通信原理 第八章 信道PPT课件
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移动通信原理与系统——第八章 第五代移动通信
NFV基础设施(NFVI)
虚拟计算
虚拟存储
虚拟网络
虚拟化层
计算
存储
网络
图6 NFV架构
NFV 管理
和 编排
NFV优势
✓ NFV 是从运营商角度出发 提出的一种软件和硬件分 离的架构,将虚拟化技术 引入到电信领域,采用通 用平台来完成专用平台的 功能。
✓ NFV 能 实 现 软 件 的灵 活 加 载,从而可以在数据中心 、网络节点和用户端等不 同位置灵活地部署配置, 加快网络部署和调整的速 度,降低业务部署的复杂 度,提高网络设备的统一 化、通用化、适配性等。
同发展,实现网络变革。 ✓ 新型基础设施平台将引入互联网和虚拟化技术,设计实现基于通用设
施的新型基础设施平台,关键技术是NFV和SDN。 ✓ 新型的5G网络架构包含接入、控制和转发三个功能平面。
核心网 接入网
转发功能 控制功能 接入功能
5G网络逻辑架构
分布式组网 集中式组网 动态自组织网
Mesh网 Wi-Fi
➢ 增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband, eMBB)场景 ➢ 海量机器通信(Massive Machine Type Communications, mMTC)
场景 ➢ 超 高 可 靠 、 低 时 延 通 信 ( Ultra Reliable and Low Latency
➢ mMTC应用场景
• mMTC主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感 和数据采集为目标的应用场景,具有小数据包、低功耗、海量连接等特 点。这类终端分布范围广、数量众多,不仅要求网络具备超密集连接的 支持能力,满足每平方公里100万连接数密度的指标要求,而且还要保 证终端的超低功耗和超低成本。
通信原理教程信道编码和差错控制课件
常见信道编码技术
总结词
线性分组码是一种通过将信息位与固定数量的冗余位进行线性组合来检测和纠正错误的编码方式。
详细描述
线性分组码将信息位和冗余位组成一个更大的分组,然后使用线性方程组来描述这些位之间的关系。通过检测这些方程的满足情况,可以在一定程度上检测和纠正错误。常见的线性分组码包括汉明码和格雷码等。
差错控制
在计算机通信、网络通信等领域应用广泛,用于保证数据传输的正确性和完整性。
应用场景比较
信道编码在长距离、高噪声环境下具有优势,而差错控制更适合短距离、低噪声环境。
应用场景比较
随着通信技术的发展,信道编码技术也在不断进步,如LDPC码、Turbo码等新型编码技术的出现,提高了数据传输的可靠性和速率。
奇偶校验
总结词:高效可靠
详细描述:循环冗余校验是一种通过模2除法运算来检测错误的方法。发送方计算数据的CRC值并附加在数据后面,接收方通过同样的方式计算接收到的数据的CRC值并与附加的CRC值进行比较。如果两个值相等,则数据被认为是正确的;否则,数据被认为有错误。CRC是一种高效的差错控制方法,能够检测出大部分错误。
03
信道编码分类
线性编码
线性编码是指将输入信息序列映射为线性码字序列的过程。常见的线性编码包括奇偶校验码、循环冗余校验码等。
非线性编码
非线性编码是指将输入信息序列映射为非线性码字序列的过程。常见的非线性编码包括卷积码、交织码等。
信道编码在数据传输中广泛应用,如TCP/IP协议中的差错控制机制、无线通信中的QPSK、QAM等调制方式。
01
差错控制
在数据传输过程中,对传输的数据进行检测、纠正和恢复,以确保数据的完整性和准确性。
02
差错产生原因
总结词
线性分组码是一种通过将信息位与固定数量的冗余位进行线性组合来检测和纠正错误的编码方式。
详细描述
线性分组码将信息位和冗余位组成一个更大的分组,然后使用线性方程组来描述这些位之间的关系。通过检测这些方程的满足情况,可以在一定程度上检测和纠正错误。常见的线性分组码包括汉明码和格雷码等。
差错控制
在计算机通信、网络通信等领域应用广泛,用于保证数据传输的正确性和完整性。
应用场景比较
信道编码在长距离、高噪声环境下具有优势,而差错控制更适合短距离、低噪声环境。
应用场景比较
随着通信技术的发展,信道编码技术也在不断进步,如LDPC码、Turbo码等新型编码技术的出现,提高了数据传输的可靠性和速率。
奇偶校验
总结词:高效可靠
详细描述:循环冗余校验是一种通过模2除法运算来检测错误的方法。发送方计算数据的CRC值并附加在数据后面,接收方通过同样的方式计算接收到的数据的CRC值并与附加的CRC值进行比较。如果两个值相等,则数据被认为是正确的;否则,数据被认为有错误。CRC是一种高效的差错控制方法,能够检测出大部分错误。
03
信道编码分类
线性编码
线性编码是指将输入信息序列映射为线性码字序列的过程。常见的线性编码包括奇偶校验码、循环冗余校验码等。
