北邮通信原理课件第7章(2024)
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定义
编码方法
解码方法
通过生成矩阵将信息序列映射为码字序列。
通过校验矩阵检测接收到的码字序列是否有错，并进行纠错。
03
02
01
25
2024/1/28
循环码是一种特殊的线性分组码，其任意码字的循环移位仍然是该码的码字。
定义
通过生成多项式将信息多项式映射为码字多项式。
编码方法
通过接收多项式与生成多项式的除法运算，得到余数多项式，从而判断接收到的码字是否有错，并进行纠错。
5
2024/1/28
02
CHAPTER
模拟调制系统
6
2024/1/28
幅度调制的基本概念
01
幅度调制是一种线性调制方式，通过改变载波的振幅来传递信息。在幅度调制中，调制信号控制载波的振幅，使得输出信号的振幅随调制信号的变化而变化。
调幅（AM）原理
02
调幅是最简单的幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号线性变化。在调幅过程中，载波和调制信号相乘，产生包含原始信号信息的已调波。
定义
时分复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一路信号只占用一个时间片，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字化信号。
优点
提高了信道的利用率，降低了传输成本。
缺点
需要精确的同步技术，且对信道的传输质量要求较高。
20
2024/1/28
需要复杂的编码和解码技术，且对同步的要求较高。
2ASK（二进制振幅键控）调制原理
通过控制载波的振幅来表示二进制数字信号，即“有载波”表示“1”，“无载波”表示“0”。
15
2024/1/28
03
MPSK（多进制相移键控）调制原理
通过控制载波的多个不同相位来表示多进制数字信号，不同的相位偏移对应不同的数字信号。
01
MASK（多进制振幅键控）调制原理
调频（FM）原理
调频是一种角度调制方式，其中载波的频率随调制信号线性变化。在调频过程中，载波的频率根据调制信号的瞬时值进行变化，产生包含原始信号信息的已调波。
调相（PM）原理
调相是另一种角度调制方式，其中载波的相位随调制信号线性变化。在调相过程中，载波的相位根据调制信号的瞬时值进行变化，产生包含原始信号信息的已调波。
缺点
码分复用是依靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。与频分复用和时分复用不同，它既共享频带，又共享时间，是一种真正的动态复用方式。
定义
抗干扰能力强，保密性好，可以实现多址通信。
优点
21
2024/1/28
定义：多址技术是指实现小区内多用户之间，小区内外多用户之间通信地址识别的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为多址接入技术或多址方式，它是移动通信系统中非常重要的关键技术之一。常见的多址技术包括：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDMA）等。优点：提高了频谱利用率和用户容量，降低了系统复杂度。缺点：存在多址干扰和远近效应等问题，需要采取相应的技术措施进行解决。
在一个码元时间内，用正电平表示二进制“1”，用负电平表示二进制“0”。
在一个码元时间内，前半个时间用高电平或正电平表示二进制“1”，后半个时间自动归零；而二进制“0”则用低电平或负电平表示。
差分码不是用脉冲的绝对电平来表示二进制信息，而是利用相邻前后码元电平的相对变化来传递信息。
双极性不归零码（NRZ-L）
功率效率
功率效率是指模拟调制系统在给定功率条件下传输信息的能力。功率效率与系统的信噪比和带宽效率密切相关。在相同的信噪比和带宽条件下，具有高功率效率的模拟调制方式能够更有效地传输信息。
9
2024/1/28
03
CHAPTER
数字基带传输系统
10
2024/1/28
数字基带信号的定义
数字基带信号是由数字信息直接控制的脉冲信号，具有离散的幅度和连续的时间特性。
22
2024/1/28
06
CHAPTER
差错控制编码
