数字通信原理-1绪论课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,1,（1）课程名称,：数字通信原理,（2）主要参考书,华南理工大学 数字通信原理讲义,周炯褩等 通信原理 北京邮电大学出版社,Bermard Sklar,数字通信基础与应用 电子工业出版社,曹志刚等,现代通信原理 清华大学出版社,（3）教师,：,冯穗力（,FengSL,87112490,）,（4）作业,：,每周一交作业,（5）成绩分布,(,暂定,),：,作业占10,实验占20,测验、期末考试占70,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,2,数字通信原理,第一章 绪 论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,3,1,、,通信（,Telecommunication,）,通信：,克服距离上的障碍，交换和传递消息；,消息,：文字、符号、数据、图片、语音和活动图像；,信息,：,信息是消息的,内涵，消息是信息的载体；,信号,：与消息一一对应的电量，它是消息的物质载体；,数字信号,：时间和幅度取值均为离散的信号；,通信系统,：传递信息所需的一切技术设备的总和；,数字通信系统,：传输数字信号的通信系统。,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs3,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,4,3,、古代,通信的主要手段,结绳记事、文字笔墨、竹简、纸张,通过,人力、马力等传递；,烽火狼烟报警；,第一章,绪论,2,、广义的,通信,电话电报、广播电视、各自电子的多媒体信息传递,；,邮件书信、报刊书籍和杂志；,通过各种介质的信息记录与重放；,2010 Copyright SCUT DT&P Labs4,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,5,4,、近代,通信技术发展的主要历程,1837,年：莫尔斯发明（有线）电报系统,1864,年：麦克斯韦建立电磁场理论,1876,年：贝尔发明电话机,1887,年：赫兹证明电磁波的存在,1892,年：史端乔发明自动电话机,1896,年：马可尼发明无线电通信，,1901,年实现越洋通信,1918,年：开通无线调幅（,AM,）广播,1924,年：奈奎斯特提出抽样定理理论,1937,年：,瑞维斯,发明脉冲编码调制（,PCM,）,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs5,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,6,4,、,通信发展的主要历程（续）,1938,年：开通电视广播,1942,年：维纳提出均方误差最小意义上的最佳接收理论,1946,年：第一台数字计算机诞生,1948,年：香农创立信息论基础，同年库柏等发明晶体管,1957,年：成功发射人造地球卫星，次年发射通信卫星,1960,年：发明激光,1961,年：发明集成电路,1964,年：高锟提出采用光导纤维传输信号,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs6,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,7,4,、,通信发展的主要历程（续）,1969,年：美国建立首个分组交换网,1971,年：美国建立最早的互联网,1980s,：建立蜂窝移动通信系统,2010 Copyright SCUT DT&P Labs7,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,8,5,、,通信系统的基本模型,信源,信宿,译码,信道,编码,信源,：信息的发出者,信宿,：信息的接收者,信道,：传输信息的物理媒质,编码,：把信源输出的信号变换成适合特定信道传输的信号,译码,：恢复原来信源的信号,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs8,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,9,6,、模拟通信与数字通信的信号特点,模拟通信的信号特点,：,从无限多种可能的波形中选择一种进行发送。,数字通信的信号特点,：,从有限多种可能的波形中选择一种进行发送。,接收端无需精确地接收被传输的波形，而只要从受到噪声干扰的信号中判断发送端发送的是哪一个波形。,一般地，只要噪声干扰小于一定的门限，接收端可再生发送端发送的波形。,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs9,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,10,例：信号的失真与再生,：,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,11,例：有限种符号与波形（四进制数字调相信号）,分别为,45,o,、,135,o,、,225,o,、,315,o,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,12,例：信号波形的识别（四进制信号的噪声容限）,：,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,13,例：数字调制信号的重建,发送信号 接收信号 重建信号,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,14,7,、典型的数字通信系统组成,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,15,7,、典型的数字通信系统（续）,发送端功能模块：,（1）,信源,：产生（模拟信号经抽样量化后的）数字信号；,（2）,信源编码,：去除信源消息序列的冗余性，提高传输效,率；,（,3,）,信道编码,：对信息加入检错和纠错的功能，提高抗干扰,能力；,（,4,）,调制器,：将基带信号变换到适合特定信道传输的频率与,波形。