通信系统的基本模型课件

1.3.1 通信系统的基本模型 信息源 受信者传输系统 噪声通信系统简化模型1.3 通信系统通信系统1.3.1 通信系统的基本模型 信息源 受信者传输系统 1一般模型一般模型噪声源发送设备接收设备 信息源信宿 信道(发送端)(接收端)v信息源信息源:作用是把各种可能消息转换成原始电信号v发送设备发送设备:对原始信号变换成能在信道中传输。v信道信道:信号传输的通道。v接收设备接收设备:它从接收信号中恢复出原始电信号。v信宿信宿/受信者受信者:将复原的原始信号转换成的消息。v噪声源噪声源:通信系统其它各处噪声的集中表示。一般模型噪声源发送设备接收设备 信息源信宿 信道(发送端)(2v按消息的物理特征分类v按调制方式分类v按信号特征分类v按传输媒介分类v按信号复用方式分类 v按工作波段分：长波通信、中波通信、短波通信、远红外通信等。1.3.2 通信系统的分类通信系统的分类按消息的物理特征分类1.3.2 通信系统的分类3(1)按消息的物理特征分类：v语音通信系统 如电话系统、广播系统等。v图像通信系统 如电视广播系统、可视电话系统、会议电视系统、远程教学系统等。v数据通信系统 如计算机网络(1)按消息的物理特征分类：语音通信系统4(2)按调制方式分类：从是否采用调制、是否搬移数据信号的频带角度出发，通信传输系统可以分为以下两类：v基带传输系统 直接传送未调制的信号，如数字信号、音频市内电话等。v频带传输系统 主要有连续（模拟）调制和数字脉冲调制(2)按调制方式分类：从是否采用调制、是否搬移数据信号5(3)按信号特征分类：v模拟通信系统 若通信信道中传送的是模拟信号，则称该通信系统为模拟通信系统。v数字通信系统 若通信信道中传送的是数字信号，则称该通信系统为数字通信系统。信号经过中继器的波形信号经过中继器的波形 P9-10 P9-10 图图10111011(3)按信号特征分类：模拟通信系统信号经过中继器的波形 P6(4)按传输媒介分类：v有线通信系统 电缆通信系统 光纤通信系统v无线通信系统 微波通信系统 卫星通信系统 无线电及移动通信系统(4)按传输媒介分类：有线通信系统7(5)按信号复用方式分类v频分复用系统 不同信号占据不同的频率范围。v时分复用系统 不同信号占据不同的时间区间。v码分复用系统 用一组码字携带多路信号。(5)按信号复用方式分类频分复用系统8频率范围波 长符 号 传输媒质用 途3Hz30kHz104108m甚低频 VLF有线线对长波无线电音频、电话、数据终端长距离导航、时标30300kHz103104m低频 LF有线线对长波无线电导航、信标、电力线通信300kHz3MHz102103m中频 MF同轴电缆短波无线电调频广播、移动陆地通信、业余无线电330MHz10102m 高频 HF同轴电缆短波无线电移动无线电话、短波广播定点军用通信、业余无线电30300MHz110m甚高频 VHF同轴电缆米波无线电电视、调频广播、空中管制、车辆、通信、导航300M3GHz10100cm 特高频 UHF波导分米波无线电微波接力、卫星和空间通信、雷达330GHz110cm超高频 SHF波导厘米波无线电微波接力、卫星和空间通信、雷达30300GHz110mm 极高频 EHF波导毫米波无线电雷达、微波接力、射电天文学107108GHz310-53 10-4cm紫外可见光红外光纤激光空间传播光通信按工作波段分 频率范围波 长符 号 传输媒质用 途3Hz3091.3.3 通信方式v对于点与点之间的通信，按消息传送的方向与时间关系，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信。v在数字通信中，按照数字信号码元排列方法不同，有串行传输与并行传输之分。v实际的通信系统按信道的占用方式分为专线和通信网两类。1.3.3 通信方式对于点与点之间的通信，按消息传送的方向10单工通信v单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。如广播、电视、遥控等。发端 收端 信道单工通信单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。如广播、11半双工通信v所谓半双工通信，是指通信双向都能收发消息，但不能同时进行收发的工作方式。如使用同一载频工作的无线电对讲机。发端 收端 信道 发端 收端半双工通信所谓半双工通信，是指通信双向都能收发消息，但不能同12全双工通信v所谓全双工通信，是指通信双向可同时进行收发消息的工作方式。如普通电话。发端 收端 信道 发端 收端 信道全双工通信所谓全双工通信，是指通信双向可同时进行收发消息的工13串行传输v串行传输:将数字信号码元序列按时间顺序一个按一个地在信道中传输。这种方式只需占用一条通路。发送设备接收设备 1 0 1 0 0串行传输串行传输:将数字信号码元序列按时间顺序一个按一个地在14并行传输v并行传输并行传输:将数字信号码元序列分割成两路或两路以上同时在多个信道中传输。发送设备 接收设备并行传输并行传输:将数字信号码元序列分割成两路或两路以上同时15专线和通信网v专门为两点之间设立传输线的通信，称之为专线通信专线通信，有时简称为点与点通信。v多点间的通信属于网通信网通信。网通信的基础仍是点与点的通信。v在通信网中可通过设置专用通信信道的方式实现专线通信。专线和通信网专门为两点之间设立传输线的通信，称之为专线通信，161.4 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标 通信的任务是传递信息。从信息传输的角度来说，最基本也是最主要的性能指标是信息传输的有效性和可靠性。通信的有效性是指在给定的信道内传输信息的数量，即信息传输的速度问题；而通信的可靠性是指在给定的信道内接收信息的准确程度，即信息传输的质量问题。1.4 通信系统的主要性能指标 通信的任务是传递信17模拟通信系统的主要性能指标v有效频带 传输给定的信号所需要的有效传输频带越窄，或者说，在给定传输带宽的信道中，能同时传输的信号路数越多，则系统的传输有效性就越高。即信号的复用程度越高，有效性越好。v信噪比 信噪比越高，信息传输的准确性就越高，通信质量就越好。模拟通信系统的主要性能指标有效频带18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（1）有效性:传码率、传信率 码元传输速率（简称传码率）是指系统每秒传送的码元数目，其单位为波特（Baud,常用B表示），又称为波特率。信息传输速率（简称传信率）是指系统每秒内传输的平均信息量。单位为比特/秒（bit/s）。若设码元传输速率为RB，信息传输速率为Rb，则 对二进制码元有：Rb=RB 对M进制码元有：Rb=RB2M数字通信系统的主要性能指标（1）有效性:传码率、传信率19例5 一传输系统每秒传送1200个码元，对等概发生的离散信息源，若采用四进制，其传信率为多少？若采用十六进制，其传信率又为多少？解：该系统的波特率为1200B，若采用四进制,则每个码元携带2比特信息，其传信率为2400bit/s;若采用十六进制,则每个码元携带4比特信息，其传信率为4800bit/s。例5 一传输系统每秒传送1200个码元，对等概发生的离散信息20（2）可靠性:误码率和误信率误信率Pb，又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。误码率Pe，是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。（2）可靠性:误码率和误信率误信率Pb，又称误比特率，是指错21例6 一段程序10000行，平均每行10字节，1字节8比特，共有800000比特。要保证该段程序在传输过程中不出错，则其误信率（误比特率）必须小于1/800000 10-6。例6 一段程序10000行，平均每行10字节，1字节8比22通信系统的基本模型课件23