非线性编码
非线性编码是指将输入信息序列映射为非线性码字序列的过程。常见的非线性编码包括卷积码、交织码等。
信道编码在数据传输中广泛应用,如TCP/IP协议中的差错控制机制、无线通信中的QPSK、QAM等调制方式。
01
差错控制
在数据传输过程中,对传输的数据进行检测、纠正和恢复,以确保数据的完整性和准确性。
02
差错产生原因
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m2′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n-1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点(相对与FDM)
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路,比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群),高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点,相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信:
❖ 抽样频率:
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式(SDM,space division multiplex ) 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式(CDM,code division multiplex ) 编码发射、相关接收技术。
通信原理-信道-PPT课件
4
•编码信道模型: 二进制信号、无记忆信道,
0 P(0/1) 1 P(1/1)
P(0/0)
P(1/0)
0 1
其中,P(0/0), P(1/1) - 正确转移概率 P(0/1), P(1/0) - 错误转移概率 转移概率 - 决定于编码信道的特性 P(0/0) = 1 - P(1/0) P(1/1) = 1 - P(0/1)
13
通信卫 星
电离层
地—电离层 波导传 播
电离层
天波传 播
地球
地球 外大气 层及行星 际空间 电波传播
视距传 播 对流层 散射传播 电离层 散射传播 (b)
(a)
14
无线电中继
图1.4.4 无线电中继
15
静止卫星中继通信
16
平流层中继通信
HAPS(High
Altitude Platform Station)
11
(5)散射传播。 这是利用对流层或电离层介质中的不均匀体或流 星余迹对无线电波的散射作用而进行的传播。利用散 射传播实现通信的方式目前主要是对流层散射通信, 其常用频段为 0.2 ~ 5MHz ,单跳距离可达 100 ~ 500km 。 电离层散射通信只能工作在较低频段 30~60MHz, 单跳距离可达1000~2000km,但因传输频带窄,其应 用受到限制。 流星余迹持续时间短,但出现频繁,可用于建立 瞬间通信,常用通信频段为 30~70MHz,单跳通信可 达2000km。实际的流星余迹通信除了利用散射传播外, 还可利用反射进行传播。
3
通常, f [ei(t) ] 可以表示为:k(t) ei(t), 此时, eo(t) = k(t) ei(t) + n(t) 其中k(t)表示时变线性网络的特性 ,称为乘性干扰。
•编码信道模型: 二进制信号、无记忆信道,
0 P(0/1) 1 P(1/1)
P(0/0)
P(1/0)
0 1
其中,P(0/0), P(1/1) - 正确转移概率 P(0/1), P(1/0) - 错误转移概率 转移概率 - 决定于编码信道的特性 P(0/0) = 1 - P(1/0) P(1/1) = 1 - P(0/1)
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通信卫 星
电离层
地—电离层 波导传 播
电离层
天波传 播
地球
地球 外大气 层及行星 际空间 电波传播
视距传 播 对流层 散射传播 电离层 散射传播 (b)
(a)
14
无线电中继
图1.4.4 无线电中继
15
静止卫星中继通信
16
平流层中继通信
HAPS(High
Altitude Platform Station)
11
(5)散射传播。 这是利用对流层或电离层介质中的不均匀体或流 星余迹对无线电波的散射作用而进行的传播。利用散 射传播实现通信的方式目前主要是对流层散射通信, 其常用频段为 0.2 ~ 5MHz ,单跳距离可达 100 ~ 500km 。 电离层散射通信只能工作在较低频段 30~60MHz, 单跳距离可达1000~2000km,但因传输频带窄,其应 用受到限制。 流星余迹持续时间短,但出现频繁,可用于建立 瞬间通信,常用通信频段为 30~70MHz,单跳通信可 达2000km。实际的流星余迹通信除了利用散射传播外, 还可利用反射进行传播。