23
2024/1/28
通过添加冗余信息，使得接收端能够检测出传输过程中出现的错误。
检错原理
在检错的基础上，通过一定的算法对错误进行定位和纠正。
纠错原理
24
2024/1/28
将信息序列划分为等长的组，每组独立进行编码，编码后的码字具有线性关系。
时域均衡
13
2024/1/28
04
CHAPTER
数字带通传输系统
14
2024/1/28
2FSK（二进制频移键控）调制原理
用两个不同频率的载波来分别表示二进制数字信号“1”和“0”，载波的频率随二进制数字信号的变化而变化。
2PSK（二进制相移键控）调制原理
通过控制载波的相位来表示二进制数字信号，相位偏移180度表示不同的数字信号。
通过控制载波的多个不同振幅来表示多进制数字信号，不同的振幅对应不同的数字信号。
02
MFSK（多进制频移键控）调制原理
用多个不同频率的载波来分别表示多进制数字信号，载波的频率随多进制数字信号的变化而变化。
16
2024/1/28
OFDM（正交频分复用）调制技术
将高速数据流分成多个并行的低速子数据流，然后分别调制到多个正交子载波上进行传输，提高了频谱利用率和抗干扰能力。
北邮通信原理课件第7章
1
2024/1/28
目录
引言模拟调制系统数字基带传输系统数字带通传输系统信道复用和多址技术差错控制编码总结与展望
2
2024/1/28
01
CHAPTER
引言
3
2024/1/28
掌握通信原理的基本概念、基本原理和分析方法
了解通信系统的组成、分类和特点
理解信号传输的基本过程和影响因素
05
CHAPTER
信道复用和多址技术
18
2024/1/28
频分复用是将信道的可用频带划分成若干互不交叠的频段，每路信号经过频率调制后占用一个频段，以实现多路不同频率的信号在同一信道上同时传输。
定义
各路信号互不干扰，易于实现和管理。
优点
需要占用较宽的频带，且对频率资源的利用率不高。
缺点
19
2024/1/28
29
2024/1/28
光通信技术将继续发展，实现更高的传输容量和更远的传输距离。
5G/6G通信技术将进一步提高数据传输速率和频谱效率，实现更低的时延和更高的可靠性。
未来通信技术将更加注重高速、高效、安全和智能等方面的发展。
量子通信技术将逐渐成熟并应用于实际场景中，保障通信的绝对安全性。
人工智能和机器学习技术将在通信领域发挥越来越重要的作用，实现自适应、自学习和自优化的智能通信系统。
频谱特性
数字基带信号的频谱是周期性的，其周期等于码元速率的倒数。频谱包络的形状取决于脉冲波形的形状。
带宽
数字基带信号的带宽通常定义为第一个零点到频率轴的距离，或者等于脉冲波形中最高频率分量的两倍。
11
2024/1/28
单极性不归零码（NRZ）
在一个码元时间内，用高电平表示二进制“1”，用低电平表示二进制“0”。
为后续章节的学习打下基础
01
02
03
04
4
2024/1/28
通和数字通信的基本原理、调制与解调、信道编码与译码、同步与信源编码等内容
主要研究通信系统中信息的传输、处理、交换和存储等方面的基本原理和技术
旨在培养学生掌握通信系统的基本理论和基本分析方法，具备分析和设计通信系统的能力
8
2024/1/28
01
02
03
抗噪声性能
模拟调制系统的抗噪声性能主要取决于信噪比（SNR）。在相同的信噪比条件下，不同的模拟调制方式具有不同的抗噪声性能。一般来说，角度调制的抗噪声性能优于幅度调制。
带宽效率
带宽效率是指模拟调制系统在给定带宽内传输信息的能力。不同的模拟调制方式具有不同的带宽效率。例如，在相同的信噪比条件下，单边带（SSB）调制的带宽效率高于调幅（AM）和双边带（DSB）调制。
归零码（RZ）
差分码（相对码）
12
2024/1/28
眼图是一种用于观察和分析数字基带信号传输性能的工具。通过示波器将接收到的信号与本地产生的时钟信号进行同步，然后在屏幕上显示出类似于眼睛形状的图形。眼图的张开程度反映了信号传输质量的好坏。
眼图
时域均衡是一种在接收端对数字基带信号进行补偿的技术，以消除信道对信号的影响。时域均衡器通过对接收到的信号进行滤波处理，使得输出信号的波形更加接近发送端的原始信号波形。常见的时域均衡算法包括迫零算法、最小均方误差算法等。
04
探讨了信道编码与差错控制的基本原理和方法，包括线性分组码、卷积码等。
