通信原理简明教程(PPT207页)
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通信原理简明教程教学课件ppt作者黄葆华通信原理简明教程习题详解(出版社2013)
（２）当每秒传输 24 幅黑白图像时，信息速率为
Rb = 24 × I = 24 × 1.6 × 106 = 3.84 ×107 bit/s
9．解： 根据误码率公式 P = 错 误 码 元 数 e
传输码元总数
，已知半小时内收到的错误码元数为 216（个） ，故
只要求出半小时内传输的总码元数即可。总码元数等于码元速率与时间长度的乘积。 由信息速率可求出码元速率为
= 2.375 （比特/符号）
6．解： 二进制时， Ts = 0.5ms ， M = 2 ，故有 码元速度
Rs = 1 1 = = 2000Baud Ts 0.5 × 10−3
信息速度 Rb = Rs log 2 M = 2000 × log 2 2 = 2000bit/s 四进制时， Ts = 0.5ms ， M = 4 ，故有 码元速度 信息速度 7．解： （1） M = 2 ， Rs = 2400 （B） ，信息速率为
1
=E[ X (t ) X (t + τ )] ⋅ cos 2π f 0 t ⋅ cos 2π f 0 (t + τ ) = RX (τ ) cos 2π f 0 t cos 2π f 0 (t + τ )
随机过程 S1 (t ) 的自相关函数与时间 t 有关，故不是平稳随机过程。 （2） RS (t , t + τ ) = E{[ X (t ) cos(2π f 0 t + θ )] ⋅ [ X (t + τ ) cos(2π f 0 (t + τ ) + θ )]}
⎧ ⎛ 1 ⎞ ⎪τ 0 ⎜1 − τ ⎟ R (τ ) = ⎨ ⎝ τ 0 ⎠ ⎪ 0 ⎩
τ ≤ τ0 τ > τ0
通信原理PPT课件
• 按照同步的功用不同，可分为
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以 扩大传输容量和提高传输效率。
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CP 第一章 绪论
28
2． 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太 远且通信容量不太大时， 数字基带信号 无需调制，可以直接传送，称之为数字 信号的基带传输，其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
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CP 第一章 绪论
5
1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地， 其作用是把各种消 息转换成原始电信号，称之为消息信号或 基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等 各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
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CP 第一章 绪论
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2） 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及 人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错， 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
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– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以 扩大传输容量和提高传输效率。
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CP 第一章 绪论
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2． 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太 远且通信容量不太大时， 数字基带信号 无需调制，可以直接传送，称之为数字 信号的基带传输，其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
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CP 第一章 绪论
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1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地， 其作用是把各种消 息转换成原始电信号，称之为消息信号或 基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等 各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
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CP 第一章 绪论
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2） 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及 人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错， 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
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通信原理第5节-第4章通信原理PPT课件
信噪比的概念
信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是指信号功率与 噪声功率的比值，用于衡量通信系统传输质量的重要参数。
信噪比的计算