3
通常, f [ei(t) ] 可以表示为:k(t) ei(t), 此时, eo(t) = k(t) ei(t) + n(t) 其中k(t)表示时变线性网络的特性 ,称为乘性干扰。
数字通信第八章完整版
离、高速的信息传输。
03
数字信号的生成与传输
数字信号的生成
数字信号的种类
脉冲编码调制(PCM)、增量调制(ΔM)、脉码调制(PCM) 等。
数字信号的生成方法
通过采样、量化和编码三个步骤将模拟信号转换为数字信号。
采样定理
采样频率必须大于信号最高频率的两倍,才能准确恢复原始信号。
数字信号的调制与解调
BCH码与RS码的解码方法
BCH码和RS码的解码通常采用代数方法和迭代算法相结合的方式进行。在解码过程中,需要解决一系列 复杂的数学问题,如求解高次方程和矩阵运算等。
05
数字通信中的多路复用技术
时分复用(TDM)
总结词
时分复用是一种将时间分割成多个时间段,并在每个时间段上传输一路信号的 复用技术。
详细描述
CDMA通过给每个用户分配一个独特的扩频码型,实现多个 用户在同一频段上的通信。接收端利用相关器对接收到的信 号进行解扩频,还原出原始信号,从而实现多路信号的复用 和解复用。
06
数字通信中的交换技术
电路交换与分组交换的基本概念
电路交换
在通信过程中保持通信链路状态,占 用通信资源直到通信结束。
ATM
异步传输模式,采用固定长度的信元传输,支持实时、非实时等多种业务,具有高效的带宽管理和统计复用功能。
ATM交换
基于信元的交换方式,通过建立虚通道和虚路径实现灵活的带宽管理和多业务支持。
07
数字通信中的无线通信技术
无线通信的基本概念
无线通信
利用电磁波在空间传输信 息的通信方式。
无线通信系统
由发送端、接收端和传输 媒介组成,传输媒介通常 是空气或空间。
线性分组码的编码原理
线性分组码的编码过程是在满足一定数学关系的前提下, 将输入信息序列映射到一个新的码字序列。这种映射关系 可以由线性方程组表示。
03
数字信号的生成与传输
数字信号的生成
数字信号的种类
脉冲编码调制(PCM)、增量调制(ΔM)、脉码调制(PCM) 等。
数字信号的生成方法
通过采样、量化和编码三个步骤将模拟信号转换为数字信号。
采样定理
采样频率必须大于信号最高频率的两倍,才能准确恢复原始信号。
数字信号的调制与解调
BCH码与RS码的解码方法
BCH码和RS码的解码通常采用代数方法和迭代算法相结合的方式进行。在解码过程中,需要解决一系列 复杂的数学问题,如求解高次方程和矩阵运算等。
05
数字通信中的多路复用技术
时分复用(TDM)
总结词
时分复用是一种将时间分割成多个时间段,并在每个时间段上传输一路信号的 复用技术。
详细描述
CDMA通过给每个用户分配一个独特的扩频码型,实现多个 用户在同一频段上的通信。接收端利用相关器对接收到的信 号进行解扩频,还原出原始信号,从而实现多路信号的复用 和解复用。
06
数字通信中的交换技术
电路交换与分组交换的基本概念
电路交换
在通信过程中保持通信链路状态,占 用通信资源直到通信结束。
ATM
异步传输模式,采用固定长度的信元传输,支持实时、非实时等多种业务,具有高效的带宽管理和统计复用功能。
ATM交换
基于信元的交换方式,通过建立虚通道和虚路径实现灵活的带宽管理和多业务支持。
07
数字通信中的无线通信技术
无线通信的基本概念
无线通信
利用电磁波在空间传输信 息的通信方式。
无线通信系统
由发送端、接收端和传输 媒介组成,传输媒介通常 是空气或空间。
线性分组码的编码原理
线性分组码的编码过程是在满足一定数学关系的前提下, 将输入信息序列映射到一个新的码字序列。这种映射关系 可以由线性方程组表示。
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》课件
互联网通信技术及应用
互联网通信技术
01
介绍互联网通信技术的发展历程,包括TCP/IP协议、路由器、
交换机等关键技术的特点和作用。
互联网通信网络
02
介绍互联网通信网络的结构和组成,包括局域网、城域网、广
域网等不同网络的特点和应用。
互联网通信应用
03
介绍互联网通信在各个领域的应用,如电子邮件、即时通讯、
通信协议的标准化组织
国际电信联盟(ITU)
是全球最大的电信标准化组织,负责制定全球电信标准。
Internet工程任务组(IETF)
是负责制定互联网标准的组织,包括TCP/IP协议族和其他互联网相关标准。
电气电子工程师协会(IEEE)
是一个全球性的专业组织,负责制定电气和电子工程领域的标准,包括通信协议标准。
在线视频会议等。
感谢观看
THANKS
信源
产生需要传输的信息,如话筒 、摄像头等。
信道
