《通信原理與應(yīng)用概述》課件

通信原理與應(yīng)用概述通信原理與應(yīng)用概論

(一)第1章通信的基礎(chǔ)知識(shí)1.1通信技術(shù)發(fā)展概況：

1、通信發(fā)展史

2、通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)(1)數(shù)字化；(2)網(wǎng)絡(luò)化；(3)寬帶化；(4)多媒體化；(5)終端個(gè)人化；1.2通信的基本概念：1、信息與量度bit:(1)算術(shù)法(2)統(tǒng)計(jì)法與信息定義2、通信的定義與系統(tǒng)模型:(1)通信的定義:(2)通信的系統(tǒng)模型；通信技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用系統(tǒng)概述(一)3、通信的方式和分類(1)按消息傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間分；(2)按數(shù)字信號(hào)排序分；(3)按通信頻段、傳輸媒質(zhì)和主要業(yè)務(wù)分；(4)按通信技術(shù)、被傳輸信息和復(fù)用方式分1.3通信網(wǎng)絡(luò)：1、通信網(wǎng)絡(luò)的定義2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)型網(wǎng)；(2)星形網(wǎng)；(3)復(fù)合網(wǎng)；通信技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用系統(tǒng)概述(一)3、網(wǎng)絡(luò)的交換技術(shù)和業(yè)務(wù)分類(1)電路交換；(2)報(bào)文交換；(3)分組交換；4、網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化組織與Shannon定理(1)通信網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織；(2)Shannon定理

作業(yè)一習(xí)題1（講義P13）：一、填空，二、名詞解釋，三、計(jì)算題通信原理與應(yīng)用概論(一)

第1章通信的基礎(chǔ)知識(shí)1.1通信技術(shù)發(fā)展概況1.通信發(fā)展史十九世紀(jì)，物理學(xué)的飛速發(fā)展使電通信成為可能。首先是美國(guó)人莫爾斯發(fā)明了電報(bào)代碼，隨后英國(guó)人麥克斯韋提出電磁波方程，1904年英國(guó)人弗萊明發(fā)明了電子二極管，電子學(xué)在理論、技術(shù)和應(yīng)用上走向成熟并正式從物理中分離出來(lái)，人類開(kāi)始了電子通信時(shí)代。20世紀(jì)以微中繼通信、衛(wèi)星通信、光纖通信的成熟為標(biāo)志,人類進(jìn)入信息社會(huì)?，F(xiàn)將人類社會(huì)通信史的重大發(fā)展事件列下表:通信原理與應(yīng)用概論

(一)第1章通信的基礎(chǔ)知識(shí)1.1通信技術(shù)發(fā)展概況：1.1-1人類通信史的重大事件表年代事件1837美國(guó)人莫爾斯用點(diǎn)、劃、間隔對(duì)英文字母進(jìn)行電報(bào)編碼和有線通信1864英國(guó)人麥克斯韋發(fā)表了電磁場(chǎng)方程并在理論上推斷“電磁波的存在”1866橫跨歐美的大西洋電纜電報(bào)業(yè)務(wù)正式開(kāi)通1876美國(guó)人貝爾發(fā)明并演示了電話的有線傳輸1883美國(guó)人愛(ài)迪生發(fā)現(xiàn)了熱電荷發(fā)射現(xiàn)象—“愛(ài)迪生效應(yīng)”1887德國(guó)人赫茲通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了“電磁波的存在”1895意大利人馬可尼首次實(shí)現(xiàn)了人類的無(wú)線電報(bào)通信1897英國(guó)人湯姆遜揭示了“愛(ài)迪生效應(yīng)”是電子發(fā)射1901意大利人馬可尼完成了跨大西洋的無(wú)線電報(bào)通信1904英國(guó)人弗萊明制造了人類的第一個(gè)電子二極管通信原理與應(yīng)用概論

(一)1906美國(guó)人德福雷斯特發(fā)明了具有放大能力的電子三極管1920美國(guó)匹茲堡KBKA電臺(tái)開(kāi)始實(shí)用廣播1929美國(guó)人茲沃雷金發(fā)明并演示了電子顯示管系統(tǒng)1946美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)制造出電子管計(jì)算機(jī)ENIAC1948美國(guó)人山農(nóng)提出了信息論的定理1948美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室宣布巴丁、布拉頓和肖克萊發(fā)明晶體三極管1950-1960微波中繼通信線路研究成功1960美國(guó)將第一顆人類通信衛(wèi)星發(fā)射到地球的同步軌道1965國(guó)際商用衛(wèi)星組織（IS）開(kāi)始了全球的衛(wèi)星電視和電話業(yè)務(wù)通信原理與應(yīng)用概論

(一)1970華裔科學(xué)家高錕在英國(guó)演示了光纖通信1978-1980美國(guó)Intel公司生產(chǎn)了8086CPU芯片1982歐洲GSM小組規(guī)劃和設(shè)計(jì)了移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)1993美國(guó)提出信息高速公路（Internet）規(guī)劃1998美國(guó)微軟公司推出Windows982000美國(guó)微軟公司推出Windows2000Server2002美國(guó)微軟公司推出WindowsXP2003美國(guó)Intel公司生產(chǎn)了Pentium/2.1GHz芯片2007-20083GHZ最新移動(dòng)通信技術(shù)通信原理與應(yīng)用概論

(一)1.1.2、通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.數(shù)字化數(shù)字通信將人類的語(yǔ)音、文字、圖像和數(shù)據(jù)等復(fù)雜信息編成0和1兩個(gè)最基本的符號(hào)。不僅傳輸?shù)目煽啃愿?、通信的容量大、可以?duì)誤碼進(jìn)行檢錯(cuò)和糾正；而且便于不同格式的數(shù)字信息相互轉(zhuǎn)換、適用于不同速率的設(shè)備終端、便于直接計(jì)算機(jī)的處理傳輸和交換，因此具有模擬通信無(wú)法比擬的優(yōu)越性。通信原理與應(yīng)用概論

(一)2.網(wǎng)絡(luò)化從20世紀(jì)50年代開(kāi)始的微波中繼通信技術(shù)的成熟，到20世紀(jì)60年代開(kāi)始的衛(wèi)星通信的成熟，特別是20世紀(jì)80年代開(kāi)始的光纖通信的迅猛發(fā)展，全世界已經(jīng)聯(lián)成一體，“三大網(wǎng)絡(luò)”：即固定電話網(wǎng)（不含移動(dòng)通信技術(shù)）、電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)今天已經(jīng)成為人類生活中的必不可少的部分?！叭W(wǎng)合一”就是一種設(shè)想電話網(wǎng)、電視網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)在更高的多媒體平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。通信原理與應(yīng)用概論

(一)

3.寬帶化人類對(duì)電磁波資源的開(kāi)發(fā)和利用從來(lái)沒(méi)有像今天這樣大的規(guī)模和這樣的高效率。例如：固定電話號(hào)碼為8位的城市比比皆是,手機(jī)的號(hào)碼為11位，一條直徑125微米的光纖的通信能力竟然達(dá)到130萬(wàn)路PCM電話的水平,這在光纖沒(méi)有出現(xiàn)前簡(jiǎn)直是不可思議的。電磁波在光纖的傳輸頻帶寬必然是帶來(lái)通信容量大的優(yōu)勢(shì)，這為人類的信息化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，因此20世紀(jì)90年代美國(guó)率先提出了“信息高速公路”計(jì)劃。通信原理與應(yīng)用概論

(一)4.多媒體化在數(shù)字化的支持下,信息處理設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)向多媒體服務(wù)的方向發(fā)展，如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN已經(jīng)能夠?yàn)槿祟愄峁╇娫挕⑽淖趾蛿?shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù)服務(wù)；而Internet網(wǎng)絡(luò)更將這一技術(shù)充分展開(kāi)；值得注意的是移動(dòng)通信網(wǎng)的手機(jī)通信在已經(jīng)多媒體技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，向高速方向發(fā)展。通信原理與應(yīng)用概論

(一)5.終端個(gè)人化和4W目標(biāo)電話,多媒體PC機(jī)，GSM手機(jī)已經(jīng)成為人們的個(gè)性化設(shè)備,特別是個(gè)人的甚小口徑衛(wèi)星天線技術(shù),只需要直徑不到2米的衛(wèi)星通信設(shè)備(VSAT技術(shù)),就能夠幫助人類實(shí)現(xiàn)通信的主要目標(biāo)，“4W目標(biāo)”,即任何人Who,任何時(shí)間When,任何地點(diǎn)Where,可傳輸任何信息(What)。通信原理與應(yīng)用概論(一)

1.2通信的基本概念1.2.1、信息及量度bit

在對(duì)信息進(jìn)行嚴(yán)格的定義之前，我們先舉個(gè)典型例子。例1.2-1某信息源I由4種符號(hào)1、2、3、4組成，試求信息源312131324112314321211432121134213113121423141211231321234234的總信息量和每個(gè)符號(hào)的算術(shù)平均信息量為多少？

通信原理與應(yīng)用概論(一)

