1、Communications System and Simulink1.1 1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念1.2 1.2 通信系统分类通信系统分类1.3 1.3 数字通信系统数字通信系统1.4 1.4 通信系统举例通信系统举例第一章第一章 概述概述Communications System and Simulink本讲重点本讲重点v数字通信系统组成及各部分的功能数字通信系统组成及各部分的功能v数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标v数字通信系统仿真方法数字通信系统仿真方法Communications System and Simulink通信通信 广义上说广义上说用任何方法
2、通用任何方法通过任何媒介跨过任何媒介跨时时/空传递信空传递信息，均称为通息，均称为通信信。1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念Communications System and Simulink通信通信 广义上说广义上说用任何方法通用任何方法通过任何媒介过任何媒介跨跨时时/空传递信空传递信息，息，均称为通均称为通信信。1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念Communications System and Simulink通信通信 广义上说广义上说用任何方法通用任何方法通过任何媒介过任何媒介跨跨时时/空传递信空传递信息，息，均称为通均称为通信信。1.1 通信系统的基本概念通信系统
3、的基本概念Communications System and Simulink通信通信 广义上说广义上说用任何方法通用任何方法通过任何媒介过任何媒介跨跨时时/空传递信空传递信息，息，均称为通均称为通信信。1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念Communications System and Simulink通信的任务通信的任务克服距离的障碍，快速、准确传递信息。克服距离的障碍，快速、准确传递信息。通信的基本形式通信的基本形式在信源与信宿之间建立一个传输信息的通在信源与信宿之间建立一个传输信息的通道道信道。信道。通信系统通信系统实现通信过程的全部技术设备和信道实现通信过程的全部技术设备和
4、信道(媒质媒质)的总和。的总和。1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念发送设备发送设备接收设备接收设备信道信道信源信源信宿信宿Communications System and Simulink1.1 1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念1.2 1.2 通信系统分类通信系统分类1.3 1.3 数字通信系统数字通信系统1.4 1.4 通信系统举例通信系统举例第一章第一章 概述概述Communications System and Simulink按消息类型分类按消息类型分类 电报电报 数据数据图像图像 传真传真 电话电话 综合业务综合业务1.2 通信系统分类通信系统分类Commun
5、ications System and Simulink按传输媒质分类按传输媒质分类 无线无线电缆通信电缆通信光纤通信光纤通信短波通信短波通信卫星通信卫星通信 有线有线微波中继通信微波中继通信1.2 通信系统分类通信系统分类Communications System and Simulink按传输信号的特征分类按传输信号的特征分类 数字通信数字通信 模拟通信模拟通信1.2 通信系统分类通信系统分类Communications System and Simulink1.1 1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念1.2 1.2 通信系统分类通信系统分类1.3 1.3 数字通信系统数字通信系统
6、1.4 1.4 通信系统举例通信系统举例第一章第一章 通信系统概述通信系统概述Communications System and Simulink1.3 数字通信系统数字通信系统1.3.1 1.3.1 数字通信的概念数字通信的概念1.3.2 1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成1.3.4 1.3.4 数字通信系统仿真数字通信系统仿真1.3.3 1.3.3 数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标Communications System and Simulink常见的数字信号常见的数字信号:电报、电报、计算机的输计算机的输入入/输出、输出、数字化的电视或图象、数字化的电视或图象
7、、数字化数字化的语言和数据等。的语言和数据等。1.3.1 数字通信的概念数字通信的概念数字通信是以数字信号形式传送信息数字通信是以数字信号形式传送信息的通信形式。的通信形式。Communications System and Simulink1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰Communications System and Simulink信源编/译码 数据压缩数据压缩/解压缩解压缩(提高信息传输的有效性提高信息传输的有效性)信信源源信源信源编码编码信道信道编