传输信号的媒介,如无线电波 、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人, 如扬声器、显示器等。
通信系统的分类
有线通信
利用导线或光缆传输信号,如电话线、光纤 等。
模拟通信
传输连续变化的信号,如调频广播。
无线通信
利用电磁波传输信号,如手机、卫星通信等 。
数字通信
01
通信协议的分层结构是指将通信 协议划分为不同的层次,每个层 次都有特定的功能和协议规范。
02
常见的分层结构包括OSI七层模 型和TCP/IP四层模型。
OSI七层模型包括物理层、数据 链路层、网络层、传输层、会话 层、表示层和应用层。
03
TCP/IP四层模型包括网络接口层 、网络层、传输层和应用层。
《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。
通信原理与通信技术(第三版)章 (8)
第8章 差错控制编码 香农在1848年和1957年发表的《通信的数学理论》、《适
用于有扰信道的编码理论某些成果》两篇论文中提出了关于有 扰信道中信息传输的重要理论——香农第二定理。该定理指出:
C,则只要信道 中的信息传输速率R小于C,就一定存在一种编码方式,使编码
后的误码率随着码长n的增加按指数下降到任意小的值。或者
第8章 差错控制编码
但是,当干扰超过系统的限度时,就会使数字信号产生误码, 从而引起信息传输错误。数字通信系统除了可以采取与模拟系 统同样的措施以降低干扰和信道不良对信号造成的影响之外, 还可以通过对所传数字信息进行特殊处理(即差错控制编码) 对误码进行检错和纠错,以进一步将误码率降低,从而满足通 信要求。因此,数字通信系统可以从硬件上的抗干扰措施和软 件上的信道编码两个方面对信息传输中出现的错误进行控制和 纠正。
延时,也就是发送端从发错误码组开始,到收到NAK信号为止
所发出的码组个数,图中N=5。接收端收到码组2有错,发送端
在码组6后重发码组2、3、4、5、6,接收端重新接收,发送端 继续发后续码组。这种返回重发系统的传输效率比停发等候系 统有很大改进,在很多数据传输系统中得到了应用。
第8章 差错控制编码
在前向纠错系统中,发送端将信息码经信道编码后变成能 够纠正错误的码组,然后通过信道发送出去;接收端收到这些 码组后,根据与发送端约定好的编码规则,通过译码能自动发 现并纠正因传输带来的数据错误。前向纠错方式只要求单向信 道,因此特别适合于只能提供单向信道的场合,同时也适合一 点发送多点接收的广播方式。因为不需要对发送端反馈信息, 所以接收信号的延时小、实时性好。这种纠错系统的缺点是设 备复杂、成本高,且纠错能力愈强,编译码设备就愈复杂。
通信原理第八章-离散信道及信道容量
第八章 离散信道及信道容量
信道,顾名思义就是信号的通道。图 8.1 中位于调制器和解调器之间的信道指用来传 输电信号的传输介质,如电缆,光缆,自由空间等,我们把这样的信道称为狭义信道。狭 义信道的输入为波形信号,输出为连续信号。还有一种定义即凡是信号经过的路径都称为 信道,这就是广义信道的概念。如图 8.1 所示,由调制器,信道和解调器构成了一个广义 编码信道。编码信道的输入和输出均为数字信号,因此,我们也将这类信道称为离散信道。
P(a������b������) = P(a������)������(b������|a������) = P(b������)P(a������|b������)
(8.5)
其中 ������(b������|a������)是信道传递概率,即发送为a������,通过信道传输接收到为b������的概率。通常称为前向
(������ = 1,2, … , ������ ������ = 1,2, … ������) (8.7)
8.2 平均互信息及平均条件互信息 在阐明了离散单符号信道的数学模型,即给出了信道输入与输出的统计依赖关
系以后,我们将深入研究在此信道中信息传输的问题。
8.2.1 损失熵和噪声熵
信道输入信号 x 的熵为
I(X, Y) = ������(������) − H(������|������)
(8.12)
I(X, Y)称为 X 和 Y 之间的平均互信息。它代表接收到输出符号后平均每个符号获得的关于 X
的信息量。根据式(8.8)和式(8.11)得
I(X; Y)
=
∑������,������
������(������������)
H (Y
X)
信道,顾名思义就是信号的通道。图 8.1 中位于调制器和解调器之间的信道指用来传 输电信号的传输介质,如电缆,光缆,自由空间等,我们把这样的信道称为狭义信道。狭 义信道的输入为波形信号,输出为连续信号。还有一种定义即凡是信号经过的路径都称为 信道,这就是广义信道的概念。如图 8.1 所示,由调制器,信道和解调器构成了一个广义 编码信道。编码信道的输入和输出均为数字信号,因此,我们也将这类信道称为离散信道。
