光電世界--通信

1、信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電和光電和光 一一. .信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電磁波電磁波 二二. .信息傳遞信息傳遞( (通信通信) )技術的發(fā)展技術的發(fā)展 三三. .通信的基本概念通信的基本概念 四四. .通信系統(tǒng)的基本模型通信系統(tǒng)的基本模型 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 六六. .通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 Why? How? 問題: 請同學們想一想所知道的通信方式通信方式有哪些? 這些通信方式使者是誰?也就是說誰把信息 傳給對方的? 信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電和光電和光 一一. 信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電磁波電磁波 n人們需要信息的傳遞 n信息

2、的傳遞需要使者-載體 n載體有 電話線中的電信號 網(wǎng)線中的電信號 同軸電纜中的電信號 空中的電磁波 光纖中的光信號 載波載波電磁波電磁波 一一. 信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電磁波電磁波 下面我們將在了解電磁波本身特性的基礎上一起研究電磁 波是如何攜帶信息并把信息帶走的。 ？想想，為什么用電磁波？想想，為什么用電磁波？ 101 107 102 106 103 105 104 104 105 103 106 102 107 101 108 100 109 10-1 1010 10-2 1011 10-3 1012 10-4 1013 10-5 1014 10-6 1015 ELFVFVLF L

3、F MFHFVHFUHFSHFEHF 自由空間波長，自由空間波長，m 頻率，頻率，Hz 電力、電話電力、電話無線電、電視無線電、電視微波微波紅外紅外 可見光可見光 雙鉸線雙鉸線 同軸電纜同軸電纜 光纖光纖 衛(wèi)星衛(wèi)星/微波微波AM無線電無線電FM無線電無線電 通信波段劃分及相應傳輸媒介通信波段劃分及相應傳輸媒介 頻段頻段 劃分劃分 傳傳 輸輸 介介 質(zhì)質(zhì) 一一. 信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電磁波電磁波 n話音 n長波 n中波 n短波 n微波 n紅外光 n可見光 頻率 （低） （高） 帶寬 （?。?（大） C=B2（1+S/N） 容量 （大） （?。?3003400HZ 30K300K 300

4、K3M 3M30M 1G100G 100G100000G 105G106G 一一. 信息傳遞的載體信息傳遞的載體-電磁波電磁波 想想：帶寬是什想想：帶寬是什 么？寬帶？誰決么？寬帶？誰決 定帶寬？定帶寬？ 二二. 通信的發(fā)展：通信的發(fā)展：郵政郵政 電信電信 郵政郵政電信電信 有線有線 無線無線 光通信光通信 1753年，蘇格蘭物理學家Charles Morris就提到電力可以傳遞信息。他 設計了一個方案，用一根根電線代表 字母，英語有26個字母，所以就需要 26根電線（當時根本沒有編碼技術的 概念）。用靜電發(fā)電機給每根電線充 電，然后通過靜電荷吸引另一端紙片， 紙片上的相應信息也就傳遞過來了。

5、 當時好幾十年內(nèi)人們就是用這種方式 收發(fā)電報1。真正帶入我們進入電信 （Telecommunications）時代的是畫家 Samuel Morse。莫爾斯在亨利的指導 下發(fā)明了第一臺商用電報機?；蛟S正 是由于畫家所具有的天才想象力，莫 爾斯不但給我們帶來了發(fā)報機，還給 我們帶來了密電碼. 有線電通信有線電通信 1837年摩爾斯電磁式有線電報 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 1876年貝爾發(fā)明有線電話 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 無線電通信： 1888年，德國赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 無線電通信： 1895年俄國人波波夫發(fā)出第一份無線電報 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 無線

6、電通信： 1895年意大利人馬可尼在英國取得無線電得專利 權， 成為無線電創(chuàng)始 人 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 2021-7-2214 3000年前的烽火臺 光通信： 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 1880年，美國人貝爾（BELL）發(fā)明了光話系統(tǒng) 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 光 話 機 原 理 圖 弧光燈 A B M N L 送話器 振動鏡振動鏡 缺點： 沒有理想的光源和傳光媒質(zhì) 傳光距離短 可靠性差 光源傳光媒介 需解決問題需解決問題 問題：上述光通信方式的缺點是什么？問題：上述光通信方式的缺點是什么？ 1960年，年， 美國人梅曼（美國人梅曼（MAIMAN