解:按算術(shù)法,在L=57個(gè)總符號(hào)中:1符號(hào)出現(xiàn)L1=23次,2符號(hào)出現(xiàn)L2=14次,3符號(hào)出現(xiàn)L3=13次,4符號(hào)出現(xiàn)L4=7次,那么相應(yīng)概率分別為P1=23/57、P2=14/57、P3=13/57、P4=7/57。按照每個(gè)符號(hào)的信息量為ai=-Log2(Pi)==Log2(1/Pi)

該符號(hào)的總的算術(shù)信息量為:Ii=LiLog2(1/Pi),所以

1符號(hào)的總信息量為I1=23Log2(57/23)=30.11bit；

2符號(hào)的總信息量為I2=14Log2(57/14)=28.35bit；

3符號(hào)的總信息量為I3=13Log2(57/13)=27.72bit；

4符號(hào)的信息量為I4=7Log2(57/7)=21.18bit；通信原理與應(yīng)用概論(一)

信息源I的總的算術(shù)信息量

I＝ΣIi=I1+I2+I3+I4=30.11+28.35+27.72+21.18=107.36bit,即每個(gè)符號(hào)的平均信息量為：a=I/L=107.36/57=1.88bit/符號(hào)。需要注意的是:

它是在有限長(zhǎng)度(L=57)中計(jì)算出來(lái)的,而無(wú)限長(zhǎng)(L=+∞)是怎樣討論的呢?方法改為統(tǒng)計(jì)法。通信原理與應(yīng)用概論（一）

例1.2-2如果上題目中,這4種符號(hào)在L為無(wú)限長(zhǎng)的信息源中的統(tǒng)計(jì)概率分別為P1=3/8、P2=1/4、P3=1/4、P4=1/8,并且每個(gè)符號(hào)的出現(xiàn)都是概率獨(dú)立的，那么每個(gè)符號(hào)的統(tǒng)計(jì)信息量和在上述信息源I中的總信息量為多少？解:統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算方法是針對(duì)L=+∞，每個(gè)符號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均值信息量又稱符號(hào)信息熵，用H表示而不是用a表示,單位bit/秒

m種符號(hào)H=ΣHi=ΣPiLog2(1/Pi)bit/符號(hào)…1.2-1L個(gè)符號(hào)組成的信息源的總信息量I=L*Hbit…1.2-2

因此,H=H1+H2+H3+H4=(3/8)Log2(8/3)+(1/4)Log2(4)+(1/4)Log2(4)+(1/8)Log2(8)=0.525+0.5+0.5+0.375=1.90bit/符號(hào),

總信息量I=L*H=57*1.9=108.3bit

通信原理與應(yīng)用概論（一）

顯然：a與H這兩種的計(jì)算結(jié)果誤差不大，這是因?yàn)榉?hào)數(shù)L有57個(gè),如果符號(hào)數(shù)；L更長(zhǎng)那么誤差更小;L無(wú)限長(zhǎng)時(shí),信息的定義為：一個(gè)信息源若由m種符號(hào)(符號(hào)1,符號(hào)2……符號(hào)m),并且每種符號(hào)長(zhǎng)度不同(符號(hào)1的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,符號(hào)2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2……符號(hào)m的長(zhǎng)度為L(zhǎng)m)的L個(gè)符號(hào)組成，那么統(tǒng)計(jì)平均熵H就是該信息源的平均符號(hào)信息量,I就是該信息源的總信息量,單位是bit,公式見(jiàn)上。一個(gè)有意義的重要結(jié)論：對(duì)于二進(jìn)制符號(hào)(0,1)組成的信息源,若P0=P1=1/2，那么H=1bit/符號(hào)，這對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字信息源的簡(jiǎn)化和計(jì)算是很有意義的。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

1.2.2、通信的定義與通信系統(tǒng)模型1.通信的定義通信是指人類利用光、電、磁等技術(shù)手段對(duì)語(yǔ)音、文字、圖象及數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程。2.通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的系統(tǒng)模型就是在點(diǎn)和點(diǎn)之間建立單向通信，把發(fā)送端的消息由發(fā)送設(shè)備經(jīng)過(guò)某種信道傳遞到接收端，由下圖模型加以概括。通信原理與應(yīng)用概論（一）

圖1.2-1中，發(fā)送端的信息源(也稱發(fā)終端)是經(jīng)過(guò)信息采集設(shè)備轉(zhuǎn)換成后的電信號(hào)，如話筒將人類話音轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。為了使信息源信號(hào)適合在信道中傳輸，發(fā)送設(shè)備對(duì)源信號(hào)完成某種變換，如PCM編碼電話，然后再送進(jìn)信道。信道是指信號(hào)傳輸?shù)挠芯€或無(wú)線通道，如電話雙絞線。在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備的相反，它能從接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號(hào)，而受信者(也稱信息宿或收終端)是將源信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的聲音等信息。圖中的噪聲源是信道中的噪聲，噪聲是對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾的無(wú)用的信號(hào)，因此必須盡可能降低它的信號(hào)的負(fù)作用。通信原理與應(yīng)用概論（一）

1.2.3、通信系統(tǒng)的方式和分類1.按消息傳送的方向與時(shí)間分按消息傳送的方向與時(shí)間不同，通信的工作方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信。單工通信是指消息只能單方向進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信方式，如廣播和電視，就是信號(hào)從廣播臺(tái)和電視臺(tái)單向地傳輸給聽(tīng)眾和觀眾。半雙工通信方式是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)收和發(fā)的形式，例如無(wú)線對(duì)講，這是因?yàn)槭瞻l(fā)公用一個(gè)通信頻道。全雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸消息的工作方式,如電話或計(jì)算機(jī)等。通信原理與應(yīng)用概論（一）

2.按數(shù)字信號(hào)排序分在數(shù)字通信中，按照數(shù)字信號(hào)排列的順序不同，可分為串行數(shù)字傳輸和并行傳輸。串行數(shù)字傳輸:是將代表信息的數(shù)字信號(hào)序列按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)地在信道中傳輸?shù)姆绞?如數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的RS232串行通信接口。這種方式占用頻帶窄甚至可以與其他通路公用，如家庭的撥號(hào)上網(wǎng)，缺點(diǎn)是速率較低。并行數(shù)字傳輸:是將代表信息的數(shù)字信號(hào)序列分割成兩路或兩路以上的數(shù)字信號(hào)序列同時(shí)在信道上傳輸?shù)姆绞?，如打印機(jī)的Centronics打印接口。并行傳輸方式在通信速率快，傳輸時(shí)間較短，但是占用頻帶寬，同步要求高，在干線通信中尤其明顯。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

3.按通信頻段、傳輸媒質(zhì)和主要業(yè)務(wù)分信息由一地向另一地傳遞時(shí)，根據(jù)傳輸信道媒質(zhì)（介質(zhì)）的不同可分為兩大類：一類稱為有線通信，另一類稱為無(wú)線通信。有線通信:是指?jìng)鬏斆劫|(zhì)為雙絞線、電纜、光纜、波導(dǎo)的通信，其特點(diǎn)是信道媒質(zhì)為人造看得見(jiàn)而且通信質(zhì)量比較穩(wěn)定，又稱為恒參信道。無(wú)線通信:是指?jìng)鬏斆劫|(zhì)為電磁波的通信形式，除光波段是看得見(jiàn)的,其他頻段全是看不見(jiàn)的。如微波中繼通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、短波通信及散射通信等，由于地球上空的大氣層、平流層及電離層對(duì)不同頻段的通信影響不同，以及氧分子、水分子、雨、雪等氣候的影響，無(wú)線信道常常是不穩(wěn)定的，又稱為隨參信道,因此不同通信媒介適用不同的通信頻段。通信原理與應(yīng)用概論（一）

表1.2-1通信使用的頻（波）段、媒介及主要用途頻段（f）波段(λ)名稱/符號(hào)一、3Hz-30KHz10-105Km甚低頻：VLF(媒介:超長(zhǎng)波無(wú)線電、有線線對(duì);

用途:音頻、電話、數(shù)據(jù)終端、導(dǎo)航)二、30-300KHz1-10Km低頻：LF長(zhǎng)波

(媒介:無(wú)線電、有線線對(duì)；用途：導(dǎo)航、電力線通信)三、300KHz-3MHZ100-1000m（中波：MW）中頻：MF(媒介：中波無(wú)線電、同軸電纜；用途:調(diào)幅AM廣播、視頻、移動(dòng)通信、業(yè)余無(wú)線電)通信原理與應(yīng)用概論

（一）

表1.2-1通信使用的頻（波）段、媒介及主要用途頻段（f）波段(λ)名稱/符號(hào)四、3-30MHZ10-100m（短波：SW）高頻：HF(媒介：短波無(wú)線電、同軸電纜；用途：視頻、短波SSB廣播、短波移動(dòng)通信、無(wú)繩電話)五、30-300MHZ1-10m甚高頻：VHF(媒介：米波無(wú)線電、同軸電纜；用途：電視、FM廣播、車輛通信、航空管制、無(wú)線尋呼)六、300MHZ-3GHZ1-10dm特高頻：UHF(媒介：分米波微波、波導(dǎo)；用途：電視、雷達(dá)、移動(dòng)通信空間遙測(cè))通信原理與應(yīng)用概論

