数字通信系统.ppt

1.1.1数字与模拟信号
模拟信号-取值是连续的. Y=f(t) Tb<t<Te
数字信号-离散时刻，有限个取值. Yi=f(ti) t∈Ti1.1.2数字通信的特点

1）抗噪声能力强
2）记录、处理过程不易失真
3）集成化，处理元件制造工艺相对简单，便宜
4）适合离散信息表示和相应处理方法（如加密,压缩）
5）占用带宽大1.1.3数字通信系统典型结构1.1.4典型传输媒体/信道双绞线（电话）——适用于近距离、低速传输（几公里，几百kbps）
优点：使用方便、成本低，可利用资源较多。
缺点：损耗大，易受电磁干扰，可靠性差。（误码率10-3-10-4）中、短波数传电台—利用空间或电离层做媒体，较受环境环境因素制约
（气候、电磁干扰、多种衰落、频率管制等因素），传输速率较低。卫星— 微波频段，可用带宽大。传输距离远（万公里）。覆盖面大。
典型应用有互联网、卫星电话等。信道描述模型

1）加性噪声信道

r(t)=αs(t)+n(t)

s(t)—发送信号
r(t)—接收信号
n(t)—噪声信号
α—衰减因子

常见加性噪声
1）人为噪声：电器开关、工业。
2）自然噪声：自然界电磁辐射
3）系统内部噪声：热噪声、脉冲噪声等
2）线性滤波器信道
r(t)=s(t)*c(t)+n(t)
s(t)—发送信号
r(t)—接收信号
n(t)—噪声
c(t)—滤波函数（也可为乘性干扰）

电话线路对传输信号的带宽有限制，采用有滤波器，3）时变滤波器信道
r(t)=s(t)*c(τ，t)+n(t)
用于反映：
1）信号衰落随时间变化
2）传输时延随时间变化
3）多径传播 信道容量—是指信道无错误传输的最大信息速率，常记为C。
（单位时间内信道上所能传输的最大信息量称为信息容量）

对于波形、无记忆信道，有给定带宽B，在B内有理想频率响应。信号受加性高斯白噪声损伤。
r(t)=s(t)+n(t)
有根据香农定理，还有以下结论：

信道容量为C，信源的信息速率为R，如果RC，总可以找到一种信道编码方法实现无误传输
若R≥C，则不可能实现无错传输例1：有一个经调制解调器传输数据信号的电话网信道，该信道带宽为3000Hz，信道噪声为加性高斯白噪声，其信噪比为20dB，求该信道的信道容量。

解：

1.1.5数字通信系统评价指标

有效性 在给定的信道内能够传输消息的内容
可靠性 在给定的信道内接收信号的准确程度
适应性
标准性
经济性
维护使用模拟通信系统的性能指标有效性指标：用每路信号所需的传输带宽来衡量，带宽越窄，有效性越好；可靠性指标：用输出信噪比来衡量，信噪比越大，可靠性越好。信噪比（dB）。

数字通信系统的性能指标
1)有效性指标：
码元传输速率（传码率）RB：单位时间内传输的码元数量，单位是波特（Baud）。
RB=1/TB(波特,Baud)
信息传输速率（传信率）Rb：单位时间内传输的信息量，单位是bit/s，或bps(bitpersecond)
Rb=RB·log2M比特/秒
传信率与传码率之间的关系：对于M进制的码元，Rb=RBlogM。
16=8xlog242）可靠性指标：

误码率PB=接收的错误码元数/发出的总码元数；
误比特率Pb=接收的错误比特数/发出的总比特数；

实际中往往是以趋于无穷大的发送量做统计依据现代通信的发展当今通信的热点

1、卫星通信
2、移动通信
3、多媒体通信
4、用户数据接入
5、全光网