7、）發(fā)明了第一臺紅寶石）發(fā)明了第一臺紅寶石 激光器。激光器。 波譜窄 方向性好 亮度高 頻率和相位一致 相干光：振動方向相同， 頻率相同，相位差恒定的光 氦-氖激光器 CO2激光器 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 1966年，英國華裔科學 家高錕（C.K.Kao）提 出介質(zhì)新概念的理論， 奠定現(xiàn)代光纖通信的理 論基礎， 被稱為光纖通 信之父。 石英的損耗1000dB/km 石英傳輸信息的 理論門限為20dB/km 二二. 通信的發(fā)展通信的發(fā)展 Optical networking 海底：光纜 太空：衛(wèi)星 地面：基站發(fā)射塔 v 通信: 信息（或消息）的傳輸和交換。（要求準確、 迅速,突破空間的限制）

8、 v消息：信息的物理表現(xiàn)形式。如語言、文字、 數(shù)據(jù) 或圖像等。 v信息：消息的內(nèi)涵，即信息是消息中所包含的人們原來 不知而待知的內(nèi)容。后面學習定量計算信息量的大小. 消息消息信息信息 三三. 通信的基本概念通信的基本概念 v 電通信：是利用電（電流或電波，包括光）來 傳遞信息。現(xiàn)代通信一般均是指“電通信”。 v信號：消息的電的表示形式。在電通信系統(tǒng)中， 電信號是消息傳遞的物質(zhì)載體。 v 通信系統(tǒng)：是完成傳遞信息任務所需要的一 切技術設備和傳輸媒介所構成的總體。 三三. 通信的基本概念通信的基本概念 一般模型一般模型 四四. .通信系統(tǒng)的基本模型通信系統(tǒng)的基本模型 通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一

9、般模型 信息源發(fā)送設備信息接收設備受信者 噪聲源 發(fā)送端接收端 信道 通信系統(tǒng)的一般模型由下列必須必須的設備組成 v 信源是消息的產(chǎn)生地， 其作用是把各種消息轉 換成原始電信號(基帶信號)。 q 電話機、電視攝像機和電傳機、計算機等各種數(shù)字終端設備 就是信源。前者屬于模擬信源，輸出的是模擬信號；后者是數(shù) 字信源，輸出離散的數(shù)字信號。 一般一般模型模型 v 發(fā)送設備的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信 源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?如已調(diào) 信號）。 一般模型一般模型 v 信道是指傳輸信號的物理媒質(zhì)。在無線信道中，信道可 以是大氣（自由空間），在有線信道中，信道可以是明線、 電

10、纜、光纖。 自由空間 發(fā)送設備 信源 v 噪聲源是通信系統(tǒng)中各種設備以及信道中噪 聲與干擾的集中表現(xiàn)。 v 接收設備的基本功能是完成發(fā)送設備的反變換， 它的任務是從帶有干擾的接收信號中正確恢復出 相應的原始基帶信號來。 一般模型一般模型 信息源發(fā)送設備信息接收設備受信者 噪聲源 發(fā)送端接收端 信道 v 信宿,又稱受信者.是傳輸信息的歸宿點，其作用 是將復原的原始信號轉換成相應的消息。 ?課堂提問課堂提問:用通信系統(tǒng)一般模型解釋用通信系統(tǒng)一般模型解釋QQ語音聊天的過程語音聊天的過程. 一般模型一般模型 v 連續(xù)消息：是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或是 不可數(shù)的，如語音、圖像等。 v 離散消息：是指消息的

11、狀態(tài)是可數(shù)的或離 散的，如符號、數(shù)據(jù)、文字等。 1、 連續(xù)消息和離散消息連續(xù)消息和離散消息 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 按信號參量的取值方式不同可把信號分為模擬信 號和數(shù)字信號. 2、 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 模擬信號：取值連續(xù)，包含無窮多個值 數(shù)字信號：取值離散，僅包含有限數(shù)目的預定值 t t a) 模擬信號b) 數(shù)字信號 （1）模擬信號 取值是連續(xù)的或取無窮多個值的信號。 v 如電話機送出的語音信號、電視攝像機輸出 的圖像信號等。 v 連續(xù)是指信號的某一參量可以連續(xù)

