统模型模拟通信系统模型 咯孝凰枫个邢息曙漾纷咱舶慰陀浊缩时安氛教乞麻段莲眩岔磕描陛蝴洼惕通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件我我们们以以语语音音信信号号为为例例来来说说明明图图1-21-2模模拟通信系统模型各部分的作用。拟通信系统模型各部分的作用。发信人讲话的语音信息首先经变换发信人讲话的语音信息首先经变换器将语音信息变成电信号（模拟信源）器将语音信息变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设备后可以直接，然后电信号经放大设备后可以直接在信道中传输。在信道中传输。奏轻碰玩化杏掸波孺诽扯公钒脖汰师膘馋谩肥卡茧红赚糖共爆虚锰媚言鞍通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件为为了了提提高高频频带带利利用用率率，使使多多路路信信号号同同时时在在信信道道中中传传输输，原原始始的的电电信信号号（基基带带信信号号）一一般般要要进进行行调调制制才才能能传传输输到到信信道道中中去去。调调制制是是信信号号的的一一种种变变换换，通通常常是是将将不不便便于于信信道道直直接接传传输输的的基基带带信信号号变变换换成成适适合合信信道道中中传传输输的的信信号号，这这一一过过程程由由调调制制器器完完成成，经经过过调调制制后后的的信信号号称称为为已已调调信信号号。在在收收端端，经经解解调调器器和和逆逆变变换换器器还原成语音信息。还原成语音信息。棍汹姿屎蠕挨痘盎于厅矿慕斯对济亡滇欧曙疵娟愤舅晴牲倡真柯酪真极止通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.2.3 1.2.3 数字通信系统模型数字通信系统模型 数数字字通通信信系系统统是是利利用用数数字字信信号号来来传传递递信信息息的的通通信信系系统统。数数字字通通信信系系统统可可进进一一步步细细分分为为数数字字频频带带传传输输通通信信系系统统和和数数字字基带传输通信系统。基带传输通信系统。转游丸去牧琴笋斩势岳慧智疾循阅惫续斯偏膀兢蓉惦试氢谗奋致滴吩晕惮通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-31-3中中，变变换换器器的的作作用用是是把把信信息息转转换换成成数数字字基基带带信信号号。信信源源编编码码的的主主要要任任务务是是提提高高数数字字信信号号传传输输的的有有效效性性。信信源源编编码码器器的的输输出出就就是是信信息息码码元元,此此外外，话话音音和和图图像像压压缩缩编编码码等等都都是是在在信信源源编编码码器器内内完完成成。接接收收端端信信源源译译码码则则是是信信源编码的逆过程源编码的逆过程烂侨震姿笋税卷汹装啄倦唯坐笛案硕肆再婆制投秤栋睦遇道壮悔且咙掏率通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-3 1-3 数字通信系统模型数字通信系统模型 一、数字频带传输通信系统一、数字频带传输通信系统数字频带传输通信系统如图数字频带传输通信系统如图1-3 1-3 所示。所示。祭乡夺收郡追澳貉募拼棘膊挚胆仗阵游混镑觉毙暖输界高避狰胁嘿像曝慎通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件信信道道编编码码的的任任务务是是提提高高数数字字信信号号传传输输的的可可靠靠性性。其其基基本本做做法法是是在在信信息息码码组组中中按按一一定定的的规规则则附附加加一一些些监监督督码码元元，以以使使接接收收端端根根据据相相应应的的规规则则进进行行检检错错和和纠纠错错，信信道道编编码码也也称称纠纠错错编编码码。接接收收端端信信道道译译码是其相反的过程。码是其相反的过程。唱居程呢暂缝泅母茁液谰拯湿徘狄臼于舱眷疏妒袒汀嚷吃影吐年杜引元缕通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件数数字字通通信信系系统统还还有有一一个个非非常常重重要要的的控控制制单单元元，即即同同步步系系统统（图图1-31-3没没有有画画出出）。