（一）

表1.2-1通信使用的頻（波）段、媒介及主要用途頻段（f）波段(λ)名稱/符號(hào)七、3-30GHZ1-10cm超高頻：SHF

媒介：厘米波微波、波導(dǎo)用途：微波中繼通信、衛(wèi)星通信、太空通信、雷達(dá)八、30-300GZ1-10mm極高頻：EHF

媒介：毫米波微波、波導(dǎo)用途：雷達(dá)、射電天文九：105GHz-107GZ3*10-4－3*10-６cm紫外紅外可見(jiàn)光媒介：光纖、激光太空通信用途：大容量光數(shù)字通信通信原理與應(yīng)用概論

（一）

計(jì)算公式:λ=C/f…1.2-3

所有電磁波都是以光速傳輸,波長(zhǎng)λ和頻率f以及光速C（3*108米/秒）的關(guān)系式4.按載波技術(shù)與被傳信息分及復(fù)用方式分（1）按載波技術(shù)與被傳信息分波：根據(jù)載波技術(shù)方式分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩種；根據(jù)被傳輸信息分為模擬信息和數(shù)字信息兩種，那么就組合形成了四種通信技術(shù),即:A、連續(xù)波模擬調(diào)制：簡(jiǎn)稱模擬調(diào)制技術(shù)，模擬調(diào)制就是將被傳輸?shù)囊宦纺M信號(hào)m(t)，直接“搬”到連續(xù)波cos(2πft+φ)的振幅A或頻率f上，通過(guò)有線或無(wú)線信道發(fā)送出去，如PAL/D.K電視廣播技術(shù)。在模擬調(diào)制的多信道傳輸中采用頻分復(fù)用(FDMA)技術(shù)。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

B、連續(xù)波數(shù)字調(diào)制簡(jiǎn)稱數(shù)字調(diào)制技術(shù)，數(shù)字調(diào)制就是將被傳輸?shù)囊宦罚?，1）數(shù)字信號(hào)，在連續(xù)波Acos(2πft+φ)的振幅A、頻率f或相位φ上進(jìn)行鍵控，再通過(guò)有線或無(wú)線信道發(fā)送出去，如16QAM微波數(shù)字通信。在數(shù)字調(diào)制的多信道傳輸中采用時(shí)分復(fù)用(TDMA)技術(shù)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)（又稱為信道編碼）常與脈沖數(shù)字調(diào)制技術(shù)（又稱為信源編碼）結(jié)合，構(gòu)成數(shù)字通信的主要技術(shù)規(guī)范。在數(shù)字調(diào)制的多信道傳輸中采用時(shí)分復(fù)用（TDMA）技術(shù)通信原理與應(yīng)用概論（一）

C、脈沖模擬調(diào)制脈沖模擬調(diào)制是先對(duì)被傳輸?shù)囊宦纺M信號(hào)m(t)進(jìn)行振幅或頻率或相位的脈沖化，然后直接傳輸?shù)接芯€數(shù)字信道上,如脈沖的相位調(diào)制（PPM）用于光纖通信。D、脈沖數(shù)字調(diào)制脈沖數(shù)字調(diào)制的一種方式是對(duì)一路（0，1）數(shù)字源信號(hào)按照某種規(guī)律進(jìn)行碼型變換,如計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的曼徹斯特編碼適合在局域網(wǎng)傳輸。另一種方式就是對(duì)一路模擬信號(hào)m(t)按照奈奎斯特定律進(jìn)行抽樣量化編碼構(gòu)成一路數(shù)字信號(hào)（如固定電話的PCM脈碼調(diào)制技術(shù)），然后按照多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行組合，構(gòu)成群技術(shù)，詳見(jiàn)后面。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

（2）按照復(fù)用技術(shù)分根據(jù)不同的復(fù)用技術(shù)主要分為：A、頻分復(fù)用(FDMA)技術(shù)：在電磁波頻率資源上進(jìn)行頻道劃分的技術(shù)；B、時(shí)分復(fù)用（TDMA）技術(shù)：在時(shí)間上進(jìn)行數(shù)字劃分頻道的技術(shù)C、碼分復(fù)用（CDMA）技術(shù)：在指定頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行TDMA數(shù)字通信的技術(shù)；D、波分復(fù)用（WDMA）技術(shù)：在光纖的不同波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)字通信的技術(shù)。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

通信技術(shù)

被調(diào)制信息典型用途信道（媒介）調(diào)制技術(shù)復(fù)用技術(shù)連續(xù)波模擬調(diào)制模擬語(yǔ)音中波廣播無(wú)線傳輸雙邊帶調(diào)幅DSB頻分復(fù)用FDMA短波廣播無(wú)線傳輸單邊帶調(diào)幅SSB頻分復(fù)用FDMA調(diào)頻廣播無(wú)線傳輸雙邊帶調(diào)幅DSB頻分復(fù)用FDMA模擬電視無(wú)/有線電視無(wú)/有線傳輸殘留邊帶調(diào)幅VSB頻分復(fù)用FDMA衛(wèi)星電視衛(wèi)星中繼傳輸衛(wèi)星電視FM技術(shù)頻分復(fù)用FDMA通信原理與應(yīng)用概論

（一）

通信技術(shù)被調(diào)制信息典型用途信道（媒介）調(diào)制技術(shù)復(fù)用技術(shù)連續(xù)波數(shù)字調(diào)制數(shù)字廣播有線廣播光纖傳輸16QAM時(shí)分復(fù)用TDMA數(shù)字電視有線電視光纖傳輸64QAM時(shí)分復(fù)用TDMA固定電話（數(shù)字電話）國(guó)內(nèi)外電話通信微波中繼；衛(wèi)星中繼；光纖傳輸高進(jìn)制QAM時(shí)分復(fù)用TDMA多媒體數(shù)字信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)微波中繼；衛(wèi)星中繼；光纖傳輸高進(jìn)制QAM時(shí)分復(fù)用TDMA通信原理與應(yīng)用概論

（一）

通信技術(shù)被調(diào)制信息典型用途信道（媒介）調(diào)制技術(shù)復(fù)用技術(shù)脈沖模擬調(diào)制遙測(cè)信號(hào)空間遙測(cè)無(wú)線脈幅調(diào)制FDMA脈沖數(shù)字調(diào)制多媒體數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)光纖，雙絞線曼徹斯特TDMA通信原理與應(yīng)用概論（一）

1.3.1通信網(wǎng)絡(luò)的定義通信系統(tǒng)：一般是指采用調(diào)制解調(diào)設(shè)備經(jīng)過(guò)信道的一對(duì)用戶(收發(fā)端)構(gòu)成的信息傳輸系統(tǒng),是最簡(jiǎn)單的點(diǎn)-點(diǎn)通信方式。通信網(wǎng)：是指人類利用光、電、磁等技術(shù)手段，對(duì)語(yǔ)音、圖象、文字及數(shù)據(jù)進(jìn)行信息采集、處理、傳輸及交換的各類系統(tǒng)的集合，它是由通信交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和用戶終端系統(tǒng)機(jī)等硬件以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)體制、編號(hào)計(jì)劃，信令方式、網(wǎng)絡(luò)管理等軟件組成，具有網(wǎng)狀的拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

1.3.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)拓?fù)鋵W(xué)原理：網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)和線路所組成。節(jié)點(diǎn)有三種:一是交換機(jī)節(jié)點(diǎn),二是分機(jī)節(jié)點(diǎn),三是用戶設(shè)備節(jié)點(diǎn)；線路也有三種:一種是干線，如微波中繼線路、衛(wèi)星線路或光纖線路；第二種是支線，如微波中繼線路或光纖線路,但容量比干線?。坏谌N是用戶線，可以是光纖、電纜或雙絞。若總節(jié)點(diǎn)數(shù)為N,實(shí)際線路數(shù)L，最大線路數(shù)為L(zhǎng)max,最小線路數(shù)為L(zhǎng)min，那么該通信組網(wǎng)有主要有三種形式：通信原理與應(yīng)用概論

（一）

1.網(wǎng)型網(wǎng)網(wǎng)型網(wǎng)又稱為完全分布式網(wǎng)絡(luò)，其最大線路數(shù)為L(zhǎng)max=N(N-1)/2。該網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是:網(wǎng)絡(luò)的傳輸線路數(shù)最大，即任何兩點(diǎn)之間都有一條傳輸線路，因此可靠性最高；但是節(jié)點(diǎn)數(shù)N較大時(shí)，傳輸線路數(shù)太多會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的線路成本過(guò)高，網(wǎng)型網(wǎng)一般適用于特大容量的城市信息節(jié)點(diǎn)之間或少數(shù)軍用專線網(wǎng),見(jiàn)下圖N=5,L=10。

通信原理與應(yīng)用概論

（一）

2.星形網(wǎng)其線路數(shù)Lmin=N-1，該網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的線路數(shù)最少，即任何兩點(diǎn)之間只有一條傳輸線路、因此網(wǎng)絡(luò)的線路成本低，節(jié)點(diǎn)數(shù)較大時(shí)可以節(jié)約大量的傳輸線路建設(shè)費(fèi)。但這種網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)置轉(zhuǎn)接中心，當(dāng)傳輸鏈路費(fèi)用高于轉(zhuǎn)接交換設(shè)備費(fèi)用時(shí)才采用這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但是交換轉(zhuǎn)接設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，將對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶造成嚴(yán)重影響，星形網(wǎng)在電話和計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，如下圖N=6,L=5。通信原理與應(yīng)用概論（一）