信噪比通常以分贝（dB）为单位进行计算，其计算公式为 SNR(dB) = 10 * log10(Psignal/Pnoise)，其中 Psignal为信号 功率，Pnoise为噪声功率。
而实现信号传输。
调频与调相
调频特点
调频具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强等优点，常用于长距离、高速数据传输和无线广播等领域 。
调相特点
调相具有解调简单、易于实现等优点，但抗干扰能力较弱，常用于短距离、低速数据传输等领域。
04 数字调制技术
二进制调制原理
1 2
2FSK（二进制频移键控） 通过改变载波的频率来表示二进制信息。
通信原理第5节-第4章通信原理 ppt课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与信道 • 模拟调制技术 • 数字调制技术 • 信噪比与误码率
01 通信系统概述
通信系统的基本组成
发送设备
将信源产生的信息转换为适合 传输的信号，如调制器、编码 器等。
接收设备
将传输中的信号转换为原始信 息，如解调器、解码器等。
衰减
信号在传输过程中的幅度 减小。
干扰
信道中存在的噪声和其他 干扰信号，影响信号传输 质量。
03 模拟调制技术
调制的概念与分类
调制概念
调制是将低频信号（基带信号） 附加到高频载波上，以便传输的
过程。
调制分类
调制可以分为模拟调制和数字调制 两大类，模拟调制是指将连续变化 的模拟信号转换为载波信号的过程。
误码率的影响
误码率过高会导致数据传输质量下降，影响通信系统的性能。在通信系
第一章 绪论 通信原理课件
2020/11/11
1.3 通信系统和通信网的构成
• 通信网模型（图1.2）
– 转接设备（交换设备）：选择路由，将信息 从信源一站一站传递，直到到达信宿
– 信令、协议：为通信网中传送信息，必须符 合预先制定的规程，才能保证通信成功，这 样的规程叫信令（电话网）或协议（计算机 网）
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1.2 通信发展简史和展望
• 远程和大容量化
– 有线：明线→同轴电缆→光纤 –无线：短波→微波→卫星
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1.2 通信发展简史和展望
• 网络和综合化
– PSTN：电路交换 – Internet：分组交换
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1.2 通信发展简史和展望
• 移动和个人化
• 一些概念
– 有效性：单位带宽内传送的信息量的多少。 模拟通信系统用单位带宽内能传送的电话或 电视路数表示；数字通信系统用频带利用率 （bit/Hz）表示
– 可靠性：接收信息的准确程度。模拟通信系 统用接收端的输出信噪比表示；数字通信系 统用误比特率表示
– 有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互换。
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1.2 通信发展简史和展望
• 通信的发展方向
– 数字化 – 远程与大容量化 – 网络与综合化 – 移动和个人化
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1.2 通信发展简史和展望
• 数字化
– 数字信息和模拟信息的区别：前者取值离散 ，后者取值离散
– 数字通信的主要优点
• 抗干扰能力强，且中继时无噪声积累 • 可使用现代数字信号处理技术进行处理 • 差错可以控制，传输质量好 • 易于加密 • 易于实现设备小型化
1.3 通信系统和通信网的构成
• 通信网模型（图1.2）
– 转接设备（交换设备）：选择路由，将信息 从信源一站一站传递，直到到达信宿
– 信令、协议：为通信网中传送信息，必须符 合预先制定的规程，才能保证通信成功，这 样的规程叫信令（电话网）或协议（计算机 网）
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1.2 通信发展简史和展望
• 远程和大容量化
– 有线：明线→同轴电缆→光纤 –无线：短波→微波→卫星
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1.2 通信发展简史和展望
• 网络和综合化
– PSTN：电路交换 – Internet：分组交换
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1.2 通信发展简史和展望
• 移动和个人化
• 一些概念
– 有效性：单位带宽内传送的信息量的多少。 模拟通信系统用单位带宽内能传送的电话或 电视路数表示；数字通信系统用频带利用率 （bit/Hz）表示
– 可靠性：接收信息的准确程度。模拟通信系 统用接收端的输出信噪比表示；数字通信系 统用误比特率表示
– 有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互换。
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1.2 通信发展简史和展望
• 通信的发展方向
– 数字化 – 远程与大容量化 – 网络与综合化 – 移动和个人化
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1.2 通信发展简史和展望
• 数字化
– 数字信息和模拟信息的区别：前者取值离散 ，后者取值离散
– 数字通信的主要优点
• 抗干扰能力强，且中继时无噪声积累 • 可使用现代数字信号处理技术进行处理 • 差错可以控制，传输质量好 • 易于加密 • 易于实现设备小型化
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
通信原理课件
通信原理讲义第一章 绪论1．1 通信系统的组成 1．1．1 通信一般系统模型点对点通信模型：反映了通信系统的共性。
1．1．2 模拟通信与数字通信● 消息可以分成两类 离散消息：消息的状态是可数的或离散型的（如符号、文字等），也称为数字消息。
连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像），也称为模拟消息。
● 消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常，消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号：电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。