12、變化或取 無窮多個值，而不一定在時間上也連續(xù)，如圖 1 - 2(b)所示的脈沖振幅調(diào)制抽樣信號脈沖振幅調(diào)制 信號。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 O f (t) t (a) f (nT ) t PA M信號 (b) O 圖圖 1 2 模擬信號波形模擬信號波形 (a) 連續(xù)信號；連續(xù)信號； (b) 抽樣信號抽樣信號 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 （2）數(shù)字信號：只能取有限個值的信號。如電報信號、 計算機輸入/輸出信號等。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號

13、還是數(shù)字信號，可相應地把通 信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 模擬通信系統(tǒng)是傳輸模擬信號的通信系統(tǒng)。模型可由圖 1 - 1 略加演變而成， 如圖 1 - 3 所示。圖中的調(diào)制器和解調(diào)器就 代表圖 1 - 1 中的發(fā)送設備和接收設備。 信息源調(diào)制器信道解調(diào)器受信者 噪聲源 圖圖 1-3 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信源發(fā)出的原始電信號是基帶信號，基帶的含義是指信 號的頻譜從零頻附近開始，如語音信號為3003400Hz， 圖 像信號為06MHz。 模擬信號具有頻率很低的頻譜分量，有時候可以(例如?) 直接傳輸，更多時

14、候(例如例如?)需要把基帶信號變換成其頻帶 適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號，并可在接收端進行反變換。 完成這種變換和反變換作用的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。 3、 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型 3003400Hz 3003400Hz 自由空間 900MHz(GSM) 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 調(diào)制調(diào)制(在通信中非常重要在通信中非常重要) 調(diào)制調(diào)制, ,必須的必須的? ? 調(diào)制調(diào)制, ,好處好處? ? 1.1. 調(diào)制調(diào)制, ,哪些哪些? ? 調(diào)制調(diào)制,必須的必須的? NO! 交換局 音頻信號:3003400Hz 2.調(diào)制調(diào)制,好處好處? 移動、多路、長途移動

15、、多路、長途. 國際漫游3G手機頻率列表 廠家產(chǎn)品型號客戶群2G支持頻率 (MHz)3G支持頻率 (MHz) 三星S7520U娛樂時尚900/1800/19002100 三星B5210U商務工作900/1800/19002100 三星S7220U娛樂時尚850/900/1800/1900900/2100 三星C3370U普通大眾900/1800/19002100 三星S7120U商務工作900/1800/19002100 三星S3830U普通大眾850/900/1800/19002100 諾基亞5320di商務工作850/900/1800/1900900/2100 諾基亞6210si商務工作8

16、50/900/1800/1900900/2100 諾基亞6120ci商務工作850/900/1800/1900?850/2100 多普達T4288商務工作850/900/1800/19002100 多普達T5388商務工作850/900/1800/1900900/2100 Motoro la A3100商務工作850/900/1800/1900850/1900/2100 TCL阿爾卡特 OT- S988W 商務工作900/1800/19002100 中電F1商務工作850/900/1800/1900850/1900 3.調(diào)制調(diào)制,哪些哪些? 調(diào)調(diào) 制制 方方 式式 用途用途 連連 續(xù)續(xù) 波波

17、調(diào)調(diào) 制制 線性線性 調(diào)制調(diào)制 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅廣播廣播 抑制載波雙邊帶調(diào)抑制載波雙邊帶調(diào) 幅幅 立體聲廣播立體聲廣播 單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅SSB 載波通信、無載波通信、無 線電臺、數(shù)傳線電臺、數(shù)傳 殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅VSB 電視廣播、電視廣播、 數(shù)數(shù) 傳、傳、 傳真?zhèn)髡?非線非線 性調(diào)性調(diào) 制制 頻率調(diào)制頻率調(diào)制FM 微波中繼、衛(wèi)微波中繼、衛(wèi) 星通信、廣播星通信、廣播 相位調(diào)制相位調(diào)制PM 中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式 數(shù)字數(shù)字 調(diào)制調(diào)制 幅度鍵控幅度鍵控ASK 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 相位鍵控相位鍵控數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 已調(diào)信號有三個基本特征：已調(diào)信號有三個基本特征： v 攜帶攜帶有

