通信原理实验课件(新)
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通信原理(第八章新型数字带通调制技术)PPT课件
实例分析
QPSK（四相相移键控调制）
在PSK的基础上，将相位划分为四个不同的状态，每个状态表示两个 比特的信息，提高了频谱利用率和传输速率。
16-QAM（十六进制正交幅度调制）
在QAM的基础上，将幅度划分为16个不同的状态，每个状态表示4个 比特的信息，进一步提高了频谱利用率和传输速率。
OFDM（正交频分复用调制）
20世纪70年代，随着数字信号处理技 术的发展，多种新型数字带通调制技 术如QPSK、QAM等开始出现。
02
数字带通调制技术的基本原理
数字信号的调制过程
调制概念
调制是将低频信号（如声音、图像等）转换成高频信号的过程， 以便传输。
数字信号的调制方式
数字信号的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK） 和相位键控（PSK）等。
通信原理(第八章新型数字带 通调制技术)ppt课件
• 引言 • 数字带通调制技术的基本原理 • 新型数字带通调制技术介绍 • 新型数字带通调制技术的应用场景
• 新型数字带通调制技术的优势与挑 战
• 新型数字带通调制技术的实现方法 与实例分析
01
引言
新型数字带通调制技术的定义与重要性
定义
新型数字带通调制技术是指利用数字 信号调制载波的幅度、频率或相位， 以实现信号传输的技术。
光纤通信系统
在光纤通信系统中，新型数字带通调制技术如偏振复用正交频分复用（PD-OFDM） 被用于实现高速、大容量的数据传输，满足不断增长的网络流量需求。
卫星通信系统
广播卫星
在广播卫星中，新型数字带通调制技术如正交频分复用（OFDM）被用于发送多路电视信号和其他多媒 体内容，提供高质量的广播服务。
将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上进行调制，提 高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
《通信原理》课件第16讲 相移键控PSK
6
为什么还要采用相对相移键控？
由于绝对相移键控是用已调载波的不同相位来 表示基带信号的。
在解调时必须先恢复载波，然后把载波与 2CPSK信号进行比较才能恢复基带信号
7
载波如何恢复？
接收端一般采用二分频电路恢复载波 恢复载波有时与发送载波同相，有时与发送载
波反相 给绝对相移键控的解调带来了困难
相干解调(极性比较法)加码反变换法
e2DPSK (t) 带通
滤波器
a
相乘器
c
d
低通
滤波器
抽样 判决器
e
码反
变换器
cosct b
定时 脉冲
1
1
0
1
0
f
输出
解调时由于载波相 a
t
位模糊也会使解调
出的相对码出现”0” b
和“1”倒置,但经码 反变换器得到的绝 c
对码不会出现任何
d
倒置的现象。
t
t
r (t)> 0，判为0 r(t)< 0，t 判为 1
4
什么是相对相移键控（2DPSK）
利用前后码元载波振荡相位的相对变化，来表 示数字符号传递信息。
例如发0码时相位与前一个码元的相位不变， 发1码时相位与前一码元的相位变化∏
5
与绝对调相不同的是
基准相位不是未调载波振荡相位，而是前一码 元的已调载波振荡相位。
绝对相移键控波形规律比较简单，而相对相移 键控波形比较复杂。
9
采用相对相移键控的好处
虽然波形复杂，但基带信号是由相邻码元相位 变化表示明确
变化与载波相位无直接关系，不存在相位模糊 问题
实际设备中，相对相移键控得到广泛应用
10
为什么还要采用相对相移键控？
由于绝对相移键控是用已调载波的不同相位来 表示基带信号的。
在解调时必须先恢复载波，然后把载波与 2CPSK信号进行比较才能恢复基带信号
7
载波如何恢复？
接收端一般采用二分频电路恢复载波 恢复载波有时与发送载波同相，有时与发送载
波反相 给绝对相移键控的解调带来了困难
相干解调(极性比较法)加码反变换法
e2DPSK (t) 带通
滤波器
a
相乘器
c
d
低通
滤波器
抽样 判决器
e
码反
变换器
cosct b
定时 脉冲
1
1
0
1
0
f
输出
解调时由于载波相 a
t
位模糊也会使解调
出的相对码出现”0” b
和“1”倒置,但经码 反变换器得到的绝 c
对码不会出现任何
d
倒置的现象。
t
t
r (t)> 0，判为0 r(t)< 0，t 判为 1
4
什么是相对相移键控（2DPSK）
利用前后码元载波振荡相位的相对变化，来表 示数字符号传递信息。
例如发0码时相位与前一个码元的相位不变， 发1码时相位与前一码元的相位变化∏
5
与绝对调相不同的是
基准相位不是未调载波振荡相位，而是前一码 元的已调载波振荡相位。
绝对相移键控波形规律比较简单，而相对相移 键控波形比较复杂。
9
采用相对相移键控的好处
虽然波形复杂，但基带信号是由相邻码元相位 变化表示明确
变化与载波相位无直接关系，不存在相位模糊 问题
实际设备中，相对相移键控得到广泛应用
10
通信原理 课件 ppt
信号与系统之间存在密切的关系。一个系统通常由输入、输出和系统本身组成，而信号 则是通过系统传输的物质。系统对信号具有处理、变换和传输等功能。在通信原理中， 信号需要通过系统进行传输，因此信号与系统的关系是密不可分的。信号的特性和系统
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析
通信原理ppt课件
移动通信系统组成
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
通信原理ppt课件
通信网络协议与体系结构
OSI模型
开放系统互联参考模型，将通信 协议划分为七个层次，从上到下 依次为应用层、表示层、会话层 、传输层、网络层、数据链路层
和物理层。