模拟信号：电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。
● 相应的通信系统分成两类 数字通信系统模拟通信系统● 模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数（数-模）转换器，接受端使用数-模（模-数）转换器。
● 数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求 （1） 数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累； （2） 传输差错可以控制；（3） 便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理；（4） 易于加密处理；（5） 可以综合传递各种消息，增强系统功能。
● 模拟通信系统模型（点对点）基带信号：携带信息，但具有频率很低的频谱分量，不适宜传输的原始电信号。
已调信号：基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号，也称频带信号。
调制器：将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性，既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型（点对点） 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题：（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错； （3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；（4） 同步：发送和接收节拍一致，包括：位同步（码元同步）和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型：同步环节的位置不固定，图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型：●数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
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。
通信技术通信原理PPT
从海王星：15kbps，45亿公里
视 距 传 播
21
1.6 信道
对流层散射
对流层散射区
Transmitter Earth
无线光传输 红外光、紫外光、激光
Receiver
22
1.6 信道
微波中继信道
23
1.6 信道
卫星中继信道
24
1.6 信道
陆地移动信道
1）传播衰减：移动信道中自由空间传播损耗
30THz
第三传输 瑞利散射 窗口
红外吸收
损 耗 (dB/km)
紫外吸收
850
1300
1550
波长 (nm)
16
1.6 信道
1.6.2 无线信道 电磁波传播特性
影响电磁波传播的因素 大气：电离层、雨雪、空气粒子等 地面：良导体、地面弯曲等
地波传播 电磁波波长与电离层距离地面的高度相比拟， 形同波导； ELF、VLF、LF、MF主要使用的传播方式 ELF具有一定的海水穿透能力。
37
1.6 信道
信道容量：是指信道中信息能够无差错 传输的最大速率。
说明：本节讨论的是调制信道（或称波 形信道，它是指从发射机调制器输出端 到接收机解调器输入端之间的信道）的 信道容量。
38
1.6 信道
香农公式
对于带宽有限，平均功率有限的高斯白噪
声连续信道，设信道带宽为B (Hz)，信道输出 信号功率为S (W)，输出加性高斯噪声功率为N (W)，则可以证明该信道的信道容量为
乘性干扰k(t)
包含的因素：线性失真、非线性失真、时间 延迟以及衰减等；
随时间变化的特性； 调制信道的分类
恒参信道：k(t)不随时间变化或变化极为缓 慢；有线信道通常可以看成恒参信道。
《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。
通信原理简明教程
调制信道的影响。 • 编码信道可分成有记忆和无记忆两类
（根据输出码元的差错发生是否相互独 立确定）。
P(0/0)
0
0
0
0
P(1/0)
1
1
2
2
P(0/1)
1
1
3
3
P(1/1)
(a)
(b)
图2－3 无记忆二进制、四进制编码信道
对于无记忆二进制信道，P（0／0）、P（l／0）、 P（0／1）及P（1／1）称为信道转移概率。其中， P（0／0）与P（1／1）是正确转移的概率，而P （l／0）、P（0／1）是错误转移概率。根据概率 的性质可知： P（0／0）= l — P（1／0） P（1／1）= l — P （0／1）
.
备
(b)
第三节 信息论初步
一、消息的统计特性
1、离散信源；设离散信源为包含N种符号x1，x2，…xN的
集合。每个符号出现的概率分别为P（x1）P（x2）…P（xN），
那么 P(x1)x,1 P,(xx22 ,)..,..x..N ,.P .(,xN)
N
P( xi ) 1
i 1
2、连续信源
二、离散信源的信息量 I(xi)lo a1 g P (xi)lo aP g (xi)
2、双绞线
• 双绞线由绞合在一起的一对导线组成，具有 较强的抗干扰能力。双绞线的主要缺点是不 适于远距离传输。
• 双绞线分为两类：屏蔽双绞线（STP）和无 屏蔽双绞线（UTP）。
• 双绞线广泛用于市话中继线、局域网和控制 系统通信网中。
• 许多对位于同一保护套内相互绝缘的双绞线 可以构成对称电缆。对称电缆的传输损耗比 明线大得多，但其传输特性比较稳定。
设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等 等）。
（根据输出码元的差错发生是否相互独 立确定）。
P(0/0)
0
0
0
0
P(1/0)
1
1
2
2
P(0/1)
1
1
3
3
P(1/1)
(a)
(b)
图2－3 无记忆二进制、四进制编码信道
对于无记忆二进制信道，P（0／0）、P（l／0）、 P（0／1）及P（1／1）称为信道转移概率。其中， P（0／0）与P（1／1）是正确转移的概率，而P （l／0）、P（0／1）是错误转移概率。根据概率 的性质可知： P（0／0）= l — P（1／0） P（1／1）= l — P （0／1）
.