,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,16,7,、典型的数字通信系统（续）,接收端功能模块：,（1）,解调；,（,2,）,信道译码,；,（8）,信源译码,；,（9）,信宿,。,分别完成与发送端对应模块相反的功能。,数字通信系统中的其他可能附加的功能模块：,信息的加解密、复用解复用、信道的波形编译码,多址接入、扩频与解扩,等等。,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,17,8,、数字通信的特点,数字通信的优点,：,（1）数字信号有良好的抑止噪声累积干扰的能力，信号易,于再生；,（2）可通过信源编码提高传输效率；,（3）可通过信道编码降低传输的差错概率；,（4）易于对信息进行加密和各种复杂的信号处理；,（5）易于实现基于网络的各种信息交换。,数字通信的缺点,：,（1）数字通信一般需要较复杂的同步技术；,（2）具有,“,门限效应,”,：当信噪比下降到一定限度时，传输质量会急剧恶化。,第一章,绪论,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,18,例：数字通信的时分复用技术,复接,：多路低速信号,一路高速信号（时间,“,压缩,”,）,分接,：一路高速信号,多路低速信号（时间,“,扩展,”,）,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,19,例：数字信息的加解密,明文：,DigitalCommunicationIsFun,密文：,tmcnnDamaiIilutsgCniFioiou,密钥：用于解密密文。在本例中，用于确定接收序列,的排序。,密钥,C,H,I,N,A,D,i,g,i,t,a,l,C,o,m,m,u,n,i,c,a,t,i,o,n,I,s,F,u,n,2010 Copyright SCUT DT&P Labs1,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,20,9,、数字,通信系统性能的度量,一、有效性,：系统的传输能力，单位时间内可传输信息量的多,少；,（,1,）,波特率,（,R,S,）：,单位时间内传输的码元数,，,波特,(Baud);,（,2,）,比特率,（,R,b,）：,单位时间内传输的比特数（信息速率），,比特/秒，,b/s，bps。,（,3,）,二进制码元（符号）,：只有两种状态，每个码元,(,符号,),最,多能够携带1比特信息；,（4）,M,进制码元（符号）,：每个码元符号有,M,种可能的状态，每,个码元符号可携带,log,2,M,比信息。,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,21,7,、,通信系统性能的度量（续）,波特率（,R,s,）,与比特率（,R,b,）,之间的关系：,（b/s）,二、可靠性,：,接收信号的准确程度,（1）,信噪比,（,S/N）:,信号功率与噪声功率之比,S,：信号功率；,N,：噪声功率。,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,22,7,、通信系统性能的度量（续）,（2）,误码率与误信率,误码率（,P,s,）：,误信率,P,b,(,误比特率,),数字话音通信：要求,P,b,在10,-3,-10,-6,以下；,计算机系统：要求,P,b,在10,-7,以下。,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,23,7,、通信系统性能的度量（续）,（2）,误码率与误信率,系统的性能通常用（,E,b,：比特能量；,N,0,噪声功率密度谱）,E,b,/N,0,与,P,b,关系特性曲线来描述,E,b,/N,0,与,SNR,间的关系,（3）,频带利用率（,B：,带宽）,或,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,24,第一章结束,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,2010 Copyright,SCUT DT&P Labs,25,习题,1-1.,数字通信系统有哪些主要的功能模块，这些功能模块各起什么作用？,1-2.,对于已调的数字信号，呈现为连续的信号波形，如何理解它传输的是一个数字信号？,1-3.,已知一个数字传输系统的比特速率为,64,kbps,，如果采用一个十六进制的系统传输这些数据，其符号速率是多少？,2010 Copyright SCUT DT&P Labs2,数字通信原理-1绪论课件,11,醉翁亭记,1,反复朗读并背诵课文，培养文言语感。,2,结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。,3,把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。,4,体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、