协议栈
协议栈是指协议的层次结构，不 同的协议栈对应不同的应用场景
和需求。
路由协议
路由协议用于在路由器之间传递 路由信息，实现网络的互联互通
多址复用技术可以提高频谱利用率和系统容量，包括频分复用、时 分复用和码分复用等。
多址干扰抑制
多址干扰是无线通信中常见的问题，可以通过多种技术手段进行抑 制，如频域滤波、时域滤波和空域滤波等。
06
通信网络原理
通信网络的拓扑结构
星型拓扑
总线型拓扑
每个节点都直接连接到中央节点，便于集 中管理和控制，但一旦中央节点出现故障 ，整个网络将瘫痪。
抗干扰能力强
数字信号在传输过程中不易受到噪声和干扰的影 响，能够保证通信质量。
易于存储和传输
数字信号可以方便地存储在数字存储介质上，并 且可以通过数字通信网络进行传输。
数字信号的调制与解调
调制方式
数字调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等，可 以根据不同的应用场景选择合适的调制方式。
解调方式
数字解调方式包括相干解调和非相干解调，相干解调需要 使用载波信号，而非相干解调不需要。
连续信号与离散信号
周期信号与非周期信号
周期信号具有重复性，而非周期 信号则不具备。
连续信号在时间或空间上连续变 化，而离散信号则具有间断性。
实信号与复信号
实信号的振幅和相位都是实数， 而复信号则包括实部和虚部。
总结词
信号的分类与特性
确定性信号与随机信号
确定性信号的值可以确定，而随 机信号的值则无法预测。
通信原理ppt课件
5G技术发展趋势
未来，5G技术将进一步演进，支持更 多频段、更高速度和更低延迟，同时 将促进更多创新业务的发展。
物联网技术在通信领域的应用与前景
物联网技术在通信领域的应用
物联网技术在智能家居、智能交通、智能医疗等领域的应用不断深化，为人们的 生活带来便利。
物联网技术的未来前景
未来，随着技术的不断进步，物联网将进一步扩展应用范围，与人工智能、云计 算等技术结合，形成更加智能化的解决方案。
PART 02
模拟通信
REPORTING
模拟通信的基本概念
模拟通信定义
模拟通信是以时间连续的模拟信 号表示信息，如语音、视频等。
模拟通信原理
模拟通信通过将信息转化为电流、 电压、电磁波等物理量，在传输过 程中进行调制和解调，最终还原为 原始信号。
模拟通信系统组成
模拟通信系统包括信源、调制器、 信道、解调器、信宿等部分。
通信的基本要素
通信的基本要素包括信息 源、发送设备、传输介质 、接收设备和目的地。
通信系统的组成
发送设备
发送设备是将信息转换为电信 号或光信号的设备，如调制器 、放大器等。
接收设备
接收设备是将电信号或光信号 转换为信息的设备，如解调器 、放大器等。
信息源
信息源是指产生信息的源头， 可以是各种传感器、计算机、 麦克风等。
模拟信号的调制与解调
调制定义
调制是将原始信号转化为适合传 输的信号的过程，常见的调制方
式包括调幅、调频和调相。
解调定义
解调是将接收到的调制信号还原 为原始信号的过程，与调制相反
。ห้องสมุดไป่ตู้
调制与解调的应用
调制与解调在无线通信、有线通 信、卫星通信等领域都有广泛应
未来，5G技术将进一步演进，支持更 多频段、更高速度和更低延迟，同时 将促进更多创新业务的发展。
物联网技术在通信领域的应用与前景
物联网技术在通信领域的应用
物联网技术在智能家居、智能交通、智能医疗等领域的应用不断深化，为人们的 生活带来便利。
物联网技术的未来前景
未来，随着技术的不断进步，物联网将进一步扩展应用范围，与人工智能、云计 算等技术结合，形成更加智能化的解决方案。
PART 02
模拟通信
REPORTING
模拟通信的基本概念
模拟通信定义
模拟通信是以时间连续的模拟信 号表示信息，如语音、视频等。
模拟通信原理
模拟通信通过将信息转化为电流、 电压、电磁波等物理量，在传输过 程中进行调制和解调，最终还原为 原始信号。
模拟通信系统组成
模拟通信系统包括信源、调制器、 信道、解调器、信宿等部分。
通信的基本要素
通信的基本要素包括信息 源、发送设备、传输介质 、接收设备和目的地。
通信系统的组成
发送设备
发送设备是将信息转换为电信 号或光信号的设备，如调制器 、放大器等。
接收设备
接收设备是将电信号或光信号 转换为信息的设备，如解调器 、放大器等。
信息源
信息源是指产生信息的源头， 可以是各种传感器、计算机、 麦克风等。
模拟信号的调制与解调
调制定义
调制是将原始信号转化为适合传 输的信号的过程，常见的调制方
式包括调幅、调频和调相。
解调定义
解调是将接收到的调制信号还原 为原始信号的过程，与调制相反
。ห้องสมุดไป่ตู้
调制与解调的应用
调制与解调在无线通信、有线通 信、卫星通信等领域都有广泛应
通信原理课件第一章.pptx
第1章 绪 论
第三代移动通信系统是向未来个人通信发展的一个重要阶 段，具有里程碑和划时代的意义，让我们关注其发展态势， 迎接它的到来。
目前，我国电话网的规模和技术层次均有质的变化，已初 步建成了以光缆为主，微波、卫星综合利用，固定电话、移动 通信、多媒体通信多网并存，覆盖全国城乡，通达世界各地， 大容量、 高速度、 安全可靠的电信网。
通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通 信、光缆通信等。无线通信形式较多，常见的有微波通信、 短波通信、 移动通信、 卫星通信、 散射通信等。
第1章 绪 论
2. 按信道中传输的信号分类