05
28
2024/1/28
将介绍无线通信系统的基本原理和技术，包括无线信道特性、无线传输技术等。
将探讨通信网络的基本原理和技术，包括网络协议、网络拓扑结构等。
将深入讲解数字通信系统中的信号传输和处理技术，包括数字信号的基带传输、数字调制与解调等。
30
2024/1/28
THANKS
感谢您的观看。
31
2024/1/28
解码方法
26
2024/1/28
07
CHAPTER
总结与展望
27
2024/1/28
介绍了通信系统的基本概念，包括信息、信号、信道、噪声等。
01
阐述了模拟通信系统和数字通信系统的基本原理和主要特点。
02
讲解了信号的时域和频域分析方法，包括傅里叶变换、功率谱密度等。
03
介绍了调制与解调的基本原理和方法，包括幅度调制、频率调制和相位调制等。
双边带调制（DSB）原理
03
双边带调制是一种幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号的变化而变化，但载波本身不被传输。DSB信号包含两个边带，分别对应调制信号的正频率和负频率部分。
7
2024/1/28
角度调制的基本概念
角度调制是一种非线性调制方式，通过改变载波的相位或频率来传递信息。在角度调制中，调制信号控制载波的相位或频率，使得输出信号的相位或频率随调制信号的变化而变化。
MIMO（多输入多输出）调制技术
利用多个发射天线和接收天线进行空间复用和分集，提高了系统的信道容量和传输可靠性。
扩频调制技术
通过扩频码对原始数字信号进行扩频处理，提高了信号的抗干扰能力和保密性。常见的扩频调制技术包括直接序列扩频（DS-SS）和跳频扩频（FH-SS）。
01
02
03
17
2024/1/28
编码方法
解码方法
通过生成矩阵将信息序列映射为码字序列。
通过校验矩阵检测接收到的码字序列是否有错，并进行纠错。
03
02
01
25
2024/1/28
循环码是一种特殊的线性分组码，其任意码字的循环移位仍然是该码的码字。
定义
通过生成多项式将信息多项式映射为码字多项式。
编码方法
通过接收多项式与生成多项式的除法运算，得到余数多项式，从而判断接收到的码字是否有错，并进行纠错。
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2024/1/28
02
CHAPTER
模拟调制系统
6
2024/1/28
幅度调制的基本概念
01
幅度调制是一种线性调制方式，通过改变载波的振幅来传递信息。在幅度调制中，调制信号控制载波的振幅，使得输出信号的振幅随调制信号的变化而变化。
调幅（AM）原理
02
调幅是最简单的幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号线性变化。在调幅过程中，载波和调制信号相乘，产生包含原始信号信息的已调波。
定义
时分复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一路信号只占用一个时间片，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字化信号。
优点
提高了信道的利用率，降低了传输成本。
缺点
需要精确的同步技术，且对信道的传输质量要求较高。
20
2024/1/28
需要复杂的编码和解码技术，且对同步的要求较高。
2ASK（二进制振幅键控）调制原理
通过控制载波的振幅来表示二进制数字信号，即“有载波”表示“1”，“无载波”表示“0”。
15
2024/1/28
03
MPSK（多进制相移键控）调制原理
通过控制载波的多个不同相位来表示多进制数字信号，不同的相位偏移对应不同的数字信号。
01
MASK（多进制振幅键控）调制原理
调频（FM）原理
调频是一种角度调制方式，其中载波的频率随调制信号线性变化。在调频过程中，载波的频率根据调制信号的瞬时值进行变化，产生包含原始信号信息的已调波。
调相（PM）原理
调相是另一种角度调制方式，其中载波的相位随调制信号线性变化。在调相过程中，载波的相位根据调制信号的瞬时值进行变化，产生包含原始信号信息的已调波。
缺点