3.復(fù)合網(wǎng)又稱為不完全分布式網(wǎng)絡(luò)，其線路數(shù)L在Lmin和Lmax之間，該網(wǎng)既有網(wǎng)型網(wǎng)可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，又有星形網(wǎng)線經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)原則是：以交換設(shè)備為中心，傳輸線路在滿足業(yè)務(wù)的可靠性的前提下，兩者費(fèi)用之和為最小。因此在公用電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)中廣泛使用?？偣?jié)點(diǎn)N=12（其中3個(gè)交換節(jié)點(diǎn);A、B、C和9個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)A1-A3，B1-B3，C1-C3），L=12。如下圖通信原理與應(yīng)用概論

（一）

1.3.3、網(wǎng)絡(luò)的交換技術(shù)和業(yè)務(wù)分類交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，根據(jù)交換方式的不同，主要包括電路交換，報(bào)文交換、分組交換。

1.電路交換:由電話程控交換機(jī)要電話網(wǎng)的兩終端之間提供一條物理的通信線路，電路交換是雙向?qū)崟r(shí)的；

2.報(bào)文交換:由發(fā)送設(shè)備按照?qǐng)?bào)文的數(shù)字地址發(fā)出，由多級(jí)中轉(zhuǎn)設(shè)備存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)到收方，報(bào)文交換是單向延時(shí)；

3.分組交換:是發(fā)方將計(jì)算機(jī)報(bào)文按照幀(分組)連續(xù)傳出，再由計(jì)算機(jī)的幀交換機(jī)按照有關(guān)協(xié)議存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)到收方，計(jì)算機(jī)分組交換可以是雙向?qū)崟r(shí)的,也可以是單向延時(shí)的；其中分組交換技術(shù)有X.25,幀中繼,ATM等技術(shù)。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

交換方式

業(yè)務(wù)范圍電路交換國(guó)際、國(guó)內(nèi)、市內(nèi)固定電話，本地移動(dòng)通信、漫游移動(dòng)通信報(bào)文交換國(guó)際、國(guó)內(nèi)的公共電報(bào)、用戶電報(bào)業(yè)務(wù)幀中繼技術(shù)Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、文本、音樂(lè)和圖象傳輸業(yè)務(wù)，E-mail業(yè)務(wù)ATM技術(shù)ISDN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、文本、音樂(lè)和圖象的ISDN業(yè)務(wù)通信原理與應(yīng)用概論（一）

1.3.4、網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化組織與Shannon定理一.通信網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織：ITU-T（CCITT）是國(guó)際電信聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)化組織，下轄15個(gè)研究小組，研究標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題：

1、業(yè)務(wù)定義2、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)3、資費(fèi)和結(jié)算原則4、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)5、電磁環(huán)境影響的防護(hù)6、外部設(shè)備7、數(shù)據(jù)網(wǎng)和開(kāi)放系統(tǒng)通信8、遠(yuǎn)程信息業(yè)務(wù)的終端9、電視和聲音傳輸10、電信應(yīng)用語(yǔ)言11、交換和信令12、電信網(wǎng)和終端的端到端傳輸性能13、網(wǎng)絡(luò)總體14、數(shù)據(jù)、電報(bào)、遠(yuǎn)程信息業(yè)務(wù)的調(diào)制解調(diào)器和傳輸技術(shù)15、傳輸系統(tǒng)和設(shè)備。通信原理與應(yīng)用概論（一）

ITU-R（CCIR）是國(guó)際電信聯(lián)盟的無(wú)線電組織，下轄9個(gè)研究小組，研究標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題：1、頻率管理2、業(yè)務(wù)間共用與兼容3、無(wú)線電波的傳播4、固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)5、科學(xué)業(yè)務(wù)6、移動(dòng)、無(wú)線電定向、業(yè)余愛(ài)好者和相關(guān)的衛(wèi)星業(yè)務(wù)7、固定業(yè)務(wù)8、聲音廣播業(yè)務(wù)9、電視廣播業(yè)務(wù)部。（標(biāo)準(zhǔn)可查閱CCITT和CCIR的有關(guān)建議標(biāo)準(zhǔn)。）通信原理與應(yīng)用概論

（一）

2.Shannon定理通信必須圍繞著可靠性和有效性這兩個(gè)主題考慮。模擬通信的可靠性由信噪比S/N反映，有效性由傳輸帶寬B（HZ）反映；而數(shù)字通信的可靠性由誤碼率Pe反映，有效性由傳輸速率R（bps），1948年美國(guó)信息論專家Shannon（香農(nóng)）提出定理：

R=B*Log2(1+S/N)……1.3-1結(jié)論:1、模擬傳輸系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)字通信，其傳輸速率由公式可得。

2、若系統(tǒng)的噪聲功率譜密度為n0(W/HZ)、信道噪聲

N=n0*B，帶入1.3-1

可以得出:B趨向無(wú)窮大時(shí)，Rmax=1.44S/n0…..1.3-2

這是指在頻帶無(wú)限時(shí),數(shù)據(jù)通信的最大傳輸速度，也是碼分多址CDMA的頻帶無(wú)限擴(kuò)展時(shí)的理論基礎(chǔ)。通信原理與應(yīng)用概論

（一）

習(xí)題一一、填空：按照通信方式，主要分為：______、_______、_______通信；按照通信媒體，主要分為：__________、________通信；按照通信波譜，主要分為：________、_________、__________、________、_________、__________、

________、_________、________幾個(gè)通信頻段；微波段和光纖段主要用于人類的______、_______、________三大通信。通信技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是______、_______、_________、_______、________。二、名詞解釋1、模擬調(diào)制解調(diào)器2、數(shù)字調(diào)制解調(diào)器3、脈沖模擬調(diào)制4、脈沖數(shù)字調(diào)制5、通信系統(tǒng)6、通信網(wǎng)絡(luò)通信原理與應(yīng)用概論（一）

三、計(jì)算題1、對(duì)于A、B、C三個(gè)符號(hào)組成的L=100的信息源，若它們的統(tǒng)計(jì)概率分別為：P1=1/4，P2=1/2，P3=1/4，求出信息熵H和總信息量I。2、對(duì)于B=20MHZ的頻帶傳輸系統(tǒng)，若信噪比S/N=20dB，請(qǐng)求出該傳輸系統(tǒng)的傳輸速率Rc。通信原理與應(yīng)用概述（二）

第2章廣播系統(tǒng)與電視系統(tǒng)2.1廣播系統(tǒng)2.1調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)(1)調(diào)幅AM/中波MW廣播工作原理;(2)調(diào)幅AM/中波MW廣播主要技術(shù)指標(biāo);(3)調(diào)幅AM/中波MW廣播傳輸方式;(4)調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)（需要指出的是:20世紀(jì)50年代到70年代,中國(guó)廣大的廣大城鄉(xiāng)居民基本上都沒(méi)有電視,所以除了報(bào)紙外,廣播是重要的信息渠道，中央人民廣播電臺(tái)和江蘇人民廣播電臺(tái)都是調(diào)幅的）通信原理與應(yīng)用概述（二）

第2章廣播系統(tǒng)與電視系統(tǒng)2.1廣播系統(tǒng)2.1.2、調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)(1)調(diào)頻FM/超短波VHF廣播工作原理;(2)調(diào)頻FM/超短波VHF廣播主要技術(shù)指標(biāo);(3)調(diào)頻FM/超短波VHF廣播傳輸方式;(4)調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)需要指出的是:調(diào)頻廣播在20世紀(jì)70年代和80年代初得到了較快的發(fā)展,其中以城市調(diào)頻臺(tái)為特色,如評(píng)書,臺(tái)灣校園歌曲等節(jié)目廣受歡迎。目前南京調(diào)頻廣播除了音樂(lè)臺(tái)以外也發(fā)展到交通臺(tái)等多個(gè)節(jié)目,廣告是廣播的主要收入來(lái)源.通信原理與應(yīng)用概述（二）第2章廣播系統(tǒng)與電視系統(tǒng)2.1廣播系統(tǒng)2.1.3、單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)(1)單邊帶SSB/短波SW廣播工作原理;(2)單邊帶SSB/短波SW廣播主要技術(shù)指標(biāo);(3)單邊帶SSB/短波SW廣播傳輸方式;(4)單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn).

