通信原理课件 总复习
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通信原理(总复习)-通信PPT课件
通信原理
2021
1
第1章 绪 论
• 内容：通信的基本概念，通信系统的组成，通信系 统的分类与通信方式，信息及其度量，通信系统的
主要性能指标。
• 重点：1.通信系统的一般模型，模拟和数字通信系统 模型。（框图，各部分基本功能）
•
2．信息及其度量（信息。
• 难点：1.通信系统的主要性能指标。
• 6.平稳随机过程通过线性系统
若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 且
E[0 (t)] a
h( )d
a H (0)
P0 ( f ) H ( f ) H ( f ) P2i0(2f1) H ( f ) 2 Pi ( f )
9
• 7.窄带随机过程
– 结论1：一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t) ，它的
信 源 译
码
受 信 者
噪声源
2021
3
图1-5 数字通信系统模型
• 3.数字通信的优缺点
• 优点 – 抗干扰能力强，且噪声不积累 – 传输差错可控 – 便于处理、变换、存储 – 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 – 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 – 易于加密处理，且保密性好
• 缺点： – 需要较大的传输带宽 – 对同步要求高
• 6.计算离散信源的信息量、熵
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
（b）
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特 / 符号）
i 1
2021
P(xM )[ log2 P(xM )]
(1.4 6)
2021
1
第1章 绪 论
• 内容：通信的基本概念，通信系统的组成，通信系 统的分类与通信方式，信息及其度量，通信系统的
主要性能指标。
• 重点：1.通信系统的一般模型，模拟和数字通信系统 模型。（框图，各部分基本功能）
•
2．信息及其度量（信息。
• 难点：1.通信系统的主要性能指标。
• 6.平稳随机过程通过线性系统
若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 且
E[0 (t)] a
h( )d
a H (0)
P0 ( f ) H ( f ) H ( f ) P2i0(2f1) H ( f ) 2 Pi ( f )
9
• 7.窄带随机过程
– 结论1：一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t) ，它的
信 源 译
码
受 信 者
噪声源
2021
3
图1-5 数字通信系统模型
• 3.数字通信的优缺点
• 优点 – 抗干扰能力强，且噪声不积累 – 传输差错可控 – 便于处理、变换、存储 – 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 – 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 – 易于加密处理，且保密性好
• 缺点： – 需要较大的传输带宽 – 对同步要求高
• 6.计算离散信源的信息量、熵
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
（b）
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特 / 符号）
i 1
2021
P(xM )[ log2 P(xM )]
(1.4 6)
《通信原理讲稿》课件
通信技术在工业生产中的应用
工业自动化
无线传感器网络、工业以太网等技术实现生产过程中的设备监控与 控制。
物流管理
GPS、RFID等技术用于物流跟踪和运输管理，提高物流效率和准确 性。
远程控制
通过无线通信技术实现对工业设备的远程控制，降低维护成本和响应 时间。
通信技术的发展趋势与未来展望
5G技术
第五代移动通信技术将提供更高的数据传输速率、更低的延迟和 更大的网络容量，支持更多物联网设备的连接。
通过卫星传输数字信号，具有覆盖范围广、 传输距离远等优点。
无线传输
通过电磁波传输数字信号，如无线电波、微 波等。
网络传输
通过网络传输数字信号，具有灵活、方便、 高效等优点。
05
通信协议与标准
通信协议的组成与功能
通信协议的组成
通信协议由多个子协议组成，包括物 理层协议、数据链路层协议、网络层 协议、传输层协议和应用层协议等。
通信协议的功能
通信协议具有多种功能，包括建立通 信连接、管理数据传输、控制数据流 量、确保数据完整性和保密性等。
通信协议的分层结构
分层结构的概念
通信协议采用分层结构，每一层协议都有其特定的功能和职责，各层之间相互协作，共同实现整个通信协议的功 能。
分层结构的优点
分层结构具有多种优点，包括可维护性、可扩展性、可重用性和灵活性等。各层之间相互独立，降低了系统的复 杂性和耦合度，便于开发和维护。
损耗
信号在传输过程中减小的量，通常以分贝（dB ）为单位。
信号在信道中的传
信号的调制和解调
将低频信号调制到高频载波上，以便在信道中传输，然后在接收 端解调。
信号的编码和解码
将信息编码成二进制格式，以便在信道中传输，然后在接收端解码 还原成原始信息。
通信原理总复习PPT课件
3. 载波插入法
❖ 抑制载波双边带调幅 ❖ 插入幅度远远大于信号幅度的载波后，合成信号的包络和信号
成正比，用包络检波检调。
2020/6/1
.