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、 相位， 脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值， 且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。 模拟信号有时也称连续信号， 这个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)， 而不一定在时间上也连续这里指的某一参量是指我们关 心的并作为研究对象的那一参量，绝不是仅指时间参量。当然， 对于参量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问是模 拟信号，如强弱连续变化的语言信号、亮度连续变化的电视图 像信号等都是模拟信号。
用途
音频、电话、数据终端、长距离导航、 时标
导航、信标、电力线通信
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
移动无线电话、短波广播、定点军用通 信、业余无线电 电视、调频广
播、空中管制、车辆通信、导航、集群 通信、无线寻呼
300MHz~3GHz
100 10cm
特高频
波导
电视、空间遥测、雷达导航、点对点通
UHF 分米波无线电
第1章 绪 论
1.2 通 信 的 概 念
1.2.1 通信的定义
《通信原理详尽》课件
调相广播是指采用调相方式进行无线电广播的方 式。调相广播具有传输距离远、覆盖范围广等特 点。
调频广播与调相广播的比较
调频广播在音质、抗干扰能力和覆盖范围等方面 表现优于调相广播，因此在现代无线电广播中占 据主导地位。
04
数字通信原理
数字信号的特性
离散性
确定性
数字信号在时间上和幅度上都是离散的， 取值一般为二进制形式（0或1）。
信息源
产生原始信息的设备，如麦克 风、键盘等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
目的地
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用物理线路进行信号传输， 如电话线、光纤等。
无线通信
利用电磁波进行信号传输，如 手机、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站进行信号 传输。
数字通信
利用数字信号进行传输，如数 字电视、数字电话等。
信号的特性
幅度、频率、相位等。
信号的频域分析
傅里叶变换、频谱分析等。
信道的分类与特性
信道的分类
01
有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道等。
信道的特性
02
带宽、容量、噪声等。
信道的衰减
03
随距离、频率等因素变化的信号衰减。
信号在信道中的传
信号传输方式
调制传输、基带传输等。
信号在信道中的Biblioteka 真由于信道特性引起的信号失真。
远程控制
通过无线或有线通信技术，实现 工业设备的远程监控和操作。
物联网
将各种传感器、控制器与互联网 连接起来，实现智能化监控和管
理。
自动化生产线
利用通信技术实现生产线的自动 化控制和数据传输。
调频广播与调相广播的比较
调频广播在音质、抗干扰能力和覆盖范围等方面 表现优于调相广播，因此在现代无线电广播中占 据主导地位。
04
数字通信原理
数字信号的特性
离散性
确定性
数字信号在时间上和幅度上都是离散的， 取值一般为二进制形式（0或1）。
信息源
产生原始信息的设备，如麦克 风、键盘等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
目的地
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用物理线路进行信号传输， 如电话线、光纤等。
无线通信
利用电磁波进行信号传输，如 手机、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站进行信号 传输。
数字通信
利用数字信号进行传输，如数 字电视、数字电话等。
信号的特性
幅度、频率、相位等。
信号的频域分析
傅里叶变换、频谱分析等。
信道的分类与特性
信道的分类
01
有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道等。
信道的特性
02
带宽、容量、噪声等。
信道的衰减
03
随距离、频率等因素变化的信号衰减。
信号在信道中的传
信号传输方式
调制传输、基带传输等。
信号在信道中的Biblioteka 真由于信道特性引起的信号失真。
远程控制
通过无线或有线通信技术，实现 工业设备的远程监控和操作。
物联网
将各种传感器、控制器与互联网 连接起来，实现智能化监控和管
理。
自动化生产线
利用通信技术实现生产线的自动 化控制和数据传输。
(新)通信原理实验PPT课件
五、实验步骤
1．将信号源模块小心地固定在主机箱中，确 保电源接触良好。
2．插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关， 再按下开关POWER1、POWER2，发光二极 管LED001、LED002发光，按一下复位 键，信号源模块开始工作。
3．模拟信号源部分
①观察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正 弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器“32K 幅度调节”、“64K幅度调节”、“1M幅度调节”可 分别改变各正弦波的幅度。
②按下“复位”按键使U006复位，波形指示灯 “正弦波”亮，波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、 “方波”以及发光二极管LED007灭，数码管 M001~M004显示“2000”。