（中國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)以10多種語(yǔ)言向全球其他國(guó)家廣播,主要是介紹中國(guó)的經(jīng)濟(jì)政治和社會(huì)發(fā)展等,還有就是學(xué)習(xí)漢語(yǔ)。同樣美國(guó)之音和英國(guó)BBC也對(duì)華廣播，但是不能完全聽(tīng)它的宣傳，可以學(xué)習(xí)其語(yǔ)言。）通信原理與應(yīng)用概述（二）第2章廣播系統(tǒng)與電視系統(tǒng)2.2電視系統(tǒng)2.2.1、PAL/D全電視信號(hào)

1、PAL/D全電視制式信號(hào)的主要技術(shù)指標(biāo)；2、負(fù)極性AM調(diào)制和頻分復(fù)用技術(shù)2.2.2、電視廣播系統(tǒng)1、無(wú)線電視；2、CATV有線電視系統(tǒng)；2.2.3、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)1、衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展歷史；2、靜止衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)作業(yè)二：P31：一、簡(jiǎn)答題二、畫圖題三、計(jì)算題（1、3）通信原理與應(yīng)用概述（三）

第2章廣播系統(tǒng)與電視系統(tǒng)

3、靜止衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.4、數(shù)字電視技術(shù)1、奈奎斯特抽樣定律；2、PAL/D電視信號(hào)的PCM數(shù)字編碼作業(yè)三.P31/三、計(jì)算題:2，4，5

需要指出的是：有線電視已經(jīng)從模擬傳輸實(shí)現(xiàn)了向數(shù)字傳輸，因此節(jié)目已經(jīng)達(dá)到120套以上，其每套節(jié)目的調(diào)制技術(shù)采用了64QAM，傳輸速率為：6.875Mbps通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.1廣播系統(tǒng)廣播是人類社會(huì)在實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)到點(diǎn)”的電報(bào)之后，首先實(shí)現(xiàn)的“點(diǎn)到面”的廣播通信，因?yàn)樗哂袨榇蟊娞峁┬畔⒎?wù)的功能，因此又被稱之為印刷媒體之后的人類第二大媒體（聽(tīng)媒體）。自1920年美國(guó)匹茲堡KBKA電臺(tái)率先開(kāi)播以來(lái)，人類的廣播事業(yè)得到了迅速發(fā)展，從技術(shù)上看主要有調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)、調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)、單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)。通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.1.1、調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)1.工作原理

AM調(diào)幅技術(shù)是指播音員直接或經(jīng)錄音后,將話音信息經(jīng)話筒變成基帶電信號(hào)m(t)=KcosΩt，然后直接“加”到連續(xù)波Acos(2πfc*t)的振幅A上，變成模擬的調(diào)制信號(hào)Sm(t)=[m(t)+A]cos(2πfc*t)發(fā)射出去，而收音機(jī)則在電臺(tái)覆蓋區(qū)內(nèi)對(duì)接收點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)S’m(t)接收和AM解調(diào)，最后由收音機(jī)喇叭播放給聽(tīng)眾,在廣播中存在著噪聲的影響，如圖2-1-1。通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)：中國(guó)的AM中波廣播的載波頻率采用MW：

fc=530-1600KHZ；基帶帶寬fm=15KHZ,傳輸帶寬BAM=2fm=30KHZ,

信噪比改善系數(shù)G=2/3（又稱為制度增益,就是信號(hào)接收端的解接期的輸出信噪比So/No與輸入信噪比Si/Ni的比值）。

AM電臺(tái)的電磁波發(fā)射功率為10KW以內(nèi)，電場(chǎng)方向采用垂直極化波方式。

AM廣播采用頻分復(fù)用方式（FDMA）,一般開(kāi)設(shè)5-15個(gè)廣播頻道。通信原理與應(yīng)用概述（二）

3.調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)的傳輸方式由于中波MF(或MW)的波長(zhǎng)為100-1000米，所以它能“越過(guò)”絕大多數(shù)的城市建筑物，中波的傳輸方式又稱為“地面波傳輸方式”（如圖2-1-2）。當(dāng)電臺(tái)從A點(diǎn)發(fā)射波1后，波1經(jīng)過(guò)半波λ/2到達(dá)B點(diǎn)即被地面反射后以波2傳播；波2再經(jīng)半波λ/2到達(dá)C點(diǎn)即被地面反射后以波3傳播……，如此沿地面?zhèn)鬏數(shù)紼。雖然中波在傳輸中有入地衰減，但衰減不大。因此中波廣播適于遠(yuǎn)距離傳播，如全國(guó)或全省廣播，見(jiàn)下圖，中央人民廣播電臺(tái)需要多級(jí)別轉(zhuǎn)接。通信原理與應(yīng)用概述（二）

4.調(diào)幅AM/中波MW廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)是：AM技術(shù)簡(jiǎn)單、廣播距離遠(yuǎn)，接收機(jī)解調(diào)容易；缺點(diǎn)是：大氣噪聲影響較大，信噪比改善系數(shù)小，信號(hào)質(zhì)量沒(méi)有FM廣播好。隨著收音機(jī)的接收點(diǎn)離發(fā)射電臺(tái)越遠(yuǎn)，接收效果越差，最后無(wú)法收聽(tīng)，即存在接收機(jī)的“門限效應(yīng)”。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)50年代初到70年代建立了中波廣播系統(tǒng)，AM臺(tái)式電子管收音機(jī)和AM便攜式晶體管收音機(jī)曾深受廣大聽(tīng)眾喜愛(ài)，許多新聞廣播通過(guò)該系統(tǒng)傳播。如當(dāng)時(shí)著名的江蘇人民廣播電臺(tái)就是用中波700KHZ進(jìn)行廣播的。通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.1.2調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)由于AM調(diào)幅/中波廣播系統(tǒng)存在著信噪比改善系數(shù)小的缺點(diǎn)，因此信號(hào)較差地方收聽(tīng)到的AM廣播信號(hào)中常常出現(xiàn)“沙沙”的噪聲，距離越遠(yuǎn)信號(hào)質(zhì)量越差，于是FM調(diào)頻/超短波廣播系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。1.工作原理

FM調(diào)頻/超短波廣播系統(tǒng)將基帶電信號(hào)m(t)=KcosΩt，“加”到連續(xù)波Acos(2πfc*t)的頻率fc上，變成模擬的調(diào)制信號(hào)Sm(t)=Acos2π[fc+m(t)]*t發(fā)射出去,而收音機(jī)則在電臺(tái)覆蓋區(qū)內(nèi)對(duì)接收點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)S’m(t)接收和FM解調(diào)，解決了噪聲干擾較大的問(wèn)題，如圖2-1-3。

通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.調(diào)頻FM/超短波VHF/頻分復(fù)用FDMA廣播系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)中國(guó)的FM廣播載頻采用VHF：fc=88-108MHZ

基帶的頻寬fm=15KHZ,

傳輸帶寬BFM=2(mf+1)fm=180KHZ

調(diào)頻系數(shù)mf=5,

信噪比改善系數(shù)G=3mf2(mf+1)=450，顯然FM調(diào)頻廣播具有信號(hào)質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，這是通過(guò)大大增加傳輸帶寬B換來(lái)的，符合Shannon定理原理。

FM電臺(tái)的電磁波發(fā)射功率為15KW以內(nèi)，電場(chǎng)方向也采用垂直極化波方式。FM超短波廣播采用頻分復(fù)用方式（FDMA）,一般開(kāi)設(shè)5-15個(gè)廣播頻道。通信原理與應(yīng)用概述（二）

3.調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)的傳輸方式由于超短波VHF的波長(zhǎng)為1-10米，所以它常常被城市的高大建筑物所阻礙，衰減較大；因?yàn)轭l率fc為88-108MHZ，根據(jù)微波的路徑衰減方程(見(jiàn)第4章),其空間路徑衰減較大，顯然FM調(diào)頻不適于遠(yuǎn)距離傳播，較適宜于城市內(nèi)的距離廣播。超短波的傳輸方式又稱為空間直射波方式（圖2-1-4）。當(dāng)FM電臺(tái)從發(fā)射端A點(diǎn)發(fā)射電磁波后，其覆蓋范圍B1-B4內(nèi)都可以接收到信號(hào)。通信原理與應(yīng)用概述（二）

4.調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：大氣噪聲干擾小、載波頻率高、信噪比改善系數(shù)大，廣播質(zhì)量明顯好于中波廣播。缺點(diǎn)是：覆蓋面較小，但是完全可以通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)播方式來(lái)彌補(bǔ)。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始，在全國(guó)絕大部分城市里建立了FM廣播系統(tǒng)。如南京音樂(lè)臺(tái)就是用105.8MHZ播放的，江蘇省的調(diào)頻廣播需要以南京為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)接。通信原理與應(yīng)用概述（二）2.1.3、單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)1.工作原理

SSB單邊帶/短波廣播系統(tǒng)是與AM調(diào)幅廣播相類似的調(diào)制技術(shù),但是又有顯著不同。m(t)=KcosΩt先“乘”到連續(xù)波Acos(2πfc*t)的振幅A上，變成模擬的調(diào)制信號(hào)(t)=[m(t)]cos(2πfc*t)，發(fā)射前采用濾波器技術(shù)只發(fā)射一個(gè)邊帶；經(jīng)過(guò)電離層反射的無(wú)線信道將Sm(t)以一定的角度向電離層發(fā)射,具有超遠(yuǎn)程的特點(diǎn)，而收音機(jī)則在接收點(diǎn)對(duì)無(wú)線信號(hào)S’m(t)接收和SSB解調(diào)，最后播放給聽(tīng)眾,廣播中存在著無(wú)線噪聲。見(jiàn)圖2-1-5通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)中國(guó)的短波廣播頻率主要采用兩個(gè)波段：晚上SW1：fc=3.2-7.6MHZ，白天SW2：fc=9.5-22.2MHZ；話音基帶的帶寬fm=4KHZ,傳輸帶寬BSSB=fm=4KHZ,信噪比改善系數(shù)G=1。