P(a������b������) = P(a������)������(b������|a������) = P(b������)P(a������|b������)
(8.5)
其中 ������(b������|a������)是信道传递概率,即发送为a������,通过信道传输接收到为b������的概率。通常称为前向
(������ = 1,2, … , ������ ������ = 1,2, … ������) (8.7)
8.2 平均互信息及平均条件互信息 在阐明了离散单符号信道的数学模型,即给出了信道输入与输出的统计依赖关
系以后,我们将深入研究在此信道中信息传输的问题。
8.2.1 损失熵和噪声熵
信道输入信号 x 的熵为
I(X, Y) = ������(������) − H(������|������)
(8.12)
I(X, Y)称为 X 和 Y 之间的平均互信息。它代表接收到输出符号后平均每个符号获得的关于 X
的信息量。根据式(8.8)和式(8.11)得
I(X; Y)
=
∑������,������
������(������������)
H (Y
X)
通信原理教程信道编码和差错控制PPT课件
人工智能在信道编码和差错控制中的应用
01
人工智能技术在信道编码和差错控制领域的应用逐渐
成为研究热点。
02
通过机器学习和深度学习算法,可以自动优化信道编
码方案,提高编码性能和纠错能力。
03
人工智能技术也可以用于差错控制中的信号处理和数
据恢复,例如利用神经网络进行信号去噪和恢复。
THANKS
感谢观看
包。
当接收端发现数据包丢失时, 会发送一个重传请求给发送端
。
发送端收到重传请求后,会重 新发送丢失的数据包。
ARQ通过快速重传丢失的数据 包来保证数据的可靠传输。
前向纠错(FEC)
01 FEC是一种差错纠正算法,用于在数据传 输过程中纠正错误。
02 FEC通过在数据中添加冗余信息来实现纠 错。
03
链路自适应技术
总结词
链路自适应技术可以根据信道状态自适 应地调整传输参数,以优化传输性能。
VS
详细描述
链路自适应技术是一种可以根据信道状态 自适应地调整传输参数的差错控制技术。 它通过实时监测信道状态,并根据信道质 量的好坏调整传输速率、调制方式和功率 等参数,以优化传输性能并降低误码率。 链路自适应技术可以有效地适应不同的信 道条件,提高数据传输的可靠性和效率。
02
信道编码原理
线性分组码
总结词
线性分组码是一种将信息序列分成固定长度的组,然后对每组进行线性编码的 方法。
详细描述
线性分组码通过将信息序列分成固定长度的组,然后对每组进行线性编码,以 增加信息在传输过程中的抗干扰能力。线性分组码包括汉明码、奇偶校验码等。
循环码
总结词
循环码是一类具有循环特性的线性码,其编码后的码字仍具有循环移位的性质。
通信原理信道
当信道的相位-频率特性偏离线性关系时,将会使通过信 道的信号产生相位-频率失真,相位-频率失真也是属于线性失
真,会使信号产生严重的相频失真或群迟延失真。如果传输
数字信号, 相频失真同样会引起码间干扰。
2020/9/28
10
3.4.3 光纤(续)
光纤具有许多优越的性能,其优越性包括: (1) 容量很大; (2) 很低的传输损耗,0.1dB/km; (3) 不受电磁干扰影响; (4) 体积小,重量轻; (5) 坚固耐用,柔韧性好; (6) 由于光纤的材料是石英,原材料丰富、便宜。
2020/9/28
Pe = P1 P(0|1) + (1- P1) P(1|0)
2020/9/28
6
3.2 信道定义(续)
0
1 发 送 端
2
3 图3-4 四进制编码信道模型
2020/9/28
0
1
接
收
端
2
3
7
3.4 恒参信道举例
3.4.1 双绞线
双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成,这两根线按照规
则的螺线状绞合在一起。通常,将许多这样的线对捆扎在一
3.1 引言
一般把信号所通过的物理介质称为信道。信道是通信 系统必不可少的组成部分。信号在信道中传输时受到衰减、 时延和各种失真的影响,同时受到噪声的干扰。
从信道的物理形态来分为有线信道和无线信道,双绞 线、同轴电缆、波导以及光缆等属于有线信道,而无线信 道有大气、自由空间和水等。
从信道的统计特征分又可以分为恒参信道和随参信道。恒 参信道的参数在通信过程中基本不随时间变化,随参信道的信 道参数是随时间随机变化的。
2020/9/28
1
3.2 信道定义
[课件]通信原理第8章 新型数字带通调制技术PPT
通信原理第8章 新型数字带通调 制技术
8.1 正交振幅调制(QAM)
在系统宽带一定的条件下,多进制调制的信息传
输速率比二进制高,理想情况下,MPSK系统的频带
利用率为:
1 l o g 2M r T 1 b s l o g b i t/s/H z 2M 2 B 2 T s 但这是以牺牲误码率为代价的。
16QAM 16QAK 4ASK 4ASK 16PSK