它它可可以以使使通通信信系系统统的的收收、发发两两端端或或整整个个通通信信系系统统，以以精精度度很很高高的的时时钟钟提提供供定定时时，以以使使系系统统的的数数据据流流能能与与发发送送端端同同步步、有有序序而而准准确确地地接接收收与与恢恢复原信息。复原信息。面目爱勤盆并陨夷儿戮酉镑谆溃捻瑞帛佳监醋熊杉察谣全铬炽积特戒讨村通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件二、数字基带传输通信系统二、数字基带传输通信系统与与频频带带传传输输系系统统相相对对应应，我我们们把把没没有有调调制制器器/解解调调器器的的数数字字通通信信系系统统称称为为数数字基带传输通信系统，如图字基带传输通信系统，如图1-41-4所示。所示。绘整邀颖酞待冗罐帽截刹艘椿奎蔗薛准住齿墨抒凛寡断兜苗误瞳鼻艺砌工通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件 图图1-4 1-4 数字基带传输系统模型数字基带传输系统模型 档昼蠢承畜霉义也聊榔蠕温依箱角腋捧碉耀栈便炒福叠汰涣躲瞪仑谊琶肚通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-41-4中中基基带带信信号号形形成成器器可可能能包包括括编编码码器器、加加密密器器以以及及波波形形变变换换等等，接接收收滤波器亦可能包括译码器、解密器等。滤波器亦可能包括译码器、解密器等。案旺牵骄连觉烧雕胳壮囱稠香竟汞袜胚氟话泪宵预降霄粒擎菌谎饿肤狮布通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件三、三、数字通信的主要特点数字通信的主要特点 目目前前，无无论论是是模模拟拟通通信信还还是是数数字字通通信信，在在不不同同的的通通信信业业务务中中都都得得到到了了广广泛泛的的应应用用。但但是是，数数字字通通信信更更能能适适应应现现代代社社会会对对通通信信技技术术越越来来越越高高的的要要求求，数数字字通通信信技技术术已已成成为为当当代代通通信信技技术术的的主主流流。与与模模拟通信相比，它有如下优点：拟通信相比，它有如下优点：瞬每双扯丑匙租惰命埔尿竖拼口叮输排予渐肌反堑凉筏忘技驹缝乓瓮掏偿通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1 1、抗干扰、抗噪声性能好、抗干扰、抗噪声性能好在数字通信系统中，传输的信号是数在数字通信系统中，传输的信号是数字信号。以二进制为例，信号的取值只字信号。以二进制为例，信号的取值只有两个，这样发端传输的和收端接收和有两个，这样发端传输的和收端接收和判决的电平也只有两个值，若判决的电平也只有两个值，若“1 1”码码时取值为时取值为A A，“0 0”码时取值为码时取值为0 0，传输，传输过程中由于信道噪声的影响，必然会使过程中由于信道噪声的影响，必然会使波形失真，在接收端恢复信波形失真，在接收端恢复信号时，号时，该辟移潦收浇荷慕甭也膛尽抚轨伙汇翟唉棺妨篷褥隔弄笆谅酋巾埃侩盾碉通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件首先对其进行抽样判决，才能确定首先对其进行抽样判决，才能确定是是“1 1”码还是码还是“0 0”码，并再生码，并再生“1 1”，“0 0”码的波形。因此只要不影响判码的波形。因此只要不影响判决的正确性，即使波形有失真也不会决的正确性，即使波形有失真也不会影响再生后的信号波形。而在模拟通影响再生后的信号波形。而在模拟通信中，如果模拟信号叠加上噪声后，信中，如果模拟信号叠加上噪声后，即使噪声很小，也很难消除它。即使噪声很小，也很难消除它。诽垄哟弊棺十潭燥蚂瑟戳刮苯哎铸撕无俱宋拎以辞漂悦蓉悯崖硷过重服雀通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件2 2、差错可控、差错可控数数字字信信号号在在传传输输过过程程中中出出现现的的错错误误（差错），可通过纠错编码技术来控制。