备
(b)
第三节 信息论初步
一、消息的统计特性
1、离散信源；设离散信源为包含N种符号x1，x2，…xN的
集合。每个符号出现的概率分别为P（x1）P（x2）…P（xN），
那么 P(x1)x,1 P,(xx22 ,)..,..x..N ,.P .(,xN)
N
P( xi ) 1
i 1
2、连续信源
二、离散信源的信息量 I(xi)lo a1 g P (xi)lo aP g (xi)
2、双绞线
• 双绞线由绞合在一起的一对导线组成，具有 较强的抗干扰能力。双绞线的主要缺点是不 适于远距离传输。
• 双绞线分为两类：屏蔽双绞线（STP）和无 屏蔽双绞线（UTP）。
• 双绞线广泛用于市话中继线、局域网和控制 系统通信网中。
• 许多对位于同一保护套内相互绝缘的双绞线 可以构成对称电缆。对称电缆的传输损耗比 明线大得多，但其传输特性比较稳定。
设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等 等）。
通信原理简明教程 ppt课件
赫兹是一个短命的物理学家。 他于1894年逝世时，年仅37岁。
1886年29岁发现电磁波，其后 不到6年，意大利的马可尼、俄国 的波波夫分别实现厂无线电传播， 并很快投人实际使用。其他利用 电磁波的技术：无线电报（1894 年）、无线电广播（1906年）、 无线电导航（1911年）、无线电 话（1916年）、短波通讯（1921 年）、无线电传真（1923年）、 电视（1929年）、微波通讯 （1933年）、雷达（1935年）， 以及遥控、遥感、卫星通讯、射 电天文学……它们使整个世界面 貌发生了深刻的变化。
6、按媒质的不同，通信方式分为： 有线通信：用导线作为传输媒质：如架空明线、电缆。。。 无线通信：利用 无线电波在空间的传播 7、通信系统的定义：为完成通信任务所需要的一切技术设备和传 输媒质所构成的总体。 8、通信系统的组成
信 息 源 输 入 变 换 器 发 送 设 备 信 道 接 收 设 备 输 出 变 换 器 受 信 者
通信原理简明教程
目录
• 绪论 • 预备知识 • 模拟线性调制 • 模拟角调制 • 模拟信号的波形编码 • 数字信号的基带传输 • 数字信号的调制传输 • 现代数字调制技术 • 差错控制编码
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
1948 1950 1956 1957 1958 1960 1961 1962 1960 1970 1980
晶体管 香农IT 通信统计理论建立 时分多路通信 应用于电话 越洋电话铺设 第一颗人造卫星发射 第一颗通信卫星发射 发明激光 发明集成电路 第一颗同步通信卫星 PCM进入实用 彩电 数字传输理论 高速计算机 LSI 商用卫星 程控交换 光纤通讯 SLSI 长波光纤通信 ISDN 3G
《通信原理》课件第1章
2． 串行传输采用的是单一信道，数字码元按顺序逐个传送， 远程通信均采用这种方式。串行传输如图1.3.7(a)所示。在这 种通信方式中， 收、发双方必须保持位同步和字同步，否则 就不能在接收端正确恢复原始信息。这种传输方式是实际通 信系统中比较常用的一种方式，其造价低但传输速度慢。 长
由于消息存在着许多不同的类型以及不同的传输方法， 因此产生了种类繁多的通信系统。
为了分析消息传输的实质，可以把各类通信系统共性及 基本组成概括为一个一般模型。不管何种通信系统，信息总 是由发送端通过信道传递到接收端的。因此，通信系统的一 般模型如图1.2.3
图1.2.3 通信系统的一般模型
信源的作用是产生(形成)消息。消息可以是多种多样的， 可以是语音、图像、数据、文字、符号等等。信源可以是有 次序的符号序列，也可以是连续变换的时间函数，前者我们 称为数字信号，后者称为模拟信号。传输模拟信号的通信系 统，称为模拟通信系统，相应地，传输数字信号的通信系统，
4． 根据信号传输媒介的不同可将通信系统分成两大类。信 通信系统、光纤通信系统、有线电视系统等； 信号通过自由空间传输的通信系统称为无线通信系统， GSM通信系统、微波接力通信系统、卫星通信系统、无