16PSK 8ASK
8ASK
5、16QAM信号
(1)产生方法 a、正交调幅法:用两路独立的正交4ASK信号叠加,形成
16QAM信号,如下图所示:
AM
cosωct 信道:4ASK -sinωct 信道:4ASK
编码:用格雷码
00 10 11 1000 1100 0100 0000 01 1001 1101 0101 0001 11 10
R 2 b 2 R 2 带宽: B B T l o g s 2M
fc
fc
1 Ts
m ' () t Q Nhomakorabea(1) mI(t)、 mQ(t)——两路独立的带宽受限的基带信号; cosωct、 -sinωct——两个正交的载波; (2)已调信号
e ( t ) m ( t ) c o s t m ( t ) s i n t o I c Q c
3、矢量图/星座图 有代表性的QAM信号是16进制的,记为16QAM, 它的矢量图示于下图中:
号的噪声容限大4.12 dB。
5、16QAM方案的改进 QAM的星座形状并不是正方形最好,还可以是圆形、 三角形、矩形和六角形,以边界越接近圆形越好。
6、MQAM的功率谱 功率谱
8.1 正交振幅调制(QAM)
在系统宽带一定的条件下,多进制调制的信息传
输速率比二进制高,理想情况下,MPSK系统的频带
利用率为:
1 l o g 2M r T 1 b s l o g b i t/s/H z 2M 2 B 2 T s 但这是以牺牲误码率为代价的。
16QAM 16QAK 4ASK 4ASK 16PSK
16PSK 8ASK
8ASK
5、16QAM信号
(1)产生方法 a、正交调幅法:用两路独立的正交4ASK信号叠加,形成
16QAM信号,如下图所示:
AM
cosωct 信道:4ASK -sinωct 信道:4ASK
编码:用格雷码
00 10 11 1000 1100 0100 0000 01 1001 1101 0101 0001 11 10
R 2 b 2 R 2 带宽: B B T l o g s 2M
fc
fc
1 Ts
m ' () t Q Nhomakorabea(1) mI(t)、 mQ(t)——两路独立的带宽受限的基带信号; cosωct、 -sinωct——两个正交的载波; (2)已调信号
e ( t ) m ( t ) c o s t m ( t ) s i n t o I c Q c
3、矢量图/星座图 有代表性的QAM信号是16进制的,记为16QAM, 它的矢量图示于下图中:
号的噪声容限大4.12 dB。
5、16QAM方案的改进 QAM的星座形状并不是正方形最好,还可以是圆形、 三角形、矩形和六角形,以边界越接近圆形越好。
6、MQAM的功率谱 功率谱
通信原理课件
2 差与ni(t)的方差相同,即 n n0 B2ASK 2n0 f s 。a+nI(t)是均值
为a的低通型高斯噪声,所以,nI(t)和a+nI(t)的取样值都是高斯
2 n ,均值分别为0和a。因此发“0”码和 随机变量,方差都为
发“1”码时,用于判决的取样值的概率密度函数分别为
(8-2-2)
图8.2.3给出了2ASK信号的功率谱示意图。
第8章
数字调制技术
图8.2.3 2ASK信号的功率谱
第8章
数字调制技术
由图8.2.3可知,2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线 性搬移,其频谱的主瓣宽度是二进制基带信号频谱主瓣宽度的 两倍,即 B2ASK=2fs (8-2-3) 式中,fs是数字基带信号的带宽,在数值上等于数字基带信号的
式中,r定义为
1 r erfc 2 2
2
r
a /2
2 n
第8章
数字调制技术
2. 包络解调
包络解调是一种非相干解调,其原理如图8.2.7所示。
图8.2.7 2ASK信号的包络解调器
第8章
数字调制技术
为说明图8.2.7能对2ASK信号正确解调,图8.2.8画出了图 8.2.7中各点的波形(不考虑噪声的影响)。对比图8.2.8原信息波形 s(t)及恢复的信息波形图8.2.8(d)发现,图8.2.7所示的解调器在无 噪声干扰下能正确解调出原信息。
f 0 ( x)
f1 ( x )
1 2π n
1 2 π n e
e
x2 2 2 n
( xa)2 2 2 n
取样值的曲线示意图如图8.2.6所示。
为a的低通型高斯噪声,所以,nI(t)和a+nI(t)的取样值都是高斯
2 n ,均值分别为0和a。因此发“0”码和 随机变量,方差都为
发“1”码时,用于判决的取样值的概率密度函数分别为
(8-2-2)
图8.2.3给出了2ASK信号的功率谱示意图。
第8章
数字调制技术
图8.2.3 2ASK信号的功率谱
第8章
数字调制技术
由图8.2.3可知,2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线 性搬移,其频谱的主瓣宽度是二进制基带信号频谱主瓣宽度的 两倍,即 B2ASK=2fs (8-2-3) 式中,fs是数字基带信号的带宽,在数值上等于数字基带信号的
