铁道通信-通信基础知识 PPT课件.ppt

解(1)首先进行信噪比的单位转换，根据分贝单位的定义，有得。代入香农公式得出信道容量为(2)设终端输出的符号速率为Rs，每个符号携带的信息量为因而终端输出的信息速率为7Rs。由于信道容量是允许传输的最大信息速率，因此应满足7Rs≤10378所以Rs≤1482符号/秒，所以终端所允许的最大输出符号速率为1482符号/秒。1.4通信系统的主要性能指标设计或评价一个通信系统时，往往要涉及通信系统的性能指标，否则就无法衡量通信系统质量的优劣。通信系统的性能指标归纳起来有以下几个：(1)有效性：指信息的传输速度或传输信息所占用的信道带宽。(2)可靠性：指接收信息的准确程度。(3)适应性：指使用时对环境的要求。(5)经济性：指成本的高低。(4)标准性：指使用的元部件及接口等的标准化程度。(6)可维护性：使用维护是否方便等。从信息传输的角度来看，通信系统最主要的性能指标是有效性和可靠性。因为，对通信的最基本要求就是高效、准确地传递信息。这两个指标体现了对通信系统最基本的要求，也是设计或使用一个通信系统首先要考虑的问题。有效性和可靠性这两个要求通常是矛盾的，即系统有效性的提高往往会导致可靠性的下降，反之亦然。因此只能根据需要和技术发展水平尽可能取得统一。例如，在一定可靠性指标下，尽量提高消息的传输速度。或者在一定有效性条件下，使消息的传输质量尽可能高。模拟通信和数字通信反映有效性和可靠性的具体指标内容差别较大，因此需要分别加以说明。1.4.1模拟通信系统的有效性与可靠性1.有效性在模拟通信系统中，系统的传输有效性通常用每路信号的有效传输带宽来衡量。这是因为，当信道的带宽给定后，每路信号的有效传输带宽越窄，信道内允许同时传送的信号路数越多，这种系统的传输有效性就越好。而信号的有效传输带宽与调制方式有关。例如，在传输一个消息(或节目)时，调频波的带宽要比调幅波的带宽宽许多，因此，调频通信系统的传输有效性不如调幅通信系统。2.可靠性模拟通信系统的传输可靠性通常用通信系统的输出信噪比来衡量。由于系统内存在噪声，因而接收到的波形实际上是信号和噪声的混合物，它们经过解调器解调后同时在通信系统的输出端出现。因此，噪声对模拟通信系统的影响一般用输出端的有用信号功率与噪声功率之比来衡量，这就是输出信噪比。显然，一个系统输出信噪比越高，收到消息的准确性越高，通信质量就越好。如普通电话要求信噪比在26dB以上，电视图像要求信噪比在40dB以上。应该指出，输出信噪比一方面与接收的信号功率和系统的噪声功率有关，另一方面又和采用的调制解调方式有很大关系。这是因为，对于不同的调制方式，接收端采用不同的解调器，而各种解调器抑制噪声的能力大不相同。例如，在调频通信系统中采用鉴频器解调调频信号，它具有较强的抑制噪声的能力，因此，该系统的输出信噪比较高。而调幅通信系统常采用包络检波器来解调调幅信号，这种系统的输出信噪比较低。综合比较可知，调频通信系统的传输可靠性一般比调幅通信系统的好。调频通信系统传输可靠性高是牺牲有效性(占用较宽的系统带宽)换取的。1.4.2数字通信系统的有效性与可靠性在数字通信系统中传输的是数字信号。数字信号实际上可以看成是代表消息的一组脉冲序列，每一个脉冲称为一个码元，码元也称为符号。若码元(符号)能取两个不同的值，则称为二进制码元，相应的数字信号称为二进制信号。同样的道理，若码元(符号)能取M个不同的值，则称为M进制码元，相应的数字信号称为M进制信号。图1.4.1所示为二进制和四进制数字信号的码元序列。图1.4.1二进制和四进制数字信号的码元序列1.有效性数字通信系统的有效性可以用码元传输速率或信息传输速率来衡量。码元传输速率又称码元速率或符号速率，简称传码率，它被定义为单位时间所传送的码元数目，用Rs表示，单位为波特(Baud)，有时简写为B。波特就是符号/秒或码元/秒。例如，某系统每秒传送1000个码元，则该系统的传码率就是1000波特。传码率越高，单位时间内传送的码元数目越多，系统的传输有效性就越好。传码率Rs和码元间隔(码元持续时间)Ts之间有着十分简单的关系信息传输速率或传信率用Rb表示，定义为单位时间内所传送的信息量，单位为bit/s(比特/秒)，简化为b/s。说明：(1)不同进制的码元所携带的信息量是不同的。例如一个四进制码元可以表示四种不同的数字信息，而一个二进制码元则只能表示两种不同的数字信息。因此，即使两个系统的传码率相同，如果它们