③按一下“波形选择”按键，波形指示灯“三角波” 亮（其他仍熄灭），此时信号输出点“模拟输出”的 输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键，四 个波形指示灯轮流发亮，此时“模拟输出”点轮流输 出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
④将波形选择为正弦波（对应发光二极管
亮），转动旋转编码器K001，改变输出信号
的频率（顺时针转增大，逆时针转减小），
观察“模拟输出”点的波形，并用频率计查
看其频率与数码管显示的是否一致。转动电 位器“幅度调节1”可改变输出信号的幅度， 幅度最大可达3V以上。（注意，发光二极管 LED007熄灭，转动旋转编码器K001时，频 率以1Hz为单位变化；按一下K001， LED007亮，此时转动K001，频率以50Hz为 单位变化；再按一下K001，频率再次以1Hz 为单位变化）
三、实验器材
信号源模块 20M双踪示波器 连接线
一台 若干
四、实验原理
模拟信号源部分
频率调节 单 片 机
波形选择
通信原理课件第2章确知信号
测试信号
用于系统性能测试和故障诊断，如误码率测试和信号质量评估等。
THANKS
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确知信号的应用
在通信系统中，确知信号常被用作载 波信号或调制信号，以传递信息。
可以用确定的数学函数来表示确知信 号，例如正弦波、余弦波、方波等。
确知信号的分类
周期信号和非周期信号
根据信号波形重复性的不同，可以将确知信号分为周期信号和非周期信号。周 期信号的波形在时间上重复出现，而非周期信号则没有这种重复性。
确定性
确知信号的波形是确定的 ，不受外界干扰的影响， 因此其取值是确定的，不 具有随机性。
02
CATALOGUE
确知信号的频域分析
频域分析的基本概念
频域
在信号处理中，频域是描述信号 频率特性的一个抽象空间，通过 将信号分解为不同频率的正弦波
分量来研究信号的频率特性。
傅里叶分析
傅里叶分析是研究信号在频域中 的性质和行为的一种数学工具， 通过将信号表示为正弦波的叠加 ，可以分析信号的频率成分和频
能量信号与功率信号
能量信号是指能量有限的信号，其能量值在时间上可变；功率信号是指功率有限的信号， 其功率值在时间上可变。能量信号和功率信号的时域波形和频域特性有所不同。
确知信号的时域运算
信号的加法与减法
将两个同频率、同相位的信号相加或相减，可以得到一个新的信号。新信号的幅度和相位可以通过简单的代数运算得 到。
率变化。
频谱
频谱是信号在频域中的表示形式 ，通过将信号的幅度或功率随频 率变化的规律绘制成图，可以直
观地了解信号的频率特性。
确知信号的频谱
确定性信号
确知信号也称为确定性信号，是 指信号在时间上是确定的，即对 于任意给定的时间，信号都有一
用于系统性能测试和故障诊断，如误码率测试和信号质量评估等。
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确知信号的应用
在通信系统中，确知信号常被用作载 波信号或调制信号，以传递信息。
可以用确定的数学函数来表示确知信 号，例如正弦波、余弦波、方波等。
确知信号的分类
周期信号和非周期信号
根据信号波形重复性的不同，可以将确知信号分为周期信号和非周期信号。周 期信号的波形在时间上重复出现，而非周期信号则没有这种重复性。
确定性
确知信号的波形是确定的 ，不受外界干扰的影响， 因此其取值是确定的，不 具有随机性。
02
CATALOGUE
确知信号的频域分析
频域分析的基本概念
频域
在信号处理中，频域是描述信号 频率特性的一个抽象空间，通过 将信号分解为不同频率的正弦波
分量来研究信号的频率特性。
傅里叶分析
傅里叶分析是研究信号在频域中 的性质和行为的一种数学工具， 通过将信号表示为正弦波的叠加 ，可以分析信号的频率成分和频
能量信号与功率信号
能量信号是指能量有限的信号，其能量值在时间上可变；功率信号是指功率有限的信号， 其功率值在时间上可变。能量信号和功率信号的时域波形和频域特性有所不同。
确知信号的时域运算
信号的加法与减法
将两个同频率、同相位的信号相加或相减，可以得到一个新的信号。新信号的幅度和相位可以通过简单的代数运算得 到。
率变化。
频谱
频谱是信号在频域中的表示形式 ，通过将信号的幅度或功率随频 率变化的规律绘制成图，可以直
观地了解信号的频率特性。
确知信号的频谱
确定性信号
确知信号也称为确定性信号，是 指信号在时间上是确定的，即对 于任意给定的时间，信号都有一
通信原理课件
လܹᆓ 6RXWKZHVW -LDRWRQJ 8QLYHUVLW\ -4-
ɴҷỞֵॳˊ ciple of Modern Communications
ഀຬ(Twisted Pair)
A twisted pair consists of two insulated copper wires, typically about 1 mm thick. The wires are twisted together in a helical form, just like a DNA molecule. Twisting is done because two parallel wires constitute a fine antenna. When the wires are twisted, the waves from different twists cancel out, so the wire radiates less effectively.
လܹᆓ 6RXWKZHVW -LDRWRQJ 8QLYHUVLW\ -5-
ɴҷỞֵॳˊ Principle of Modern Communications
ઝఘඔྑ
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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ԛసჃ ԁူႎಒ