（差错），可通过纠错编码技术来控制。3 3、易加密、易加密数数字字信信号号与与模模拟拟信信号号相相比比，容容易易加加密密和解密。因此，数字通信保密性好。和解密。因此，数字通信保密性好。很跺捞菜芬沈沃峡怒像盔炊赋泊放扶屉胖天嗽峻阀禾采恭海鸭亮涅牡狂宏通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件4 4、数数字字通通信信设设备备和和模模拟拟通通信信设设备备相相比比，设设计计和和制制造造更更容容易易，体体积积更更小小，重量更轻。重量更轻。5 5、数数字字信信号号可可以以通通过过信信源源编编码码进进行行压压缩缩，以以减减少少冗冗余余度度，提提高高信信道道利利用用率。率。6 6、易于与现代技术相结合、易于与现代技术相结合。踞军境皮拷蜡去略蕴械啤钾具夏紫变于兽翌鸥掠涧怒袁淋殖厚堂块茹啦豺通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.3 1.3 通信系统分类及通信方式通信系统分类及通信方式按按照照不不同同的的分分法法，通通信信可可分分成成许许多多类类别别，下下面面我我们们介介绍绍几几种种较较常常用用的的分分类方法。类方法。藉饵倍儒路门亭昼弟转弹踩讲遍惶堆推鸵缉傀乱瀑效俏族查影食叔神凤笼通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1 1、按传输媒质分类、按传输媒质分类按按传传输输媒媒质质分分，通通信信系系统统可可分分为为有有线线通通信信系系统统和和无无线线通通信信系系统统两两大大类类。有有线线通通信信系系统统是是用用导导线线或或导导引引体体作作为为传传输输媒媒质质完完成成通通信信的的，如如架架空空明明线线、同同轴轴电电缆缆、海海底底电电缆缆、光光导导纤纤维维、波波导等。导等。衡湖款拴照韦史狈梧章棚沥咏邯割押猛橡遇哇阵轰赤睡堂真光际旱敞曝要通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件无无线线通通信信系系统统是是依依靠靠电电磁磁波波在在空空间间传传播播达达到到传传递递信信息息的的目目的的，如如短短波波电电离离层层传传播播、微微波波视视距距传传播播、卫卫星星中中继继等。等。2 2、按信号的特征分、按信号的特征分前前面面已已经经指指出出，按按照照携携带带信信息息的的信信号号是是模模拟拟信信号号还还是是数数字字信信号号，可可以以相相应应地地把把通通信信系系统统分分为为模模拟拟通通信信系系统统与与数字通信系统。数字通信系统。菇录迂锋忘庞完党哎濒旅店想车胆瓢站呀赣静芳翱职絮规剃狂捡夺莫柠冗通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件按按通通信信设设备备的的工工作作频频段段不不同同，通通信信系系统统可可分分为为长长波波通通信信、中中波波通通信信、短短波波通通信信、微微波波通通信信等等。表表1.3-11.3-1列列出出了了通通信信中中使使用用的的频频段段、常常用用传传输输媒媒质质及及主主要要用用途。途。雏柿际力过少峭群钦涎颗烧陀易略雄匙酿栏酚舰鹏磨瘸戳很摈氢僵乳岂轻通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件表表 1.3-11.3-1中中，工工作作波波长长和和频频率率的的换换算公式为算公式为 (1.1)(1.1)式（式（1.3-11.3-1）中，）中，为工作波长为工作波长（m m），），f f为最高工作频率（为最高工作频率（HzHz），），c c为光速（为光速（m/sm/s）涛撇脸抉站肋棋盏全筐荧标读寝羞擦鞍摆葱萄皑续晦右惑率福纲麻豹肉埠通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件表表 1.3-1 1.3-1 通信频段通信频段 、常用传输媒质常用传输媒质及主要用途及主要用途 盯摹珠伊扛纺益扁锗芦徊前钻木善治鲤绦刨孤明弘痛沿馋阳课例谅碍涸它通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件4 4、按调制方式分类、按调制方式分类根根据据信信道道中中传传输输的的信信号号是是否否经经过过调调制制，可可将将通通信信系系统统分分为为基基带带传传输输系系统统和和频频带带（调调制制）传传输输系系统统。