式中,r定义为
1 r erfc 2 2
2
r
a /2
2 n
第8章
数字调制技术
2. 包络解调
包络解调是一种非相干解调,其原理如图8.2.7所示。
图8.2.7 2ASK信号的包络解调器
第8章
数字调制技术
为说明图8.2.7能对2ASK信号正确解调,图8.2.8画出了图 8.2.7中各点的波形(不考虑噪声的影响)。对比图8.2.8原信息波形 s(t)及恢复的信息波形图8.2.8(d)发现,图8.2.7所示的解调器在无 噪声干扰下能正确解调出原信息。
f 0 ( x)
f1 ( x )
1 2π n
1 2 π n e
e
x2 2 2 n
( xa)2 2 2 n
取样值的曲线示意图如图8.2.6所示。
通信原理电子版讲义--信道编码(8)
最大似然译码 • 最大似然译码的结果为
通信原理电子版讲义--信道编码(8)
• 软判决
•欧式距 离
最大似然译码
•最小的码字X对应的信息码字作 为判决结果。
• 硬判决(如BSC信道时) • 此时rk被判决成+Es或-Es,因此
•欧式距离的平方退化成两个码字间的码距d(r,X)即可判决
通信原理电子版讲义--信道编码(8)
软判决时,计算距离时使用欧式距离
• 最大似然译码
– 设采用BPSK调制方式,则接收端接收到信号为
其中:xk= Es或-Es (最佳接收), nk是均值为0,方差为N0/2的高斯随机变量
• 译码时假设码字同步(即接收端已知码字的起始), 则接收端以
• 作为判 决
• 的依据 。
通信原理电子版讲义--信道编码(8)
有突发错误的信道
• 干扰、衰落、均衡等等都会引入突发错。 • 经过信道编译码后,其译码输出的错误也将呈现突发
性,无论是分组码,还是卷积码都是如此。 – 信道编译码的门限效应
现有编码的纠突发错能力
• 卷积码抗突发错能力很差
– 卷积码是靠相邻符号间的相关性提供保护的, 而此相关性的维系时间一般较短
• 分组码对突发错和随机错的纠错能力基 本相当,但码长较短,稍长一些的突发 也无能为力
•M O T O •R O L A •C E L L •U L A R
•解码信息:M O T O R O L A C E L L U L A R …
通信原理电子版讲义--信道编码(8)
级联码
• 我们也可将编码、信道、译码整体看成一个广义的信 道。这个信道也存在错误,因此对它还可作进一步的 纠错编译码。
• 内码和外码均采用卷积码,特别是当内 码译码可以输出软信息时,更为有效
相关主题
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2
8.1 引言
信道
通信系统的重要组成部分 直接影响通信系统的传输性能
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
3
8.2 信道定义和分类
狭义信道: 信号传输的媒质 广义信道: 信号传输媒质+相关通信设备
编码信道、调制信道
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
17
四进制离散信道模型
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
18
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
恒参信道—非时变线性网络
x (t)
y(t)x(t)h(t)
x(t)X() y(t)Y() Y ()X ()H () H () |H ()|ej()
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
手
基
机
(1) 多径信号、多径传播 站
(2) 传播性质随时间变化 R
t
P
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
门限
t
7
8.3 通 信 信 道 实 例
随参信道
短波电离层反射信道
(1) 多径信号、多径传播 (2) 传播性质随时间变化
30km 地球
600km
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
8
8.3 通 信 信 道 实 例
随参信道
对流层散射信道
(1) 多径信号、多径传播
(2) 传播性质随时间变化 10~12km
地球
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
9
8.4 信 道 数 学 模 型
连续信道模型
输入和输出信号都是连续信号
离散信道模型
输入和输出信号都是离散信号
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