Chapter 3 Channel and Noise
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
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ഀຬ(Twisted Pair)
A twisted pair consists of two insulated copper wires, typically about 1 mm thick. The wires are twisted together in a helical form, just like a DNA molecule. Twisting is done because two parallel wires constitute a fine antenna. When the wires are twisted, the waves from different twists cancel out, so the wire radiates less effectively.
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Chapter 3 Channel and Noise
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
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通信原理(全套1162页PPT课件)
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2.4 信號通過線性時不變系統
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3.2 模擬角度調製
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。
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连续相位FSK调制基带信号观测
实验步骤：
1. TPM02是发送数据信号，TPi03是基带FSK波形。通过菜单选择 为0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号。观测TPM02与 TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点 发送波形的相位连续。 2. 通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤.
返回
AMI码编码规则验证
7位m序列单极性
15位m序列单极性
1码单双极性
7位m序列双极性
15位m序列双极性
0码单双极性
返回
AMI码译码和时延测量
15位m序列输出与输入，时延请 自己测量
7位m序列输出与输入，时延不太 能肯定，因其是短周期
返回
AMI编码信号中同步时钟分量定 性观测
15位m序列单极性时钟能量丰富
李沙育图形
返回
接收位同步信号相位抖动观测
TPMZ07抖动图.全0和全1下接收数据没有跳变沿,译码器无论从何时开 始译码均能正确译码,译码器无须译码,当然就看不到位定时的抖动了.
返回
HDB3码变换规则验证
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KD02设置在2_3位置，KD03设置在HDB3位 置。 2. 将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用 TPD01同步。 3. 将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。 4. 使输入数据端口悬空产生全1码（方法同1），重复上述测试步骤。 5. 使输入数据为全0码（方法同1），重复上述测试步骤。
返回
解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测
实验步骤：
将示波器设置在（x-y）方式，观察TPJ05和TPJ06的 波形。 1. 选择1码（或0码），仔细观测其李沙育信号波形。 2. 选择为0/1码（或特殊码），仔细观测李沙育信号波形
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接收位同步信号相位抖动观测
实验步骤：
用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试
返回
HDB3译码位定时恢复测量
双极性时，收时钟与发时钟不同步
单极性时，收发时钟同步
返回
实验二
一.FSK调制
FSK传输系统实验
二.FSK解调
1.解调基带FSK信号观测 2.解调基带信号的李沙育(x-y)波 形观测 3.接收位同步信号相位抖动观测 4.抽样判决点波形观测 5.解调器位定时恢复与最佳抽样 判决点波形观测 6.位定时锁定和位定时调整观测 7.观察在各种输入码字下FSK的 输入/输出数据
返回
HDB3编码信号中同步时钟分量定 性观测
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置。
2. 将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位 置，观测TPP01波形变化。思考：HDB3编码信号转换为双极性码和单 极性码中那一种码型时钟分量丰富。
返回
发端同相支路和正交支路信号时 域波形观测
实验步骤：
观测TPi03与TPi04两点的波形,分别输入全1(或全0 码),测量其两信号是否满足正交关系.