22
❖ 角度调制
1. 非相干解调
❖宽带调频信号 ❖鉴频器——对已调信号进行微分，微分信号与调制信
号包络成正比。 ❖具有门限效应
SFM(t) Acos(ct FM sinmt)
其中：FM
KFMAm
m
max m
f max fm
称为调频指数
2020/6/1
.
13
❖ 幅度调制
S A( M t)A 1 AM co m ts co cts A co ct sA 2 m co m s (c)t co m s (c)t
解调原理
2020/6/1
.
5
2. 通信系统的性能指标
❖ 通信系统性能： 有效性：占用信道资源的多少 可靠性：消息传输的准确程度
模拟通信系统性能 有效性：有效传输带宽 可靠性：输出信噪比
1.二进制与多进制 情况的换算 2. 比特率与波特 率的关系 3. 传输速率与传 输带宽之间的关系
数字通信系统性能 有效性：传输速率 可靠性：差错率
.
19
7. 调制
❖ 双边带调制 —— 相乘器 ❖ 常规调幅 —— 叠加直流分量 ❖ 单边带调制
1. 滤波法 —— 滤波器的过渡带，多级调制 2.相移法 —— 希尔波特滤波器，宽带相移90度
❖ 残留边带调制
残留边带滤波器 —— 对称互补特性
2020/6/1
.
20
❖ 角度调制
1. 窄带调制
❖近似于载波分量和正交分量相加，类似线性调制方法
SDS(M )1 2F(c)F(c) SAM ()A(c)(c)1 2F(c)F(mc)
❖ 抑制载波双边带调幅 ❖ 插入幅度远远大于信号幅度的载波后，合成信号的包络和信号
成正比，用包络检波检调。
2020/6/1
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❖ 角度调制
1. 非相干解调
❖宽带调频信号 ❖鉴频器——对已调信号进行微分，微分信号与调制信
号包络成正比。 ❖具有门限效应
SFM(t) Acos(ct FM sinmt)
其中：FM
KFMAm
m
max m
f max fm
称为调频指数
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❖ 幅度调制
S A( M t)A 1 AM co m ts co cts A co ct sA 2 m co m s (c)t co m s (c)t
解调原理
2020/6/1
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2. 通信系统的性能指标
❖ 通信系统性能： 有效性：占用信道资源的多少 可靠性：消息传输的准确程度
模拟通信系统性能 有效性：有效传输带宽 可靠性：输出信噪比
1.二进制与多进制 情况的换算 2. 比特率与波特 率的关系 3. 传输速率与传 输带宽之间的关系
数字通信系统性能 有效性：传输速率 可靠性：差错率
.