18、信息有信息 v 適合在信道中傳輸適合在信道中傳輸 v 信號的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，信號的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻， 因而已調(diào)信號又稱頻帶信號。因而已調(diào)信號又稱頻帶信號。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 4、 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼 器 信 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 圖圖 1 4 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng)是傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)， 如圖 1 -4 所示。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通

19、信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信涉及的技術問題很多，其中主 要有信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字 調(diào)制/解調(diào)、數(shù)字復接、 同步以及加密等。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信源編碼的作用： v 一是將模擬信號轉換成數(shù)字信號，即模/數(shù)轉換。 第7章中將討論模擬信號數(shù)字化傳輸?shù)膬煞N方式：脈 沖編碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制(M)。 v 二是設法減少碼元數(shù)目和減少冗余信息，即數(shù)據(jù) 壓縮。 （1）信源編碼與譯碼）信源編碼與譯碼 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼

20、 器 信 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信源譯碼是信源編碼的逆過程。 碼元：數(shù)字通信中傳輸?shù)囊粋€接一個按節(jié)拍傳送 的數(shù)字信號單元。 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼 器 信 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼 器 信 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 數(shù)

21、字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾等， 將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a 元按一定的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干 擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進行解碼，從解 碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能 力，實現(xiàn)可靠通信。 （2） 信道編碼與譯碼信道編碼與譯碼 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 在需要實現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信 息的安全，人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，即 加上密碼，這種處理過程叫加密。在接收端利 用與發(fā)送端相同的密碼復制品對收到的數(shù)字序 列進行解密，恢復原來信息，叫解密。

22、（3） 加密與解密加密與解密 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高 頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。 S(t) Acos(t+)S(t)Acos(t+) 信源信源 載波信號載波信號 已調(diào)信號已調(diào)信號 （4） 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼 器 信 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準確、可靠工作的 不可缺

23、少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號 在時間上保持步調(diào)一致。按照同步的功用不同，可 分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。 （5） 同步同步 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 圖 1 - 5 是數(shù)字通信系統(tǒng)的一般化模型， 實際的數(shù)字通信系統(tǒng) 不一定包括圖 1 - 1中的所有環(huán)節(jié)。 如在某些有線信道中，若 傳輸距離不太遠且通信容量不太大時，數(shù)字基帶信號無需調(diào)制， 可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中就不包 括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。 信 息 源 信 源 編 碼 器 信 道 編 碼 器 數(shù) 字 調(diào) 制 器 信 道 數(shù) 字 解 調(diào) 器 信 道 譯 碼 器 信

24、 源 譯 碼 器 受 信 者 噪聲源 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 模擬信號經(jīng)過數(shù)字編碼后可以在數(shù)字通信 系統(tǒng)中傳輸，數(shù)字信號也可以在模擬通信系統(tǒng) 中傳輸，可見，模擬通信與數(shù)字通信的區(qū)別僅 在于信道中傳輸?shù)男盘柗N類。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 v 抗干擾能力強，可消除噪聲積累； v 差錯可控，可以采用信道編碼技術使誤碼率降低， 提高傳輸?shù)目煽啃裕?v 易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算技術對信 號進行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)； v 易于集成化，從而使通信設備微型化； v 易于加密處理，且保密強度高

25、。 5、 數(shù)字通信的主要優(yōu)點數(shù)字通信的主要優(yōu)點 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 6、 數(shù)字通信的主要不足數(shù)字通信的主要不足 v 占用帶寬大；模擬電話4KHz,數(shù)字電 話20-64KHz v 需要同步。 模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型與數(shù)字通信系統(tǒng)模型 1 、按通信業(yè)務分類、按通信業(yè)務分類 按通信業(yè)務分， 通信系統(tǒng)有話務通信和非話務通 信。 非話務通信主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務、計算機通信、 數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲轉 發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 視頻會議系統(tǒng)視頻會議系統(tǒng) 返回返回