返回
发端同相支路和正交支路信号的 李沙育(x-y)波形观测
实验步骤：
将示波器设置在（ x-y）方式，可从相平面上观察
TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。
返回
AMI编码信号中同步时钟分量定 性观测
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置。 2. 将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位 置，观测TPP01波形。 3. 将KD02设置在2_3位置，重复上述测试步骤。 4. 使输入数据为全“0”码（方法见1），重复上述测试步骤。
全1码HDB3编码
全0码HDB3编码
返回
HDB3码译码和时延测量
15位m序列，时延自己观察
7位m序列，时延自己观察
返回
HDB3编码信号中同步时钟分量定 性观测
15位m序列单极性时钟能量丰富
1码单极性时钟能量丰富
0码单极性时钟能量丰富
15位m序列双极性时钟能量小
1码双极性时钟能量小
0码双极性时钟能量小
路，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。
返回
观察在各种输入码字下FSK的输 入/输出数据
实验步骤：
通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测 TPM04点输出数据信号是否正确。观测时用TPM02点 信号同步。
返回
解调基带FSK信号观测
1码(或0码)
0/1码
特殊码
返回
解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测
返回
HDB3码译码和时延测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置。 2. 观测TPD01和TPD07波形，用TPD01同步。问：HDB3编码和译码的的数 据时延是多少？ 3.将KX02设置在2_3位置，重复上译步骤测量。问：此时HDB3编码和译码 的的数据时延是多少，为什么？
1码单极性时钟能量丰富
长连0，AMI失步，无时钟能量
15位m序列双极性时钟能量小
1码双极性时钟能量小
长连0，AMI失步，无时钟能量
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AMI译码位定时恢复测量
单极性收发时钟同步
双极性收发时钟不同步。可以通 过采用HDB3或加扰码解决。
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HDB3码变换规则验证
7位m序列HDB3编码
15位m序列HDB3编码
通信原理实验
陈 琳
上海电力学院计算机与信息工程学院 2006年1月
通信原理实验
通信原理实验为配合《通信原理》课程而 开设，是基于南京捷辉科技有限公司开发的 JH5001A实验箱进行的。 目的： 学生通过本实验课程的学习，加深 对通信原理中所学到的基本原理、定理和有关 概念的理解。 要求：学生能明确所做实验的目的、内容 和步骤；了解在实验过程中应该看到的各点波 形；能对观察到的实验现象进行分析，并能将 试验结果和课程中的相关内容联系起来。
1.了解二进制单极性码变换为 AMI/HDB3码的编码规则 2.熟悉HDB3码的基本特征； 3.熟悉HDB3码的编译码器工作 原理和实现方法；
4.根据测量和分析结果，画出电 路关键部位的波形；
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AMI码编码规则验证
实验步骤：
1. KD01设置在M位置、KD02设置在2_3位置、KD03设置在AMI位置（右 端）。 2. 将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用 TPD01同步。 3. 将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。 4. 将KD01拨除，将示波器探头从TPD01测试点移去，使输入数据端口悬 空产生全1码。重复上述测试步骤。 5. 将KD01拨除，用一短路线一端接地，另一端十分小心地插入测试孔 TPD01，使输入数据为全0码（或采用将示波器探头接入TPD01测试点上， 使数据端口不悬空，则输入数据亦为全0码）。重复上述测试步骤。
特殊码序列
断开ki01或ki02
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解调基带FSK信号观测
实验步骤：
用中频电缆连结KO02和JL02,测量解调基带信号测试 点TPJ05，用TPM02作同步. 1. 选择1码（或0码），观测TPJ05测量其信号周期。 2. 选择为0/1码（或特殊码），观测TPJ05, 根据观测 结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形（ TPi03）不同的原因.