SSB電臺(tái)的電磁波發(fā)射功率為10KW以上，電場(chǎng)方向采用水平極化波方式。SSB短波廣播采用頻分復(fù)用方式（FDMA）,中國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)以英語(yǔ)等十幾種語(yǔ)言和幾十個(gè)SSB單邊帶短波廣播頻道對(duì)國(guó)外許多國(guó)家進(jìn)行廣播。通信原理與應(yīng)用概述（二）

3.單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)短波SW（或HF）的波長(zhǎng)λ=10-100米是通過(guò)大氣層中到達(dá)電離層時(shí)形成特有的反射傳輸，即“電離層反射傳輸方式”。由于電離層分了D、E、F1、F2四層，其各層高度、反射頻率和反射時(shí)間不同，見(jiàn)圖2-1-6。顯然從A到B白天可能經(jīng)過(guò)F2、F1、E點(diǎn)反射。

SSB短波廣播的第一個(gè)特點(diǎn)是“多徑效應(yīng)”，即多條傳輸路徑導(dǎo)致接收信號(hào)嚴(yán)重衰減和不穩(wěn)定；第二個(gè)特點(diǎn)是“時(shí)延大”，由于傳輸路徑比較遠(yuǎn)（幾百公里）形成的時(shí)間延遲；通信原理與應(yīng)用概述（二）

第三個(gè)特點(diǎn)是“廣播頻率隨晝夜變化”，經(jīng)過(guò)實(shí)際的測(cè)量統(tǒng)計(jì)，白天通信效果最好的廣播頻率段是SW2:9.5-22.26MHZ，主要靠F1層、F2層和E層反射，而晚上通信效果最好的頻率段是SW1:3.2-7.6MHZ，也主要靠F1和F2層反射，所以F1和F2層是短波通信的可靠層。

4.單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：通信距離特別遠(yuǎn)、適宜于國(guó)際廣播；缺點(diǎn)是：大氣噪聲干擾大、天線發(fā)射設(shè)備龐大、“多徑效應(yīng)和時(shí)延大”造成信號(hào)質(zhì)量差、傳輸資源（3-30MHZ）有限造成全球短波信道擁擠、另外基帶較窄（4KHZ）造成音樂(lè)播放效果不理想。短波數(shù)字通信是各國(guó)軍事部門高度重視的又一重要領(lǐng)域，不再贅述。通信原理與應(yīng)用概述（二）

綜合而論：1、廣播系統(tǒng)是以語(yǔ)音和音樂(lè)為主的“點(diǎn)到面”的單向通信系統(tǒng)，屬于聽(tīng)眾傳媒；2、調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)效果最好、AM/中波MW廣播系統(tǒng)效果次之、單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)效果最差；但是傳輸距離恰好相反,依此分別適應(yīng)于都市廣播,省內(nèi)廣播和國(guó)際廣播。3、廣播系統(tǒng)是模擬調(diào)制系統(tǒng)，所以多信道傳輸主要采用頻分復(fù)用FDMA技術(shù)；4、廣播業(yè)主要受到電視業(yè)的影響和沖擊，此外還受到錄音機(jī)、CD機(jī)等便攜式小型音頻設(shè)備的影響。5、高清晰數(shù)字廣播在有限電視傳輸中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，例如南京有線電視網(wǎng)也同時(shí)是有線廣播網(wǎng)絡(luò)，廣播的經(jīng)費(fèi)來(lái)源很大一部分是提供商業(yè)廣告服務(wù)。通信原理與應(yīng)用概述（二）中國(guó)之聲-1

中華之聲-6

城市調(diào)頻（浦口）

-11

南京體育廣播

-16

經(jīng)濟(jì)之聲-2民族之聲-7

曲藝調(diào)頻（高淳）-12

南京音樂(lè)廣播

-17音樂(lè)之聲-3

新聞?wù){(diào)頻（雨花）-8

南京城市管理廣播-13

華夏之聲-4

南京新聞聯(lián)播

-9

南京交通廣播-14

國(guó)際廣播電臺(tái)-5

南京經(jīng)濟(jì)廣播-10

音樂(lè)調(diào)頻（棲霞）-15

通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.2電視系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人類信息器官的研究表明：視覺(jué)器官采集的信息占人類一生的信息量的80%，而聽(tīng)說(shuō)器官處理的信息只占15%，因此有“百聞不如一見(jiàn)”的說(shuō)法。顯然電視技術(shù)是人類信息社會(huì)的主要內(nèi)容之一，聯(lián)合國(guó)以家庭電視機(jī)的普及程度達(dá)到90%以上作為衡量一個(gè)國(guó)家信息現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。從1929年，從美國(guó)人演示電子顯示管的電視系統(tǒng)到1965年衛(wèi)星電視的轉(zhuǎn)播和直播，模擬電視技術(shù)走向成熟。通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.2.1PAL/D全電視信號(hào)

PAL/D彩色電視TV廣播制式又稱為“PhaseAlternationLine”（相位逐行交變）平衡調(diào)幅制，是1962年西德研究出來(lái)的。主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)相位因傳輸造成的色調(diào)誤差具有明顯的抗干擾作用，它在圖象信號(hào)部分采用了殘留邊帶VSB技術(shù)。由于VSB的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)約通信頻帶又能保證低頻段信息不失真，便于電視接收機(jī)的濾波器線性補(bǔ)償接收。我國(guó)采用的是殘留邊帶VSB和PAL/D.K制式圖像信號(hào)，原理圖見(jiàn)圖2-2-1(a.b.c)。通信原理與應(yīng)用概述（二）

1.PAL/D全電視制式信號(hào)的主要技術(shù)指標(biāo)根據(jù)國(guó)家GB3174-82標(biāo)準(zhǔn)，PAL/D全電視制式信號(hào)中含亮度信號(hào)、色度信號(hào)、色同步信號(hào)、行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)，其主要技術(shù)指標(biāo)是:(1)全電視信號(hào)頻帶特性：圖中實(shí)框部分是全電視信號(hào)頻帶特性總帶寬BTV=8MHZ(-1.25-6.75MHZ)；包括殘留邊帶VSB圖像調(diào)制信號(hào)、伴音和左（右）保護(hù)帶。其中：虛框部分是殘留邊帶VSB圖像調(diào)制信號(hào)，帶寬BVSB=6.75MHZ(-0.75-6MHZ)，殘留部分為0.75MHZ(-0.75-0MHZ)，經(jīng)電視接收機(jī)VSB濾波器后還原成電視的基帶信號(hào)fm=6MHZ；通信原理與應(yīng)用概述（二）

圖象載頻f1位于0HZ；伴音載頻f2位于6.5MHZ,

采用FM技術(shù)以保證傳輸質(zhì)量，其調(diào)制帶寬BFM=100KHZ，基帶fm=15KHZ；左保護(hù)帶為：

0.5MHZ(-1.25MHZ到-0.75MHZ)；右保護(hù)帶為：

0.2MHZ(6.5MHZ到6.75MHZ)。通信原理與應(yīng)用概述（二）

(2)PAL/D的電掃描特性

PAL/D制根據(jù)“人的眼睛在每秒傳入24幀（幅）以上圖象時(shí)就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)圖象的感覺(jué)”的原理，選幀頻為fF=25幀/秒；

PAL/D制式為了“減少人眼睛對(duì)連續(xù)掃描產(chǎn)生的閃爍感”的原理，將每幀又分為偶數(shù)場(chǎng)和奇數(shù)場(chǎng)兩場(chǎng)，即采用隔行掃描技術(shù)，顯然，場(chǎng)頻fv=2*fF=50場(chǎng)/秒；

PAL/D制式又“根據(jù)人的眼睛的分辨力”原理，每幀圖象為625行，所以行頻fH=25*625=15625行/秒；由于基帶信號(hào)fm（6MHZ）中包含黑白和色度信號(hào)，根據(jù)“頻譜交錯(cuò)技術(shù)”的原理，PAL/D制式選擇色信號(hào)副載波

fsc=4.43361875MHZ。通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.高頻電視信號(hào)：采用負(fù)極性AM調(diào)制技術(shù)和頻分復(fù)用FDMA技術(shù)

PAL/D.K全電視制式信號(hào)作為模擬信號(hào)m(t)，采用負(fù)極性AM調(diào)制技術(shù)“加”到Acos(2πfc*t)上，這樣不僅發(fā)射機(jī)的功率和效率較大而且抗干擾能力較強(qiáng)；

fc是電視臺(tái)的VHF或UHF發(fā)射頻率，其頻道劃分由國(guó)家規(guī)定。見(jiàn)下表通信原理與應(yīng)用概述（二）波段頻道頻率范圍總帶寬544MHZVHFI1-545-72.5MHZ;76-92MHZ40MHZVHFIII6-12167-223MHZ56MHZUHFIV13-24470-566MHZ96MHZUHFV25-68606-958MHZ352MHZ通信原理與應(yīng)用概述（二）