码分复用是依靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。与频分复用和时分复用不同，它既共享频带，又共享时间，是一种真正的动态复用方式。
定义
抗干扰能力强，保密性好，可以实现多址通信。
优点
21
2024/1/28
定义：多址技术是指实现小区内多用户之间，小区内外多用户之间通信地址识别的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为多址接入技术或多址方式，它是移动通信系统中非常重要的关键技术之一。常见的多址技术包括：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDMA）等。优点：提高了频谱利用率和用户容量，降低了系统复杂度。缺点：存在多址干扰和远近效应等问题，需要采取相应的技术措施进行解决。
在一个码元时间内，用正电平表示二进制“1”，用负电平表示二进制“0”。
在一个码元时间内，前半个时间用高电平或正电平表示二进制“1”，后半个时间自动归零；而二进制“0”则用低电平或负电平表示。
差分码不是用脉冲的绝对电平来表示二进制信息，而是利用相邻前后码元电平的相对变化来传递信息。
双极性不归零码（NRZ-L）
功率效率
功率效率是指模拟调制系统在给定功率条件下传输信息的能力。功率效率与系统的信噪比和带宽效率密切相关。在相同的信噪比和带宽条件下，具有高功率效率的模拟调制方式能够更有效地传输信息。
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2024/1/28
03
CHAPTER
数字基带传输系统
10
2024/1/28
数字基带信号的定义
数字基带信号是由数字信息直接控制的脉冲信号，具有离散的幅度和连续的时间特性。
22
2024/1/28
06
CHAPTER
差错控制编码
23
2024/1/28
通过添加冗余信息，使得接收端能够检测出传输过程中出现的错误。
检错原理
在检错的基础上，通过一定的算法对错误进行定位和纠正。
纠错原理
24
2024/1/28
将信息序列划分为等长的组，每组独立进行编码，编码后的码字具有线性关系。
时域均衡
13
2024/1/28
04
CHAPTER
数字带通传输系统
14
2024/1/28
2FSK（二进制频移键控）调制原理
用两个不同频率的载波来分别表示二进制数字信号“1”和“0”，载波的频率随二进制数字信号的变化而变化。
2PSK（二进制相移键控）调制原理
通过控制载波的相位来表示二进制数字信号，相位偏移180度表示不同的数字信号。
通过控制载波的多个不同振幅来表示多进制数字信号，不同的振幅对应不同的数字信号。
02
MFSK（多进制频移键控）调制原理
用多个不同频率的载波来分别表示多进制数字信号，载波的频率随多进制数字信号的变化而变化。
16
2024/1/28
OFDM（正交频分复用）调制技术
将高速数据流分成多个并行的低速子数据流，然后分别调制到多个正交子载波上进行传输，提高了频谱利用率和抗干扰能力。
北邮通信原理课件第7章
1
2024/1/28
目录
引言模拟调制系统数字基带传输系统数字带通传输系统信道复用和多址技术差错控制编码总结与展望
2
2024/1/28
01
CHAPTER
引言
3
2024/1/28
掌握通信原理的基本概念、基本原理和分析方法
了解通信系统的组成、分类和特点
理解信号传输的基本过程和影响因素
05
CHAPTER
信道复用和多址技术
18
2024/1/28
频分复用是将信道的可用频带划分成若干互不交叠的频段，每路信号经过频率调制后占用一个频段，以实现多路不同频率的信号在同一信道上同时传输。
定义
各路信号互不干扰，易于实现和管理。
优点
需要占用较宽的频带，且对频率资源的利用率不高。
缺点
19
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2024/1/28
光通信技术将继续发展，实现更高的传输容量和更远的传输距离。
5G/6G通信技术将进一步提高数据传输速率和频谱效率，实现更低的时延和更高的可靠性。
未来通信技术将更加注重高速、高效、安全和智能等方面的发展。
量子通信技术将逐渐成熟并应用于实际场景中，保障通信的绝对安全性。