8、码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰 需要时完成需要时完成A/DA/D、D/AD/A转换转换1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰信道编/译码通过编通过编/译码来控制差错译码来控制差错(用于提高信息用于提高信息传输的可靠性传输的可靠性)1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink
9、信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰调制/解调把数字信号转换成适于信道传输的信号把数字信号转换成适于信道传输的信号/解调为调制的反过程解调为调制的反过程 。1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink调制信道调制信道信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰信道传输信息的通道。传输信息的通道。狭义信道：指信号传输媒质；狭义信道：指信号传输媒质；广义信道：有调制信道
10、和编码信道。广义信道：有调制信道和编码信道。1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink编码信道编码信道信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰信道传输信息的通道。传输信息的通道。狭义信道：指传输媒质；狭义信道：指传输媒质；广义信道：有调制信道和编码信道。广义信道：有调制信道和编码信道。1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink信信源源信源信源编码编码信道信道编码编码调调
11、制制信道信道信信宿宿信源信源译码译码信道信道译码译码解解调调噪声噪声干扰干扰同步子系统用于建立通信系统收发两端相对一致的时间用于建立通信系统收发两端相对一致的时间关系。关系。载波同步载波同步 位同步位同步 群同步群同步 网同步网同步1.3.2 数字通信系统的组成数字通信系统的组成Communications System and Simulink军事数字通信系统的一般模型军事数字通信系统的一般模型Communications System and Simulink1.3.3 数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标u有效性有效性在给定时间、给定信道内能传输的信在给定时间、给定信道内能传输的
12、信息内容的多少。息内容的多少。u可靠性可靠性接收信息的准确程度接收信息的准确程度。Communications System and Simulinku有效性指标有效性指标-传输数率传输数率码元传输速率码元传输速率(B，波特，波特)传码率，传码率，sR比特传输速率比特传输速率(b/s)传信率，传信率，bR2logbsRRM对于对于M进制码元，进制码元，1.3.3 数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能指标Communications System and Simulink数字通信系统的有效性指标数字通信系统的有效性指标 频带利用率频带利用率比较系统有效性时，但比较系统有效性时，但看它的传输速
13、率是不够的，还应看在这样看它的传输速率是不够的，还应看在这样的传输速率下所占信道的频带宽度。的传输速率下所占信道的频带宽度。bRB 现实情况下，调制方式现实情况下，调制方式MPSKMPSK或者或者MQAMMQAM的频带利用率：的频带利用率：22loglog(1)(1)bBBRRMMBRCommunications System and Simulinku可靠性指标可靠性指标误比特率（误信率）误比特率（误信率）误码率（误符号率）误码率（误符号率）传输总比特数传输总比特数bP 错误比特数错误比特数传输总码元数传输总码元数sP 错误码元数错误码元数1.3.3 数字通信系统的性能指标数字通信系统的性能
14、指标Communications System and Simulink实例1-1 一个数字传输系统，一个数字传输系统，QPSKQPSK调制、信息速率调制、信息速率64kbit/s64kbit/s，滚降系数为，滚降系数为0.20.2，噪声的单边功率谱密，噪声的单边功率谱密度度n n0 0=-120dBm/Hz,=-120dBm/Hz,接收信号功率为接收信号功率为-63dBm,-63dBm,如果如果该系统该系统,为保证还原后的话音达到优质为保证还原后的话音达到优质,要求系统要求系统Pb=10Pb=10-4-4,为此要求归一化信噪比为此要求归一化信噪比Eb/nEb/n0 0=8.4dB,=8.4d
15、B,据据此回答此回答,系统的频带利用率多少？该系统的通信系统的频带利用率多少？该系统的通信质量是否达到了通信质量要求，为什么？质量是否达到了通信质量要求，为什么？Communications System and Simulink1.3.4 数字通信系统仿真数字通信系统仿真包括两部分内容：包括两部分内容：通信系统仿真是以通信系统为研究对象建通信系统仿真是以通信系统为研究对象建立模型，利用计算机对模型进行运算以达到立模型，利用计算机对模型进行运算以达到模拟实际通信系统的目的。模拟实际通信系统的目的。一、通信系统仿真的概念一、通信系统仿真的概念 一是通信系统的模型构造；一是通信系统的模型构造；二是