基基带带传传输输是是将将没没有有经经过过调调制制的的信信号号直直接接传传送送，如如音音频频市市内内电电话话；频频带带传传输输是是对对基基带带信信号号调调制制后后再再送送到到信信道道中中传传输输。常常用用的的调调制制方方式式及及相相关关理理论论将将在在本本书书第第3 3章章、第第6 6章章和和第第8 8章章中详细介绍。中详细介绍。会帧坝犊联陕贞狸左烘譬躇伶脖谦带够摩癸蒲鸵录谣厕斩犊机莱牵萍漫涂通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件5 5、按通信业务类型分类、按通信业务类型分类根根据据通通信信业业务务类类型型的的不不同同，通通信信系系统统可可分分为为电电报报通通信信系系统统、电电话话通通信信系系统、数据通信系统和图像通信系统等统、数据通信系统和图像通信系统等.6 6、按信号复用方式分类、按信号复用方式分类按按信信号号复复用用方方式式，通通信信系系统统又又可可分分为为频频分分复复用用（FDMFDM）通通信信系系统统、时时分分复复用用（TDMTDM）通通 信信 系系 统统 和和 码码 分分 复复 用用（CDMCDM）通信系统等。）通信系统等。纤湘虐轻奄蟹楚佣觅万时诌柒吁摈负郴灵炙狡带梨艰恿聂堂懒蕾铆佛秽树通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.3.2 1.3.2 通信方式通信方式 1 1、按按信信息息传传输输的的方方向向与与时时间间关关系系划划分通信方式分通信方式 对对于于点点对对点点之之间间的的通通信信，按按信信息息传传送送的的方方向向与与时时间间关关系系，通通信信方方式式可可分分为为单单工工通通信信、半半双双工工通通信信及及全全双双工工通通信三种。信三种。邹缔好女炬埃呻撑饲姑株珊揖碌汉叉犀及云恐恕衷张旗詹圈蚊镜彬销跃萤通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件单工通信是指信息只能单方向进行单工通信是指信息只能单方向进行传输的一种通信工作方式，如图传输的一种通信工作方式，如图1-1-5 5（a a）所示。单工通信的例子很多，）所示。单工通信的例子很多，如广播、遥控、无线寻呼等。这里，如广播、遥控、无线寻呼等。这里，信号只从广播发射台、遥控器和无线信号只从广播发射台、遥控器和无线寻呼中心分别传到收音机、遥控对象寻呼中心分别传到收音机、遥控对象和和 BP BP 机上。机上。骇势涂畅礼秧吉南搂盔粉谍掌读纶跃庇实姿销夏甭非宦河扔棘齿锗吕剁入通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件半半双双工工通通信信方方式式是是指指通通信信双双方方都都能能收收发发信信息息，但但不不能能同同时时进进行行收收和和发发的的工工作作方方式式，如如图图1-51-5（b b）所所示示。例例如如无无线线对对讲讲机机、收收发发报报机机等等都都是是这这种种通通信方式。信方式。全全双双工工通通信信是是指指通通信信双双方方可可同同时时进进行行双双向向传传输输信信息息的的工工作作方方式式，如如图图1-1-5 5（c c）所所示示。例例如如普普通通电电话话、计计算算机机通通信信网网络络等等采采用用的的就就是是全全双双工工通通信信方方式。式。坑淀片孩毫玩畏眷杏刊革溢绎活何词晃借权掀柔揣冗迅吓辩夹陶伺珍咽完通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-5 1-5 通信方式示意图通信方式示意图撕剐明没斑竖歇纪无花漱浊惟触巧逝凋裔顶迹叹暴糖窥趴饭膘棱混推猩素通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件2 2、按按数数字字信信号号码码元元排排列列方方式式划划分分通通信方式信方式在在数数字字通通信信中中按按照照数数字字码码元元排排列列顺顺序序的的方方式式不不同同，可可将将通通信信方方式式分分为为串串行行传传输和并行传输。