人工智能和机器学习技术将在通信领域发挥越来越重要的作用，实现自适应、自学习和自优化的智能通信系统。
频谱特性
数字基带信号的频谱是周期性的，其周期等于码元速率的倒数。频谱包络的形状取决于脉冲波形的形状。
带宽
数字基带信号的带宽通常定义为第一个零点到频率轴的距离，或者等于脉冲波形中最高频率分量的两倍。
11
2024/1/28
单极性不归零码（NRZ）
在一个码元时间内，用高电平表示二进制“1”，用低电平表示二进制“0”。
为后续章节的学习打下基础
01
02
03
04
4
2024/1/28
通和数字通信的基本原理、调制与解调、信道编码与译码、同步与信源编码等内容
主要研究通信系统中信息的传输、处理、交换和存储等方面的基本原理和技术
旨在培养学生掌握通信系统的基本理论和基本分析方法，具备分析和设计通信系统的能力
8
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01
02
03
抗噪声性能
模拟调制系统的抗噪声性能主要取决于信噪比（SNR）。在相同的信噪比条件下，不同的模拟调制方式具有不同的抗噪声性能。一般来说，角度调制的抗噪声性能优于幅度调制。
带宽效率
带宽效率是指模拟调制系统在给定带宽内传输信息的能力。不同的模拟调制方式具有不同的带宽效率。例如，在相同的信噪比条件下，单边带（SSB）调制的带宽效率高于调幅（AM）和双边带（DSB）调制。
归零码（RZ）
差分码（相对码）
12
2024/1/28
眼图是一种用于观察和分析数字基带信号传输性能的工具。通过示波器将接收到的信号与本地产生的时钟信号进行同步，然后在屏幕上显示出类似于眼睛形状的图形。眼图的张开程度反映了信号传输质量的好坏。
眼图
时域均衡是一种在接收端对数字基带信号进行补偿的技术，以消除信道对信号的影响。时域均衡器通过对接收到的信号进行滤波处理，使得输出信号的波形更加接近发送端的原始信号波形。常见的时域均衡算法包括迫零算法、最小均方误差算法等。
04
探讨了信道编码与差错控制的基本原理和方法，包括线性分组码、卷积码等。
05
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将介绍无线通信系统的基本原理和技术，包括无线信道特性、无线传输技术等。
将探讨通信网络的基本原理和技术，包括网络协议、网络拓扑结构等。
将深入讲解数字通信系统中的信号传输和处理技术，包括数字信号的基带传输、数字调制与解调等。
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2024/1/28
THANKS
感谢您的观看。
31
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解码方法
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CHAPTER
总结与展望
27
2024/1/28
介绍了通信系统的基本概念，包括信息、信号、信道、噪声等。
01
阐述了模拟通信系统和数字通信系统的基本原理和主要特点。
02
讲解了信号的时域和频域分析方法，包括傅里叶变换、功率谱密度等。
03
介绍了调制与解调的基本原理和方法，包括幅度调制、频率调制和相位调制等。
双边带调制（DSB）原理
03
双边带调制是一种幅度调制方式，其中载波的振幅随调制信号的变化而变化，但载波本身不被传输。DSB信号包含两个边带，分别对应调制信号的正频率和负频率部分。
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角度调制的基本概念
角度调制是一种非线性调制方式，通过改变载波的相位或频率来传递信息。在角度调制中，调制信号控制载波的相位或频率，使得输出信号的相位或频率随调制信号的变化而变化。
MIMO（多输入多输出）调制技术
利用多个发射天线和接收天线进行空间复用和分集，提高了系统的信道容量和传输可靠性。
扩频调制技术
通过扩频码对原始数字信号进行扩频处理，提高了信号的抗干扰能力和保密性。常见的扩频调制技术包括直接序列扩频（DS-SS）和跳频扩频（FH-SS）。
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