16、通信系统模型的使用和执行。二是通信系统模型的使用和执行。Communications System and Simulink1.3.4 数字通信系统仿真数字通信系统仿真二、通信系统仿真建模的主要内容二、通信系统仿真建模的主要内容 1 1、信号源、信号源:通信系统仿真的起点或者某个子通信系统仿真的起点或者某个子系统的中继，或者是噪声和干扰。系统的中继，或者是噪声和干扰。2 2、发射机、发射机:将信号源产生的信号变换成信道将信号源产生的信号变换成信道中传输的仿真波形。中传输的仿真波形。3 3、信道、信道:提供了信号源与收信者之间的连接提供了信号源与收信者之间的连接通路。通路。4 4、接收机、接收机
17、:对信道输出信号反变换，恢复发对信道输出信号反变换，恢复发射机传送的信息。射机传送的信息。Communications System and Simulink1.3.4 数字通信系统仿真数字通信系统仿真信息源信息源QAM调制调制发射发射滤波器滤波器非线性非线性放大放大接收接收滤波器滤波器差错率差错率估计器估计器信宿信宿噪声源噪声源1噪声源噪声源2通信系统仿真简化模型通信系统仿真简化模型三、系统仿真方法三、系统仿真方法Communications System and Simulink1.3.4 数字通信系统仿真数字通信系统仿真三、系统仿真方法三、系统仿真方法1 1、建模，模型初始描述、建模，模
18、型初始描述2 2、完善系统输入数据、完善系统输入数据3 3、对输出结果分析和可信度检验、对输出结果分析和可信度检验得到系统性能指标得到系统性能指标Communications System and Simulink四、通信系统建模原则四、通信系统建模原则u分层表示：自顶向下分层表示：自顶向下最高层最高层子模块子模块1子模块子模块2子模块子模块n。子模块子模块1子模块子模块n。子模块子模块1子模块子模块n。第一层第一层第二层第二层第三层第三层Communications System and Simulink分层表示分层表示 模块化设计模块化设计 简化运算简化运算 1.3.4 数字通信系统仿真数
19、字通信系统仿真四、通信系统建模原则四、通信系统建模原则Communications System and Simulink五、仿真误差控制五、仿真误差控制u建模误差建模误差包括系统建模误差、设备建模误差和包括系统建模误差、设备建模误差和随机过程建模误差。随机过程建模误差。u处理误差处理误差是仿真固有本质。是仿真固有本质。u误差控制误差控制控制在允许范围内。控制在允许范围内。Communications System and Simulink1.1 1.1 通信系统的基本概念通信系统的基本概念1.2 1.2 通信系统分类通信系统分类1.3 1.3 数字通信系统数字通信系统1.4 1.4 通信系统
20、举例通信系统举例第一章第一章 通信系统概述通信系统概述Communications System and Simulink1.4 通信系统举例通信系统举例1.1.电缆通信系统电缆通信系统3.3.卫星通信系统卫星通信系统4.4.移动通信系统移动通信系统5.5.光纤通信系统光纤通信系统6.6.短波通信系统短波通信系统2.2.微波中继通信系统微波中继通信系统Communications System and Simulink.高高频频头头功功分分器器卫星电视卫星电视接收机接收机卫星电视卫星电视接收机接收机合合路路器器插入自制节目插入自制节目功功分分器器功功分分器器电视机电视机电缆通信系统电缆通信系统
21、1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulink微波中继通信系统微波中继通信系统1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulink卫星通信系统卫星通信系统1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulink1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulink移动通信系统移动通信系统市市话话局局移移动动业业务务交交换换中中心心BSBSBS中继线中继线(有线有线)中继线中继线(有线或无线有线或无线)公用
22、电话网公用电话网公用移动网公用移动网无线小区无线小区(PSTN)(PSTN)(PSMN)(PSMN)1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulinkl光纤通信已用于：光纤通信已用于：光纤通信系统光纤通信系统市话局间线路市话局间线路长途干线和海底线路长途干线和海底线路各种局部地区数字网和计算机网各种局部地区数字网和计算机网光纤通信、卫星通信、移动通信的结合，光纤通信、卫星通信、移动通信的结合，已成为现代通信的主要方式。光纤通信也已成已成为现代通信的主要方式。光纤通信也已成为现代通信网络的骨干，并且是信息化社会的为现代通信网络的骨干，并且是信息化
23、社会的显著标志和重要支柱之一。显著标志和重要支柱之一。l宽频带，无中继，传输距离远。宽频带，无中继，传输距离远。1.4 通信系统举例通信系统举例Communications System and Simulink通信网正朝着数字化、业务综合化、宽带通信网正朝着数字化、业务综合化、宽带化、智能化、个人化、标准化方向发展化、智能化、个人化、标准化方向发展！以各种通信系统（或网络）为基础组成现以各种通信系统（或网络）为基础组成现代通信网，正提供广泛的信息服务代通信网，正提供广泛的信息服务。“个人通信个人通信”的目标的目标：每个人都可拥有自：每个人都可拥有自己的个人通信号码，可在任何时间、任何地点己的个人通信号码，可在任何时间、任何地点与任何人实现任何形式的通信。与任何人实现任何形式的通信。通信网通信网1.4 通信系统举例通信系统举例