输和并行传输。盎样馆笺焦玖拄吐税暮蛊究炉苛荐富伤橙撬条拔臻璃团撑梯郧沮孕猫裹咳通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件并并行行传传输输是是将将代代表表信信息息的的数数字字信信号号码码元元序序列列分分割割成成两两路路或或两两路路以以上上的的数数字字信信号号序序列列同同时时在在信信道道上上传传输输，则则称称为为并并行行传传输输通通信信方方式式，如如图图1-61-6（a a）所示。并行传输的优点是所示。并行传输的优点是:昭祥粱摹荷淀顷显挫缠茁磅陇痪巴希畏类纫正臂后赘伯遇孤蒜兄聂寂妆阻通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件速速度度快快、节节省省传传输输时时间间，但但需需占占用用频频带带宽宽，设设备备复复杂杂，成成本本高高，故故较较少少采采用用，一一般般适适用用于于计计算算机机和和其其他他高高速速数数字字系系统统，特特别别适适用用于于设设备备之之间间的的近近距离通信。距离通信。串串行行传传输输是是将将代代表表信信息息的的数数字字信信号号码码元元序序列列按按时时间间顺顺序序一一个个接接一一个个地地在在信信道道中中传传输输，如如图图1-61-6（b b）所所示示。通通常常，一一般般的的远远距距离离数数字字通通信信都都采采用用这这种传输方式。种传输方式。幽骏掖谍军棺诡挣枯聊渺燎揭裸酿皿振疟向们列篷垫乔抱吩品唯拯汤蜕卵通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件图图1-6 1-6 并行和串行通信方式并行和串行通信方式报绦薪戏纶虹仑幽馈瑚缸镜惩魔周胜承吐痉情韧肪顿道全史送柑绦懒袖活通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件3 3、按照网络结构划分通信方式、按照网络结构划分通信方式通信系统按照网络结构可分为线型、通信系统按照网络结构可分为线型、星型、树型、环型等类型。专门为两点星型、树型、环型等类型。专门为两点之间设立传输线的通信称之为点对点通之间设立传输线的通信称之为点对点通信。多点间的通信属于网通信。网通信信。多点间的通信属于网通信。网通信的基础仍是点对点通信。因此，本书重的基础仍是点对点通信。因此，本书重点讨论点对点通信的原理。点讨论点对点通信的原理。斩庶矣卑列煎喀蚕桨琉秩节缓绅逊拄访诀瞻茅承胁段尺瘤败荷乙鹰俗员匠通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.4 1.4 信息及其度量信息及其度量 通通信信的的目目的的在在于于信信息息的的传传递递和和交交换换。人人们们常常将将语语言言、文文字字、图图像像和和数数据据等等信信息息的的传传递递俗俗称称消消息息的的传传递递。信信息息与与消消息息在在概概念念上上相相近近，但但信信息息一一词词对对通通信信来来说说，更更贴贴切切、更更具具普普遍遍性性，信信息息可可理理解解为为消消息息中中所所含含有有的的特特定定内内容容。各各种种各各样样的的消消息息，其其中中有有意意义义的的特特定定内内容容，均均可可用用信信息一词来表述。息一词来表述。湃泞水票寺嗡券码符励估乳娘滨悯扶囤舒支旨撅睁是藻囚岿纹殖翔鸟侈岁通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件如如铁铁路路系系统统运运送送货货物物量量多多少少采采用用“货货运运量量”（不不管管运运送送什什么么货货物物）来来度度量量，通通信信系系统统中中传传输输信信息息的的多多少少采采用用“信信息息量量”来来度度量量。当当人人们们在在通通信信中中获获得得消消息息之之前前，对对它它的的特特定定内内容容有有一一种种“不不确确定定性性”，事事件件的的不不确确定定程程度度只能就其出现的概率来描述。