26、 根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳 輸和頻帶（調(diào)制）傳輸。 基帶傳輸是將未經(jīng)調(diào)制的信號直接傳送，如音頻 市內(nèi)電話。 頻帶傳輸是對各種信號調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。調(diào)制 方式很多，表 1 - 1 列出了一些常見的調(diào)制方式。 2、 按調(diào)制方式分類按調(diào)制方式分類 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 表表 1- 11- 1常見的調(diào)制方式（略）常見的調(diào)制方式（略） 調(diào)調(diào) 制制 方方 式式 用途用途 連連 續(xù)續(xù) 波波 調(diào)調(diào) 制制 線性調(diào)制線性調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅廣播廣播 抑制載波雙邊帶調(diào)幅抑制載波雙邊帶調(diào)幅 立體聲廣播立體聲廣播 單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅SSB 載波通信、無線電臺、數(shù)傳載波通信、無

27、線電臺、數(shù)傳 殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅VSB 電視廣播、電視廣播、 數(shù)傳、數(shù)傳、 傳真?zhèn)髡?非線性調(diào)制非線性調(diào)制頻率調(diào)制頻率調(diào)制FM 微波中繼、衛(wèi)星通信、廣播微波中繼、衛(wèi)星通信、廣播 相位調(diào)制相位調(diào)制PM 中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制幅度鍵控幅度鍵控ASK 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 相位鍵控相位鍵控數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 調(diào)調(diào) 制制 方方 式式 用途用途 脈脈 沖沖 調(diào)調(diào) 制制 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制相位鍵控相位鍵控PSK、 DPSK、 QPSK等等 數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、 數(shù)字微波、數(shù)字微波、 空間通信空間通信 其他高效數(shù)字調(diào)制其他高效數(shù)字調(diào)制 QAM、 MSK等等 數(shù)字微波、數(shù)字微波、 空間通信空

28、間通信 脈沖模擬調(diào)脈沖模擬調(diào) 制制 脈幅調(diào)制脈幅調(diào)制PAM 中間調(diào)制方式、中間調(diào)制方式、 遙測遙測 脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制PDM(PWM) 中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式 脈位調(diào)制脈位調(diào)制PPM 遙測、遙測、 光纖傳輸光纖傳輸 脈沖數(shù)字調(diào)脈沖數(shù)字調(diào) 制制 脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM 市話、市話、 衛(wèi)星、衛(wèi)星、 空間通信空間通信 增量調(diào)制增量調(diào)制DM 軍用、軍用、 民用電話民用電話 差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制DPCM 電視電話、電視電話、 圖像編碼圖像編碼 其他語言編碼方式其他語言編碼方式 ADPCM、 APC、 LPC 中低速數(shù)字電話中低速數(shù)字電話 續(xù)表（續(xù)表（1） 按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字 相應地

29、把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù) 字通信系統(tǒng)。 3、 按信號特征分類按信號特征分類 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。 v 有線通信是用導線（如架空明線、同軸電纜、 光導纖維、波導等）作為傳輸媒質(zhì)完成通信的， 如市內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信等。 v 無線通信是依靠電磁波在空間傳播達到傳遞消 息的目的的，如短波電離層傳播、微波視距傳播、 衛(wèi)星中繼等。 4、 按傳輸媒質(zhì)分類按傳輸媒質(zhì)分類 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 v 按通信設備的工作頻率不同可分為長波通信、中 波通信、短波通信、微波通信、遠紅外線通信等。表 1-2 列出了通信使用的頻段、常用的

30、傳輸媒質(zhì)及主要 用途。 v 工作波長和頻率的換算公式為； = 為工作波長， f為工作頻率， c為光速 )( )/(103 8 Hzf sm f c 5、按工作波段分類、按工作波段分類 五五. .通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類 表表 1 2 1 2 通信波段與常用傳輸媒質(zhì)通信波段與常用傳輸媒質(zhì) 頻率范圍頻率范圍 波長波長 符號符號 傳輸媒質(zhì)傳輸媒質(zhì) 用途用途 3 Hz30 kHz 104108 m 甚低頻甚低頻VLF 有線線對有線線對 長波無線電長波無線電 音頻、電話、數(shù)據(jù)音頻、電話、數(shù)據(jù) 終端、長距離導航、終端、長距離導航、 時標時標 30300 kHz 103104 m 低頻低頻LF 有線線對有線