2.2.2電視廣播系統(tǒng)電視廣播系統(tǒng)主要分為無(wú)線廣播系統(tǒng)和有線的CATV系統(tǒng)。1.無(wú)線廣播系統(tǒng)我國(guó)自1978年改革開(kāi)放到1986年以無(wú)線廣播為主，以首都、省會(huì)、地級(jí)市和縣電視臺(tái)為中心，采用微波中繼傳輸和微波電視轉(zhuǎn)播技術(shù)向城市及農(nóng)村的廣大地區(qū)覆蓋廣播;一般采用10KW以上的負(fù)極性AM調(diào)制技術(shù)/水平極化電磁波方式傳輸,覆蓋范圍在幾十Km，這種方式適合于地廣人稀的廣大開(kāi)闊地區(qū)。通信原理與應(yīng)用概述（二）2.有線CATV系統(tǒng)

1986年中國(guó)發(fā)射東方紅2號(hào)衛(wèi)星，中央電視臺(tái)開(kāi)通了CCTV-1和CCTV-2正式進(jìn)行中國(guó)的衛(wèi)星廣播后，國(guó)內(nèi)星廣播事業(yè)迅速發(fā)展，這不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)許多山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)廣播電視的空白，更為各城市電視臺(tái)迅速發(fā)展有線電視，即CATV提供了廣闊的前景。有線電視廣播在城市迅速發(fā)展并收取一定的費(fèi)用，由于信號(hào)在電纜傳送中有衰減，所以采用平衡放大器，參見(jiàn)2-2-2，后基本被光纖取代。通信原理與應(yīng)用概述（二）

中央電視臺(tái)衛(wèi)星節(jié)目CCTV-1綜合CCTV-2經(jīng)濟(jì)CCTV-3文藝CCTV-4國(guó)際CCTV-5體育CCTV-6電影CCTV-7軍事CCTV-8電視劇CCTV-9英語(yǔ)CCTV-10科教CCTV-11戲劇CCTV-12法制CETV-13電大教育CCTV-14音樂(lè)CCTV-15少兒CCTV-16新聞CCTV46新聞聯(lián)播CCTV-58電教二套通信原理與應(yīng)用概述（二）

江蘇和南京電視臺(tái)節(jié)目南京新聞-17南京影視-18南京生活-19南京娛樂(lè)-20南京信息-21南京科教-22南京股市-23南京十八-24南京少兒-25數(shù)字電視導(dǎo)視-62金陵熱播-64江蘇衛(wèi)視-26江蘇城市-27江蘇綜藝-28江蘇影視-29江蘇教育-30江蘇公共-31江蘇體育-32江蘇少兒-33江蘇靚妝-63通信原理與應(yīng)用概述（二）

地方省市電視臺(tái)衛(wèi)星節(jié)目北京衛(wèi)視-34東方衛(wèi)視-35天津衛(wèi)視-36重慶衛(wèi)視-37安徽衛(wèi)視-38廣西衛(wèi)視-39廣東衛(wèi)視-40湖南衛(wèi)視-41湖北衛(wèi)視-42第一財(cái)經(jīng)頻道東南衛(wèi)視-44山東衛(wèi)視-45新旅游衛(wèi)視-47炫動(dòng)卡通-48記實(shí)衛(wèi)視-49四川衛(wèi)視-50東方音樂(lè)-51上海體育頻道-52深圳衛(wèi)視-53東方戲曲頻道-54云南衛(wèi)視-55浙江衛(wèi)視-56遼寧衛(wèi)視-57青海綜合-59江西衛(wèi)視-60河南衛(wèi)視-61西藏衛(wèi)視-55通信原理與應(yīng)用概述（二）

收費(fèi)電視臺(tái)衛(wèi)星節(jié)目法制天地-65動(dòng)漫秀場(chǎng)-66全紀(jì)實(shí)視-67東方財(cái)經(jīng)-68游戲風(fēng)云-69勁爆體育-70急速汽車-71魅力音樂(lè)-72衛(wèi)生健康-73生活時(shí)尚-74歡笑劇場(chǎng)-75都市劇場(chǎng)-76金色頻道-77七彩劇場(chǎng)-78上海電視劇-79中華美食-80老年福通信原理與應(yīng)用概述（二）2.2.3、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)1.衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展歷史：

1687年，牛頓建立天體運(yùn)動(dòng)理論，為宇宙飛行器必須在大氣層以外空間繞地球進(jìn)行衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)指明了方向；

19世紀(jì)末德國(guó)的岡斯賓特提出用火箭作為飛行器的運(yùn)載工具；

1903年，俄國(guó)的齊奧爾科夫斯基全面闡述了宇宙飛行理論，并指出把宇宙飛行器送到大氣層外，使它象月球—樣永遠(yuǎn)繞地球運(yùn)行是完全可能的。

通信原理與應(yīng)用概述（二）2.2.3、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)

1945年英國(guó)人克拉克指出：向赤道上空36000公里的靜止軌道發(fā)射三顆相互間隔1200的衛(wèi)星有可能實(shí)現(xiàn)全球通信。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在微波通信技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，空間發(fā)射的一系列科學(xué)試驗(yàn)逐步解決了衛(wèi)星通信的重要技術(shù)問(wèn)題，克拉克的衛(wèi)星通信設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。通信原理與應(yīng)用概述（二）

1957年10月4日，蘇聯(lián)率先發(fā)射世界上首顆人造地球衛(wèi)星；

1958年1月，美國(guó)為了與蘇聯(lián)展開(kāi)太空競(jìng)賽，發(fā)射了自己的第一顆人造地球衛(wèi)星；除了通信外，美國(guó)還制定了“阿波羅”登月計(jì)劃和航天飛機(jī)計(jì)劃等，1969年首次實(shí)現(xiàn)人類登月。美國(guó)在第一顆通信衛(wèi)星-斯科(Score)1號(hào)在進(jìn)行衛(wèi)星通信試驗(yàn)中，由于蓄電池能源壽命只有13天，使人們認(rèn)識(shí)到：衛(wèi)星通信必須通過(guò)太陽(yáng)能解決衛(wèi)星上的能源問(wèn)題。

1962年12月，美國(guó)發(fā)射了中繼號(hào)（Relay）衛(wèi)星。

通信原理與應(yīng)用概述（二）

l963年11月23日，在使用這顆衛(wèi)星在美國(guó)和日本之間進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生了肯尼迪總統(tǒng)遇刺事件，衛(wèi)星及時(shí)轉(zhuǎn)播了這條電視新聞，全世界看到了衛(wèi)星電視直播（live）的優(yōu)越性。

l964年8月20日，美國(guó)等十一個(gè)國(guó)家參加簽署成立了“InterimCommunicationSatelliteConsortium”，1965年正式命名為Intelsat,即國(guó)際商業(yè)通信衛(wèi)星組織（簡(jiǎn)稱IS）。該組織從1965年4月發(fā)射成功IS-1號(hào)，至今已發(fā)射到IS-7號(hào),為全球提供衛(wèi)星通信的商業(yè)服務(wù)。通信原理與應(yīng)用概述（二）時(shí)間衛(wèi)星型號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器個(gè)數(shù)每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬MHZ總帶寬MHZ通信能力(25MHZ/1TV)1965IS-1225MHZ502路TV1966IS-22128MHZ25610路TV1968IS-32225MHZ45018路TV1971IS-41236MHZ43217路TV1975IS-5A20128MHZ256028路TV1980IS-52784MHZ228091路TV1987IS-63680MHZ2880115路TV通信原理與應(yīng)用概述（二）

中國(guó)自1970年發(fā)射成功首顆低軌道衛(wèi)星“東方紅1號(hào)”以來(lái)，由于“文革”的影響，一直到1984年才在西昌發(fā)射了首顆自行研制的“東方紅-2”號(hào)同步通信衛(wèi)星，并于1986正式開(kāi)通CCTV—1和CCTV—2衛(wèi)星電視頻道。在國(guó)際衛(wèi)星通信組織IS的協(xié)助下，于1992年發(fā)射了“東方紅-3”號(hào)同步通信衛(wèi)星，其能力與IS-5的水平大體相當(dāng)。隨著國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展，目前，中央電視臺(tái)上星節(jié)目達(dá)16套以上，絕大部分的直轄市、省和自治區(qū)基本上實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星電視的全國(guó)廣播,全部上衛(wèi)星節(jié)目30套以上,見(jiàn)表2-2-2。。通信原理與應(yīng)用概述（二）2.靜止衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的組成衛(wèi)星廣播系統(tǒng)主要包括三部分：1．衛(wèi)星子系統(tǒng)2.發(fā)射子系統(tǒng)部分A與發(fā)射上行傳輸線路SA；3.接收子系統(tǒng)部分B與接收下行傳輸線路SB；通信原理與應(yīng)用概述（二）3.靜止衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)(1)關(guān)于接收天線方位角φ、仰角θ及星站之間距離d的計(jì)算方法對(duì)于接收子系統(tǒng)來(lái)說(shuō),始終有一個(gè)下行線路SB(或者說(shuō)通信線路d)的問(wèn)題,中國(guó)處于亞太地區(qū)北緯度國(guó)家,其電視廣播的靜止衛(wèi)星一般在800E到1300E之內(nèi)。我國(guó)部分城市接收赤道上空東經(jīng)920E同步衛(wèi)星的參數(shù)表(2-2-3)通信原理與應(yīng)用概述（二）城市東經(jīng)α1北緯β天線方位角φ天線仰角θ北京116027′39055′35024′37029′南京118047′32004′43038′42050′上海121026′31011′47028′41042′杭州120011′30015′46048′43012′通信原理與應(yīng)用概述（二）已知:衛(wèi)星與接收站間的經(jīng)度角之差：