10
8.4.1 连续信道模型
连续信道的性质
具有一对(或多对)输入和输出端 大多数信道是线性的 信号经过信道会有延时,并还会受到固定的或
时变的损耗 无输入信号时,在信道的输出端仍有噪声输出
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
G()
d() d
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
22
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
2. 信道的时延特性及群时延特性
信道的时延特性
—不同频率的正弦信号经过信道的时延
例: () = () + 0 () = - (() + 0 )/
信道的时延特性为常数时,不会引起信号波形失真
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
5
8.3 通 信 信 道 实 例
恒参信道
有线信道 光纤信道 无线电视距中继信道 卫星信道
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
6
8.3 通 信 信 道 实 例
随参信道
地面移动通信信道
14
连续信道模型
加性噪声 来源分类
人为噪声:外台信号、电气开关合断、点火系统 自然噪声:天电噪声来源于雷电、磁暴、宇宙射
线、太阳黑子 内部噪声:系统设备内部本身产生的各种噪声,
电阻器热噪声、电子管、半导体管中 的电子起伏(散弹噪声)
按随机噪声 性质分类
单频噪声:外台信号 脉冲噪声:电气开关合断噪声、工业电火花 起伏噪声:热噪声、散弹噪声、宇宙噪声
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
21
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
2. 信道的时延特性及群时延特性
信道的时延特性
cos t经过信道后,变为 |H()| cos[ t+()]=k cos[ t-] () = - () = - ()/
信道的群时延特性
19
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
1. 信号经过信道不失真的要求
y(t)kx(tt0)
h(t)k(tt0)
不失真 要求
H()kejt0
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
20
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
1. 信号经过信道不失真的要求 带宽有限时
4
信道分类
按照信道输入输出端信号的类型
连续信道(模拟信道)和离散信道(数字信道)
定性
恒参信道:信道的性质(参数)不随时间变化 如:有线信道、光信道、部分无线信道等
随参信道:信道的性质(参数) 随时间变化 如:部分无线信道等
11
连续信道的等效模型
时变线性网络
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
12
连续信道的等效模型(2)
多端时变线性网络
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
13
连续信道模型
线性算子
非时变—随参信道时
时变—恒参信道
加性干扰
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
第八章 信道
ноябрь 20
1
第八章 信道
8.1 引言
8.2 信道定义和分类
8.3 通信信道实例
8.4 信道数学模型
8.5 恒参信道特性及其对信号传输的影响
8.6 随参信道特性及其对信号传输的影响
8.7 分集接收
8.8 信道容量
8.9 信道复用
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
人为干扰—邻台干扰、开关干扰、工业电器设备等 自然干扰—闪电、大气中的电磁暴、宇宙噪声等 内部干扰—电阻的热噪声、半导体散弹噪声、电源干扰等
窄带干扰—单频干扰,幅度和相位变化的正弦波 脉冲干扰—突发的幅度和占空比随机变化、占空比很小的 脉冲 起伏噪声—时间上连续变化、频域上具有很大的带宽
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
15
8.4.2 离散信道模型
编码信道的数学模型反映其输出数字序列 和其输入数字序列之间的关系
概率关系
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@
16
二进制离散信道模型
可用转移概率矩阵表示
北京邮电大学信息工程学院 Jrlin@