实验注意事项
4、做实验时，保持室内安静、整洁；实验 完毕后应整理好仪器设备和导线，放好 凳子，经教师同意后方能离开实验室。 5、杜绝互相拷贝的现象发生，实验报告必 须自己手写。
JH5001型通信原理综合实验系统
实验内容
实验一 AMI/HDB3码型变换实验 实验二 FSK传输系统实验 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 BPSK传输系统实验 DBPSK传输系统实验 PAM编译码器实验 PCM编解码实验 模拟锁相环实验 数字锁相环实验 时分复用（TDM）通信系统综合实验 HDB3线路编码通信系统综合实验
3.将KD02设置在2_3位置，使输入数据为全“1”码，重复上述测试步 骤 4. 使输入数据为全“0”码，重复上述测试步骤。 分析总结：HDB3码与AMI码有何不一样的结果？
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HDB3译码位定时恢复测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2（或2_3）位置，KP02设置 在HDB3位置。 2. 先将KD02设置在2_3位置，测量点TPD02和TPD06波形，用TPD02 同步。然后，再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。 3. 将KD02设置回2_3位置，再将跳线开关KD01拨除，使输入数据为全1 码或全0码（方法见1）。重复上述测试步骤。
1.FSK基带信号观测 2.发端同相支路和正交支路信号时域波 形观测 3.发端同相支路和正交支路信号的李沙 育(x-y)波形观测 4.连续相位FSK调制基带信号观测 5.FSK调制中频信号波形观测
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FSK基带信号观测
实验步骤：
1.选择1码，观察测试点TPi03,测量FSK基带波形周期 2.选择0码,再测一次.
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AMI译码位定时恢复测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置 2. 先将KD02设置在2_3位置，测量TPD02和TPD06波形，用TPD02同 步。再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。 3. 将KD02设置回2_3位置，再将KD01拨除，使输入数据为全1码或全 0码（方法见1）。重复上述测试步骤。 思考：为什么在实际传输系统中使用HDB3码？用其他方法行吗（如扰 码）？
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连续相位FSK调制基带信号观测
实验步骤：
1. TPM02是发送数据信号，TPi03是基带FSK波形。通过菜单选择 为0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号。观测TPM02与 TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点 发送波形的相位连续。 2. 通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤.
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AMI码编码规则验证
7位m序列单极性
15位m序列单极性
1码单双极性
7位m序列双极性
15位m序列双极性
0码单双极性
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AMI码译码和时延测量
15位m序列输出与输入，时延请 自己测量
7位m序列输出与输入，时延不太 能肯定，因其是短周期
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AMI编码信号中同步时钟分量定 性观测
15位m序列单极性时钟能量丰富
李沙育图形
返回
接收位同步信号相位抖动观测
TPMZ07抖动图.全0和全1下接收数据没有跳变沿,译码器无论从何时开 始译码均能正确译码,译码器无须译码,当然就看不到位定时的抖动了.
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HDB3码变换规则验证
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KD02设置在2_3位置，KD03设置在HDB3位 置。 2. 将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用 TPD01同步。 3. 将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。 4. 使输入数据端口悬空产生全1码（方法同1），重复上述测试步骤。 5. 使输入数据为全0码（方法同1），重复上述测试步骤。
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解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测
实验步骤：
将示波器设置在（x-y）方式，观察TPJ05和TPJ06的 波形。 1. 选择1码（或0码），仔细观测其李沙育信号波形。 2. 选择为0/1码（或特殊码），仔细观测李沙育信号波形
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接收位同步信号相位抖动观测
实验步骤：
用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试
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HDB3译码位定时恢复测量
双极性时，收时钟与发时钟不同步
单极性时，收发时钟同步
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实验二
一.FSK调制
FSK传输系统实验
二.FSK解调
1.解调基带FSK信号观测 2.解调基带信号的李沙育(x-y)波 形观测 3.接收位同步信号相位抖动观测 4.抽样判决点波形观测 5.解调器位定时恢复与最佳抽样 判决点波形观测 6.位定时锁定和位定时调整观测 7.观察在各种输入码字下FSK的 输入/输出数据
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HDB3编码信号中同步时钟分量定 性观测
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置。
2. 将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位 置，观测TPP01波形变化。思考：HDB3编码信号转换为双极性码和单 极性码中那一种码型时钟分量丰富。
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发端同相支路和正交支路信号时 域波形观测
实验步骤：
观测TPi03与TPi04两点的波形,分别输入全1(或全0 码),测量其两信号是否满足正交关系.