α=α0-α1和接收站的緯度β；接收天線方位角φ根據(jù):cosφ=cosαcosβ…2-2-1

接收天線仰角θ根據(jù):tgθ=(cosφ-0.1511)/sinφ…2-2-2

星站間距離d見(jiàn)黑板：其中地球半徑R=6400Km；衛(wèi)星離地球赤道上空高度h=36000Km通信原理與應(yīng)用概述（二）作業(yè)二/P31：一.簡(jiǎn)答題；二、畫圖題三、計(jì)算題:1，3一、簡(jiǎn)答題:1、AM中波廣播的主要優(yōu)缺點(diǎn)。2、調(diào)頻FM/超短波VHF廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。3、單邊帶SSB/短波SW廣播系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。二、畫出PAL/D制式的全電視調(diào)制信號(hào)的示意圖并簡(jiǎn)要說(shuō)明。通信原理與應(yīng)用概述（二）三、計(jì)算題：

1、PAL/D制式電視信號(hào)伴音載頻f2位于6.5MHZ,采用FM技術(shù)以保證傳輸質(zhì)量，調(diào)制帶寬BFM=100KHZ，基帶fm2=15KHZ，請(qǐng)求出伴音的調(diào)制指數(shù)mf和制度增益G。

3、對(duì)于赤道上空東經(jīng)α0=1250E的IS-V衛(wèi)星，南京地區(qū)的電視接收天線方位角和仰角為多大？通信原理與應(yīng)用概述（三）

2)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)接收線路的載波信號(hào)功率Pr的計(jì)算：衛(wèi)星下行子系統(tǒng)接收線路的載波信號(hào)功率Pr涉及到的主要技術(shù)指標(biāo)有：下行頻率f2（GHZ），星站距離d(Km),天線直徑D（m），天線效率η，天線增益G（dB），等效輻射功率EIRP(dBW)，路徑損耗Lp。

通信原理與應(yīng)用概述（三）主要計(jì)算公式有：路徑衰減方程：

Lp(dB)=32.44+20lgf2(MHZ)+20lgd(Km)…2-2-4天線增益方程：

G=η(лD/λ)2G(dB)=10lgG…2-2-5信號(hào)傳輸方程：

Pr(dBW)=EIRP(dBW)+G(dB)-Lp(dB)…2-2-6

例2-2-1：對(duì)于廣播衛(wèi)星f2=12GHZ，EIRP=55dBW,星站距離d=40000Km；接收天線直徑D=1.4m,η=0.58,求出:路徑損耗Lp,接收天線增益G,接受機(jī)輸入功率Pr。(解見(jiàn)黑板)通信原理與應(yīng)用概述（三）(3)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的圖象接收信號(hào)的噪聲功率N

的計(jì)算：接收機(jī)的噪聲功率N是由天線和第一級(jí)微波三極管內(nèi)部噪聲組成的，在信號(hào)十分微弱時(shí)，其控制的重要性是具有決定意義的，必須控制在一定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，其涉及到的主要技術(shù)指標(biāo)有：優(yōu)秀級(jí)別的圖像計(jì)權(quán)信噪比S/N(dB)，接受機(jī)輸入功率Pr,

噪聲功率N,

載噪比Pr/N等；圖象調(diào)頻改善系數(shù)IM(dB)，圖象視頻加重改善系數(shù)ID(dB)，視覺(jué)計(jì)權(quán)改善系數(shù)IW(dB)，通信原理與應(yīng)用概述（三）

其主要公式為：載/噪比方程：

Pr/N(dB)=S/N(dB)-IM(dB)-ID(dB)-IW(dB)…2-2-7載/噪比方程：

N(dBW)=Pr(dBW)-Pr/N(dBW)…2-2-8

例2-2-2:接上題,若衛(wèi)星的調(diào)頻改善系數(shù)IM(dB)=18.96dB，視頻加重改善系數(shù)ID(dB)=2.9dB，視覺(jué)計(jì)權(quán)改善系數(shù)IW(dB)=10.3dB等，優(yōu)秀級(jí)別的圖像計(jì)權(quán)信噪比S/N(dB)=48dB,求出:載噪比Pr/N和噪聲功率N。

(詳見(jiàn)黑板)通信原理與應(yīng)用概述（三）(4).衛(wèi)星電視接收機(jī)的第一級(jí)微波三極管噪聲系數(shù)n和品質(zhì)因數(shù)G/T的計(jì)算：接收機(jī)的第一級(jí)微波三極管的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，涉及到的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)有：波爾茲曼系數(shù)k，衛(wèi)星傳輸帶寬B（HZ），天線噪聲溫度T1（K），基準(zhǔn)絕對(duì)溫度T0=290K，接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度T,

微波三極管接收機(jī)輸入熱噪聲溫度Te，噪聲系數(shù)n，品質(zhì)因數(shù)G/T。

通信原理與應(yīng)用概述（三）其主要計(jì)算公式有：波爾茲曼方程：

N=kTB(k=1.38*10-23J/K)…2-2-10接收系統(tǒng)等效噪聲溫度方程：

T=γT1+(1-γ)T0+Te…2-2-11噪聲系數(shù)方程：

n=1+Te/T0…2-2-12品質(zhì)因數(shù)定義G/Te:G是天線增益，Te是微波三極管噪聲溫度…2-2-13通信原理與應(yīng)用概述（三）例2-2-3接上題,廣播衛(wèi)星的帶寬B=27MHZ,若基準(zhǔn)絕對(duì)溫度T0=290K，天線噪聲溫度T1=58K，耦合損耗γ=0.89(0.5dB),求出:

接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度T,

微波三極管接收機(jī)的等效噪聲溫度Te,

接收機(jī)噪聲系數(shù)n和品質(zhì)因數(shù)G/T。

(詳解見(jiàn)黑板)通信原理與應(yīng)用概述（三）（5）電視信號(hào)的衛(wèi)星傳輸帶寬B的計(jì)算方法衛(wèi)星傳輸帶寬B不同于普通調(diào)頻廣播的FM技術(shù)，也不同于電視的地面站廣播；其計(jì)算涉及到的技術(shù)指標(biāo)有:A、視頻信號(hào)產(chǎn)生的頻偏（峰-峰）Δfp-p（HZ），根據(jù)CCIR建議:對(duì)于625/50的PAL/D模擬制式中行頻為15625，因?yàn)橐曨l信號(hào)能量集中在這里，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器為36MHZ，采用Δfp-p=5.1MHZ（如果占半個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器左右，Δfp-p取4.22MHZ）。Mf為預(yù)加重系數(shù)，一般為3.55(11dB)以上通信原理與應(yīng)用概述（三）B、fm為視頻信號(hào)的基帶帶寬，PAL/D制fm=6MHZ。C、Δfe為擴(kuò)散信號(hào)產(chǎn)生的頻偏：在衛(wèi)星通信中是為了減少兩個(gè)以上調(diào)頻波因調(diào)頻系數(shù)mf較小或?yàn)?時(shí)產(chǎn)生的貝塞爾函數(shù)交調(diào)干擾，一般這時(shí)對(duì)載波加一個(gè)20–150HZ的對(duì)稱三角波調(diào)制信號(hào)，又稱能量擴(kuò)散信號(hào)，該信號(hào)引起的頻偏為Δfe，對(duì)于電視信號(hào)來(lái)說(shuō)規(guī)定為：

Δfe=1MHZ

衛(wèi)星電視傳輸帶寬方程：

B=Mf*Δfp-p+2fm+Δfe…2-2-14通信原理與應(yīng)用概述（三）Δfp-p(MHZ)Mffm（MHZ）Δfe(MHZ)B（MHZ）應(yīng)用5.13.55-4.516131.1-36一個(gè)36MHZ轉(zhuǎn)發(fā)器：1路TV4.221.07-1.666117.5-20一個(gè)36MHZ轉(zhuǎn)發(fā)器：2路TV通信原理與應(yīng)用概述（三）2.2.4、數(shù)字電視技術(shù)1.Nquist定理對(duì)于基帶為fm（HZ）的模擬信號(hào)m(t)在時(shí)域上以fs（1/s）速率進(jìn)行抽樣，只要fs≥2fm，對(duì)抽樣值再進(jìn)行n位編碼，那么fs越大n位越長(zhǎng)，數(shù)字信號(hào)就越接近模擬信號(hào)m(t)，其碼速率Rb的計(jì)算公式為：

Rb=fs*n……2-2-15通信原理與應(yīng)用概述（三）Nquist定理可以理解為:(a)