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7. 调制
❖ 双边带调制 —— 相乘器 ❖ 常规调幅 —— 叠加直流分量 ❖ 单边带调制
1. 滤波法 —— 滤波器的过渡带，多级调制 2.相移法 —— 希尔波特滤波器，宽带相移90度
❖ 残留边带调制
残留边带滤波器 —— 对称互补特性
2020/6/1
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20
❖ 角度调制
1. 窄带调制
❖近似于载波分量和正交分量相加，类似线性调制方法
SDS(M )1 2F(c)F(c) SAM ()A(c)(c)1 2F(c)F(mc)
《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。
《通信原理总复习》PPT课件
第一章 绪论
1、四元信源的四个符号出现的概率分别 为1/2、1/4、1/8、1/8，平均信息量 为（ ）。理论上，四元信源的最大
信息量为（ ）。
2、在四进制系统中每秒钟传输1000个四
进制符号，则此系统的码元速率为
（
），信息速率？
（ ）。乘性噪声是否还存在？
• 连续信道，B－信道带宽，信道噪声－高斯白
噪声，其容量
•
C B lo 2 (1 g S /N )b (/s i)t
• N－噪声的平均功率，S—信号的平均功率，S / N－信噪比， C－信道容量。
第一章 绪论
通信系统的主要性能指标：有效性、可靠性 数字通信系统的有效性用 码元速率和信息速率 二者关系: 设信息速率为-Rb ，N进制码元速率-
fc
Bf 2
fcB 2
其f它
精选ppt
22
• 自相关函数
R () P n(f)ej2fd f ffcc B 2 B 2n 2 0ej2fd f ffccB2B2
RBN：
R bR B Nlo2N g(b/s)
RBN
Rb (B) log2 N
第一章 绪论
模拟通信系统的可靠性用输出信噪比来衡量。 数字通信系统的可靠性用差错率来衡量。 差错率分为误码率和误比特率。
例、已知某八进制数字通信系统的信息速 率为12 000 b/s，在收端半小时内共测 得出现了216个错误码元，试求系统的误 码率。
精选ppt
21
– 带通白噪声
• 定义：如果白噪声通过理想矩形的带通滤波器或理 想带通信道，则其输出的噪声称为带通白噪声。
• 功率谱密度
设理想带通滤波器的传输特性为
H(f) 1 0
通信原理(全套1162页PPT课件)
108/104
2.4 信號通過線性時不變系統
109/104
2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
113/104
2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
201/128
3.2 模擬角度調製
202/128
3.2 模擬角度調製
203/128
3.2 模擬角度調製
204/128
3.2 模擬角度調製
205/128
3.2 模擬角度調製
206/128
3.2 模擬角度調製
207/128
3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
209/128
249/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
250/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
251/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
252/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
253/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
254/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
62/104
2.1 確知信號
63/104
2.1 確知信號
64/104
2.1 確知信號
65/104
2.1 確知信號
66/104
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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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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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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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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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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通信原理重点知识总结PPT58页
通信原理重点知识总结