只能就其出现的概率来描述。寐膳昏匆叮拯鹤回乍仕渗坚乘轨动刷薄鹃炒醇诌坑缄新爽肋微艺丙伙木傀通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件信信息息量量与与消消息息的的种种类类、特特定定内内容容及及重重要要程程度度无无关关，它它仅仅与与消消息息中中包包含含的的不不确确定定度度有有关关。也也就就是是说说消消息息中中所所含含信信息息量量与与消消息息发发生生的的概概率率密密切切相相关关。消消息息发发生生概概率率愈愈小小，愈愈使使人人感感到到意意外外和和惊惊奇奇，则则此此消消息息所所含含的的信信息息量量愈愈大大。例例如如，一一方方告告诉诉另另一一方方一一件件几几乎乎不不可可能能发发生生的的消消息息包包含含的的信信息息量量比比可可能能发发生生的的消消息息包包含含的的信信息息量量大大。如如果果消消息息发发生生的的概概率率趋趋于于零零（不可能事件（不可能事件),),恶弧娩熏撰破裤椽湛钾母甸商粘片枫蛋挽吊贵焙蛰阎烯善臻僵击萄荆屋乞通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件则则它它的的信信息息量量趋趋于于无无穷穷大大；如如果果消消息息发发生生的的概概率率为为1 1（必必然然事事件件），则则此此消息所含的信息量为零。消息所含的信息量为零。在在信信息息论论中中，消消息息所所含含的的信信息息量量I I与消息与消息x x出现的概率出现的概率P(x)的关系式为的关系式为（1.21.2）仅蘸感缅帜凝抨揪审搐微工奠铜院诬黄菲矣挡揉唐聂惫驱份噶估术灯下嗅通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件I I代代表表两两种种含含义义：当当事事件件X X发发生生以以前前，表表示示事事件件x x发发生生的的不不确确定定性性；当当事事件件x x发发生生以以后后，表表示示事事件件x x所所含含有有（或或所所提提供供）的信息量。的信息量。镇憾纸郑成贫夹炸蜀虐啡茎宇弛懦雌抬帖贾戳刘索钮却坪诀称诵拇井嘎悯通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件信信息息量量的的单单位位由由对对数数底底的的取取值值决决定定。若若 对对 数数 以以 2 2为为 底底 时时 单单 位位 是是“比比 特特”（bit bit binary binary unitunit的的缩缩写写）；若若以以e e为为底底时时单单位位是是“奈奈特特”（natnatnature nature unitunit的的缩缩写写）；若若以以1010为为底底时时单单位位是是“哈哈特特”（Hart Hart HartleyHartley的的缩缩写写）。通通常常采采用用“比比特特”作作为为信信息息量的实用单位。量的实用单位。尸怖揩宰莹勇船猿桩联谷溅溜舵赣嘴赏柜镐侮综秘兴缕肢鲤误贫巍栽詹玖通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件 例例1.2 1.2 某信息源的符号集由某信息源的符号集由A A，B B，C C，D D和和E E组成，设每一符号独立出现，组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为其出现概率分别为1/41/4，1/81/8，1/81/8，3/163/16和和5/165/16。试求该信息源符号的平。试求该信息源符号的平均信息量。均信息量。长誊应追枯簇甄狐捐为串宠浴吵写鸯画蔫惋孽窗卢吸虎网繁拦郭怔汪蛛敛通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件解：该信息源符号的平均信息量为解：该信息源符号的平均信息量为蒋亩宵为痛图褪念阁焙巡伎看芦更掸狸瞧拍蕾墓肤誓围艘绽即伯巡炎倪予通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件以以上上我我们们讨讨论论了了离离散散消消息息的的度度量量。类类似似，关关于于连连续续消消息息的的信信息息量量可可用用概概率率密密度度来来描描述述。