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发端同相支路和正交支路信号的 李沙育(x-y)波形观测
实验步骤：
将示波器设置在（ x-y）方式，可从相平面上观察
TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。
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AMI编码信号中同步时钟分量定 性观测
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置。 2. 将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位 置，观测TPP01波形。 3. 将KD02设置在2_3位置，重复上述测试步骤。 4. 使输入数据为全“0”码（方法见1），重复上述测试步骤。
全1码HDB3编码
全0码HDB3编码
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HDB3码译码和时延测量
15位m序列，时延自己观察
7位m序列，时延自己观察
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HDB3编码信号中同步时钟分量定 性观测
15位m序列单极性时钟能量丰富
1码单极性时钟能量丰富
0码单极性时钟能量丰富
15位m序列双极性时钟能量小
1码双极性时钟能量小
0码双极性时钟能量小
路，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。
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观察在各种输入码字下FSK的输 入/输出数据
实验步骤：
通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测 TPM04点输出数据信号是否正确。观测时用TPM02点 信号同步。
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解调基带FSK信号观测
1码(或0码)
0/1码
特殊码
返回
解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测
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HDB3码译码和时延测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置。 2. 观测TPD01和TPD07波形，用TPD01同步。问：HDB3编码和译码的的数 据时延是多少？ 3.将KX02设置在2_3位置，重复上译步骤测量。问：此时HDB3编码和译码 的的数据时延是多少，为什么？
1码单极性时钟能量丰富
长连0，AMI失步，无时钟能量
15位m序列双极性时钟能量小
1码双极性时钟能量小
长连0，AMI失步，无时钟能量
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AMI译码位定时恢复测量
单极性收发时钟同步
双极性收发时钟不同步。可以通 过采用HDB3或加扰码解决。
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HDB3码变换规则验证
7位m序列HDB3编码
15位m序列HDB3编码
通信原理实验
陈 琳
上海电力学院计算机与信息工程学院 2006年1月
通信原理实验
通信原理实验为配合《通信原理》课程而 开设，是基于南京捷辉科技有限公司开发的 JH5001A实验箱进行的。 目的： 学生通过本实验课程的学习，加深 对通信原理中所学到的基本原理、定理和有关 概念的理解。 要求：学生能明确所做实验的目的、内容 和步骤；了解在实验过程中应该看到的各点波 形；能对观察到的实验现象进行分析，并能将 试验结果和课程中的相关内容联系起来。
1.了解二进制单极性码变换为 AMI/HDB3码的编码规则 2.熟悉HDB3码的基本特征； 3.熟悉HDB3码的编译码器工作 原理和实现方法；
4.根据测量和分析结果，画出电 路关键部位的波形；
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AMI码编码规则验证
实验步骤：
1. KD01设置在M位置、KD02设置在2_3位置、KD03设置在AMI位置（右 端）。 2. 将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用 TPD01同步。 3. 将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。 4. 将KD01拨除，将示波器探头从TPD01测试点移去，使输入数据端口悬 空产生全1码。重复上述测试步骤。 5. 将KD01拨除，用一短路线一端接地，另一端十分小心地插入测试孔 TPD01，使输入数据为全0码（或采用将示波器探头接入TPD01测试点上， 使数据端口不悬空，则输入数据亦为全0码）。重复上述测试步骤。
特殊码序列
断开ki01或ki02
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解调基带FSK信号观测
实验步骤：
用中频电缆连结KO02和JL02,测量解调基带信号测试 点TPJ05，用TPM02作同步. 1. 选择1码（或0码），观测TPJ05测量其信号周期。 2. 选择为0/1码（或特殊码），观测TPJ05, 根据观测 结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形（ TPi03）不同的原因.
实验注意事项
4、做实验时，保持室内安静、整洁；实验 完毕后应整理好仪器设备和导线，放好 凳子，经教师同意后方能离开实验室。 5、杜绝互相拷贝的现象发生，实验报告必 须自己手写。
JH5001型通信原理综合实验系统
实验内容
实验一 AMI/HDB3码型变换实验 实验二 FSK传输系统实验 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 BPSK传输系统实验 DBPSK传输系统实验 PAM编译码器实验 PCM编解码实验 模拟锁相环实验 数字锁相环实验 时分复用（TDM）通信系统综合实验 HDB3线路编码通信系统综合实验
3.将KD02设置在2_3位置，使输入数据为全“1”码，重复上述测试步 骤 4. 使输入数据为全“0”码，重复上述测试步骤。 分析总结：HDB3码与AMI码有何不一样的结果？
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HDB3译码位定时恢复测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2（或2_3）位置，KP02设置 在HDB3位置。 2. 先将KD02设置在2_3位置，测量点TPD02和TPD06波形，用TPD02 同步。然后，再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。 3. 将KD02设置回2_3位置，再将跳线开关KD01拨除，使输入数据为全1 码或全0码（方法见1）。重复上述测试步骤。
1.FSK基带信号观测 2.发端同相支路和正交支路信号时域波 形观测 3.发端同相支路和正交支路信号的李沙 育(x-y)波形观测 4.连续相位FSK调制基带信号观测 5.FSK调制中频信号波形观测
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FSK基带信号观测
实验步骤：
1.选择1码，观察测试点TPi03,测量FSK基带波形周期 2.选择0码,再测一次.
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AMI译码位定时恢复测量
实验步骤：
1. 将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位 置 2. 先将KD02设置在2_3位置，测量TPD02和TPD06波形，用TPD02同 步。再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。 3. 将KD02设置回2_3位置，再将KD01拨除，使输入数据为全1码或全 0码（方法见1）。重复上述测试步骤。 思考：为什么在实际传输系统中使用HDB3码？用其他方法行吗（如扰 码）？