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使
相关主题
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信道容量C
有扰离散信道的信道容量
香农公式（有扰连续信道的信道容量）：C
W
log 1
S N
结合P325图，当 R<C时，差错率为0
第三章 模拟线性调制
AM调制前后时域、频域 DSB、SSB、VSB调制前后时域、频域
调制、解调
包络检波 相干解调
只AM波
线性调制一般模型
线性调制系统的抗噪声性能： G So No
S
N
概念：
扰码和解扰（扰码：对二进制数字信息先作“随机化”处理，去掉连0、1）
眼图
（P238. 11进制表示）
时域均衡：使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间干扰的条 件（达到无失真传输波形）
第十章 数字信号的载波传输
2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 时域/功率谱密度/带宽/调制/解调
B Rs 1
2
为何采用PR基带传输系统（人为制造码间干扰，达到充分利用频带效率和 使冲击响应尾巴震荡衰减加快的目的）
第九章 数字信号的基带传输
预编码：消除误码扩散 相关编码：形成误码扩散，即差错传播
误码性能：
Pb
Q
d
Q
A 2
单极性二元码
Pb Q
S
2N
双极性二元码
Pb Q
常用的差错控制方式：一、二、三
P325 信道编码定理：传信率R<信道容量C时，即可找到一种编码方式，实 现无差错传输。
线性分组码：许用码组、禁用码组 码距、码重 码距 dmin 与检、纠错能力的关系
奇偶监督码：校正子 S B H T EH T
G生成矩阵 监督矩阵H 的关系
汉明码、循环码、完备码等几个概念
Si Ni
ห้องสมุดไป่ตู้
GDSB 2
GSSB 1
比较DSB、SSB的解调性能
n0 ：单边噪声功率谱密度 n0 ：双边噪声功率谱密度
2
第四章 模拟角调制
FM、PM：时域、频域、调制、解调
（AM与NBFM区别）
FM：调频指数
FM
KFM Am m
K FM ：调频灵敏度（or：比例常数）
最大瞬时频偏： FM FMm KFM Am
基带传输系统框图
常用码型：二元码：NRZ、RZ、传号差分码、数字双相码（曼彻斯特码） 三元码 多元码
功率谱密度：线谱/连续谱 波形传输的无失真条件：奈氏第一、二、三准则
时域（接收波形只在自己的抽 样时刻上有最大值）
频域
第一准则
理想低通型无码间干扰波形：奈氏带宽/间隔、最小频宽 TS 升余弦滚降无码间干扰波形
总复习
第一章 绪论
书图1-3 通信系统性能的好坏量度：有效性、可靠性
Rb和Rs 关系，当二进制时，Rs Rb 。
第二章 信息论初步
离散信源：产生离散消息，用概率场描述 连续信源：产生连续消息，用概率密度描述
离散信源的信息量：
自信息量定义：I
xi
log
P
1
xi
0
注：对数底不同，单位不同（bit、奈特等）
Q
2Eb n0
1
2
Eb ：符号平均能量
功率 S收= Eb Tb Eb Rb
第十章 数字信号的载波传输
误比特率曲线（香农限）
Eb
n0（含义）和
S N
、带宽关系
各种不同带宽表示
恒包络调制中：OQPSK、MSK概念（频偏系数 h=0.5的连续相位FSK） 数字调频、调相相互转换
第十一章 差错控制编码和线性分组码
最佳量化和 Pz x有关， Pz x与信号性质、幅度有关。
A律、 律压缩特性、折线近似
第七章 增量调制
M ：用一位二进制码表示信号在某时刻的样值相当于前一时刻样值是
增大还是减小。
M 原理（量阶
不变，量化噪声功率
2 3
不变，当信号功率S下降时，
SNR ）
采用自适应 M
信道误码对 M 影响 框图
第九章 数字信号的基带传输
联合信息量
互信息量（>0、<0、=0均可）
BSC概念
离散信源的平均信息量（信源熵）：bit/符号（非负数）
联合熵 条件熵
何时熵最大
平均互信息量：I X;Y H X H X |Y H Y H Y | X
文氏图
第二章 信息论初步
连续信源的信息量：相对熵 最大熵时最佳分布
信源输出的平均功率受限 信源输出的瞬时功率（峰值）受限
第五章 PCM
PCM原理图 P105
低通/带通抽样定理
自然抽样、平顶抽样（P112，采用抽样保持电路以提高输出信号，却引入了频 谱失真项、孔径失真 or 网孔均衡）
重建电平 标准量化
分层电平 矢量量化
量化误差 量化噪声
最佳量化：确定重建电平和分层电平，使量化噪声最小
均匀量化
第五章 PCM
为何对数量化（均匀量化有缺点：语音的幅度分布不均匀，若用均匀量化， 多数时间的S/N差。信号均匀分布时，均匀量化是最佳量化）
（克服相位模糊）
匹配filter、相关接收概念：ht 、Ys t 等四个结论
最大似然准则 最小错误概率接收
获得最佳接收机
二进制数字调制的误比特率： Pb Qd Q
归一化距离 匹配filter条件下最佳接收机的误比特率
2ASK信号、BPSK信号、2FSK信号
Pb
Q
Eb n0
1
2
Pb
FM
KFM Am m
max m
fmax fm
调频系统抗噪声性能：
GFM
So Si
No Ni
单频调制
3FM 2 FM +1
BFM =2FM +1 fm
f t Am cosmt
结论： max BFM GFM
GFM 的增加以带宽的增加为代价
第四章 模拟角调制
门限效应（FM：当噪声幅度>>信号幅度时，So No 在某个 Si Ni 值急剧下降） 预加重和去加重（改善S/N） 单频调制时，AM、NBFM波的频谱有何异同？