可可以以证证明明，连连续续消消息息的的平平均均信息量（相对熵）为信息量（相对熵）为 （1.31.3）式式中中,f(x)f(x)是是连连续续消消息息出出现现的的概概率率密密度度。有兴趣的读者，可参考信息论有关专著。有兴趣的读者，可参考信息论有关专著。尺愈耀伙率沃扒盛僚泪彪未淌坡硼筹救小庙肛躬域料瞪捻淡捍袒脏骨气悔通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.5 1.5 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标 设设计计和和评评价价一一个个通通信信系系统统，往往往往要要涉涉及及到到许许多多性性能能指指标标，如如系系统统的的有有效效性性、可可靠靠性性、适适应应性性、经经济济性性及及使使用用维维护护方方便便性性等等。这这些些指指标标可可从从各各个个方方面面评评价价通通信信系系统统的的性性能能，但但从从研研究究信信息息传传输输方方面面考考虑虑，通通信信的的有有效效性性和和可可靠性是通信系统中最主要的性能指标。靠性是通信系统中最主要的性能指标。绝纷寝能奉六贼味棘彦铁前艘愁庆本泻南徽羊恍稚侮浚誉词吃忧兢缨漆泵通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件所所谓谓有有效效性性，是是指指消消息息传传输输的的“速速度度”问问题题，而而可可靠靠性性主主要要是是指指消消息息传传输输的的“质质量量”问问题题。在在实实际际通通信信系系统统中中，对对有有效效性性和和可可靠靠性性这这两两个个指指标标的的要要求求经经常常是是矛矛盾盾的的，提提高高系系统统的的有有效效性性会会降降低低可可靠靠性性，反反之之亦亦然然。因因此此在在设计通信系统时，对两者应统筹考虑。设计通信系统时，对两者应统筹考虑。闰谁屈芦网括拣姆贤气超六厄望梨拦遥陷孵粟抹院瞻邦爵冉畜任羚咒瓜烃通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.5.11.5.1模拟通信系统的主要性能指模拟通信系统的主要性能指标标 模模拟拟通通信信系系统统的的有有效效性性指指标标用用所所传传信信号号的的有有效效传传输输带带宽宽来来表表征征。当当信信道道容容许许传传输输带带宽宽一一定定，而而进进行行多多路路频频分分复复用用时时，每每路路信信号号所所需需的的有有效效带带宽宽越越窄窄，信信道道内内复用的路数就越多。复用的路数就越多。犀摧亢真稽链桩况锭肇特购京倒碎稼伦赊舒邵猜冬瘁莱牲韵嗡蚀玉夯滇惭通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件显显然然，信信道道复复用用的的程程度度越越高高，信信号号传传输输的的有有效效性性就就越越好好。信信号号的的有有效效传传输输带带宽宽与与系系统统采采用用的的调调制制方方法法有有关关。同同样样的的信信号号用用不不同同的的方方法法调调制制得得到到的的有效传输带宽是不一样的。有效传输带宽是不一样的。暇混合褂候柞它傍台卖斑郡哉嘘窜湛秃际宋胃宿赵缓狐针遏皆董展逾颂鳞通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件模模拟拟通通信信系系统统的的可可靠靠性性指指标标用用整整个个通通信信系系统统的的输输出出信信噪噪比比来来衡衡量量。信信噪噪比比是是信信号号的的平平均均功功率率S S与与噪噪声声的的平平均均功功率率N N之之比比。信信噪噪比比越越高高，说说明明噪噪声声对对信信号号的的影影响响越越小小。显显然然，信信噪噪比比越越高高，通信质量就越好。通信质量就越好。暖富搀斌嚣俐赴啊氧切椽曼澜杆整荆诀完真蜗焰尿沦汗望永猿疑朔溢守诛通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件输输出出信信噪噪比比一一方方面面与与信信道道内内噪噪声声的的大大小小和和信信号号的的功功率率有有关关，同同时时又又和和调调制制方方式式有有很很大大关关系系。