31、線對 長波無線電長波無線電 導航、導航、 信標、信標、 電電 力線通信力線通信 300 kHz3 MHz 102103 m 中頻中頻MF 同軸電纜同軸電纜 短波無線電短波無線電 調(diào)幅廣播、移動陸調(diào)幅廣播、移動陸 地通信、業(yè)余無線地通信、業(yè)余無線 電電 330 MHz 10102 m 高頻高頻HF 同軸電纜同軸電纜 短波無線電短波無線電 移動無線電話、移動無線電話、 短波廣播定點軍用短波廣播定點軍用 通信、通信、 業(yè)余無線業(yè)余無線 電電 30300 MHz 110 m 甚高頻甚高頻 VHF 同軸電纜同軸電纜 米波無線電米波無線電 電視、電視、 調(diào)頻廣播、調(diào)頻廣播、 空中管制、空中管制、 車輛、車

32、輛、 通信、通信、 導航導航 續(xù)表（續(xù)表（2） 頻率范圍頻率范圍 波長波長 符號符號 傳輸媒質(zhì)傳輸媒質(zhì) 用途用途 300 MHz3 GHz 10100 cm 特高頻特高頻 UHF 波導波導 分米波無線電分米波無線電 微波接力、微波接力、 衛(wèi)星衛(wèi)星 和空間通信、和空間通信、 雷雷 達達 330 GHz 110 cm 超高頻超高頻 SHF 波導波導 厘米波無線電厘米波無線電 微波接力、微波接力、 衛(wèi)星衛(wèi)星 和空間通信、和空間通信、 雷雷 達達 30300 GHz 110 mm 極高頻極高頻 EHF 波導波導 毫米波無線電毫米波無線電 雷達、雷達、 微波接力、微波接力、 射電天文學射電天文學 107

33、108 GHz 3 10-5 3 10-4 cm 紫外可見光紫外可見光 紅外紅外 光纖光纖 激光空間傳播激光空間傳播 光通信光通信 六六. .通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 通信的任務是快速、準確地傳遞信息。 評價一個通信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標是系統(tǒng)的有效性和 可靠性。 有效性是指傳輸一定信息量時所占用的信道資源，或在給 定信道帶寬情況下,單位時間內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少， 或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}； 可靠性是指接收信息的準確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量” 問題。 1、模擬通信系統(tǒng)、模擬通信系統(tǒng) 有效性指標：實際常用傳輸每路信號的有效帶寬B有效來 表示, B有效越小有效性越好.與調(diào)

34、制方式有關.例如語音信 號SSB 調(diào)制B有效=4KHz,WBFM調(diào)制為48KHz. 可靠性指標：用接收端最終輸出信噪比來度量，信噪比 越大，可靠性越好。 接接 收收 端端 輸輸 出出 的的 信信 號號 功功 率率 信信 噪噪 比比 噪噪 聲聲 平平 均均 功功 率率 六六. .通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸速率來衡量； 可靠性用差錯率來衡量。 2、 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 六六.通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 （1）傳碼率）傳碼率RB 碼元傳輸速率RB簡稱傳碼率，又稱符號速率。 它表示單位時間內(nèi)傳輸碼元(注意沒有限定是何種進制）的數(shù) 目

35、，單位是波特（Baud），記為B。 例如，若1秒內(nèi)傳2400個碼元，則傳碼率為2400B。 t 碼元1碼元2碼元3碼元4碼元5 信號 同步脈沖 六六. .通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 在數(shù)字通信中常用時間間隔相同的符號來表示 一位數(shù)字，這個間隔被稱為碼元長度 BB BB 11 TR1.51 RT 或或（） 數(shù)字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率與 進制數(shù)無關，只與傳輸?shù)拇a元長度TB有關 (2) 碼元長度碼元長度TB 六六.通信系統(tǒng)的主要性能指標通信系統(tǒng)的主要性能指標 信息傳輸速率Rb簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間 內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特/秒，可記為bit/s ， 或 b/s ，或bps。 （3）傳信率）傳信率Rb Rb=R