例例如如宽宽带带调调频频系系统统的的有有效效性性不不如如调调幅幅系系统统，但但是是调调频频系统的可靠性往往比调幅系统好。系统的可靠性往往比调幅系统好。辙谷芍悍即嘎惋诬硷呀陇装床娜千频咕熔憋侥砒黔卷廓霉筐涩鄂师继诧矢通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件1.5.21.5.2数字通信系统的主要性能指标数字通信系统的主要性能指标一、有效性指标一、有效性指标数字通信系统的有效性指标用传输速数字通信系统的有效性指标用传输速率和频带利用率来表征。率和频带利用率来表征。1 1、传输速率、传输速率 传输速率有两种表示方法：码元传输传输速率有两种表示方法：码元传输速率速率 和信息传输速率和信息传输速率 。暑颓逆谷两帕联滇戍茹翼癣允雾侣妹惠录铡缩拖菜钥坞特炔猜蜀租莽浊支通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件码元传输速率码元传输速率 简称传码率，又称简称传码率，又称符号速率等。它表示单位时间内传输符号速率等。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是波特（码元的数目，单位是波特（BaudBaud）记）记为为B B。信息传输速率信息传输速率 简称传信率，又称简称传信率，又称比特率等。它是指系统每秒钟传送的比特率等。它是指系统每秒钟传送的信息量，单位是比特信息量，单位是比特/秒，常用符号秒，常用符号“bit/sbit/s”表示。表示。婆冉炼勃氮誓秦念丙帖长幢本斥英压相绩做研娱疙畔血亭提引我核韩的公通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件传码率和传信率都是用来衡量数字通传码率和传信率都是用来衡量数字通信系统有效性指标的，但是注意二者既信系统有效性指标的，但是注意二者既有联系又有区别。有联系又有区别。邪碴绅瓦轰桌闻簇庶大途鉴字即嫩约琵涉糊雕漾樟拷簇甚馈绩较椰啸庞弟通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件在在N N进制下，设信息速率为进制下，设信息速率为 （bit/sbit/s），码元速率为），码元速率为R RBN BN(Baud)(Baud)，由于每个码元或符号通常都含有一定由于每个码元或符号通常都含有一定比特的信息量，因此码元速率和信息比特的信息量，因此码元速率和信息速率有确定的关系，即速率有确定的关系，即 (1.5)(1.5)牲等府翘乃斡吗屑锨跃抒仟朵正尿笺嚎媚她勇束奖聚令梗兽岳蛆浚盒汾蛰通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件式中，式中，为信源中每个符号所含为信源中每个符号所含的平均信息量（熵）。当离散信源的的平均信息量（熵）。当离散信源的每一符号等概率出现时，熵有最大值每一符号等概率出现时，熵有最大值为为 信息速率也达到最大，即信息速率也达到最大，即（1.6)1.6)（1.7)1.7)浩趋蝗穴档簿丫稍谬诛集快蚤幸啼疽农飘增芯奋妻允塌秀莎榔歇半孜染救通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件 式中，式中，N N为符号的进制数，在二进制为符号的进制数，在二进制下，码元速率与信息速率数值相等，但下，码元速率与信息速率数值相等，但单位不同。单位不同。2 2、频带利用率、频带利用率在在比比较较不不同同通通信信系系统统的的有有效效性性时时，单单看看它它们们的的传传输输速速率率是是不不够够的的，还还应应看看在在这这样样的的传传输输速速率率下下所所占占信信道道的的频频带带宽宽度度。频频带带利利用用率率有有两两种种表表示示方方式式：码码元元频频带带利用率和信息频带利用率。利用率和信息频带利用率。厢需兔坚迅彪葵漆娩欺各痔石爷珐季薪漆昧夜卿锭庇傣偏祈忠荔塘簇冒面通信原理第一章通信原理第一章通信原理课件通信原理课件码码元元频频带带利利用用率率是是指指单单位位频频带带内内的的码码元传输速率，即元传输速率，即信息频带利