5． 根据传输多路信号的信道复用方式可将通信系统分为频 分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)和波分复 用(WDM) 通信系统。传统的模拟通信系统中大都采用频分 复用方式，数字通信系统中采用时分复用方式，空间扩频、 移动通信和卫星通信中采用码分复用方式，而光纤通信系统
如图1.3.1(b)所示，它是对图1.3.1(a)的模拟信号每隔时间 T抽样一次所得到的信号。虽然其波形在时间上是不连续的， 但其幅度取值是连续的，所以仍是模拟信号，称之为脉冲幅 度调制(PAM，简称脉幅调制)信号。数字信号指幅度的取值 是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内，如图1.3.1(c) 所示。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响
第九章 通信原理PPT课件
2
00 1
01 0
1
00 0
011
0
折叠二进制码对小信号的抗噪性能强，大信号反之，由于语
音信号小电压出现的概率较大，所以折叠码有利于减小语音信号
的平均量化噪声。
11
9.5 脉冲编码调制
格雷二进码 表示方法:
任何相邻电平的码组只有一位码位不同，即相邻码字 的距离恒为1。
除极性码外，绝对值相等时，其幅度码相同，故又称 反射二进码。
9.5
3位编码器（均匀量化），其输入信号抽样脉冲值在-0.5和7.5之间。
现在共有3个不同的Iw值，表示量化值的二进制码有3位，即c1c2c3。它 们能够表示8个十进制数，从0至7。
量化值
c1
c2
c3
0
0
0 0.5 0
1
0
0
1
1.5
2
0
1 2.5 0
3 3.5 0
1
1
4
1
0
0
4.5
5
1 5.5 0
M=2N 在语音通信中，通常采用8位的PCM编码就能够保证满意 的通信质量。我国采用的是8位编码的A律13折线PCM 编码。
14
9.5 脉冲编码调制
若把自然二进码从低位到高位依次给以2倍的加权，就可 变换为十进数。如设二进码为(an-1, an-2, …, a1, a0)
则D=an-12n-1+an-22n-2+…+a121+a020 便是其对应的十进数（表示量化电平值）。 特点: 编码简单、易记，而且译码可以逐比特独立进行。
9
9.5 脉冲编码调制
特点: （1）相邻码之间只有一个码字不同，这样误一位码造
通信原理教程PPT
噪声
发送端 接收端
34
通信的主要性能指标
适应性 有效性 经济性 可靠性 标准性
模拟通信的有效性
数字通信的有效性
模拟通信的可靠性
数字通信的可靠性
被传信号 的有效频带
是否 充分利用 信道资源
(数码率) 码元 传输速率
(传信率) 信息 传输速率
解调器 输出 信噪比
调制制度 增益G
误码率 Pe
误信率
35
1.3.4
绪论
数字通信原理
1
课程定位
是电信类专业的一门重要专业基础课程， 也是
该专业的一门核心主干课。 是“信息与通信工程”学科研究生入学考试课。
《通信原理课件》
2
课程目标
掌握通信系统的基本概念、基本理论、 基本技术和系统性能分析方法；为本领域 的进一步学习和研究奠定基础。
《通信原理课件》
3
教 材
9
1.1
通信的发展
烽火台
光信号的应用--- 最简单的二进制数字（光）通信
11
1838年 莫尔斯--有线电报
“上帝创造 了何等的奇迹 !”
塞缪尔· 莫尔斯 （Samuel Finley Breese Morse，1791-1872）
12
贝尔（1847-1922）美国电话发明者
13
数字通信系统的主要性能指标
一般通信系统的性能指标：
1、可靠性：指系统传输消息的质量问题 2、有效性：指系统传输消息的速率问题 3、经济性：指系统的成本问题
4、适应性：指系统适用的环境条件
5、标准性：指系统的接口、各种结构和协
议是否合乎国家、国际标准。
36
通信原理讲稿PPT演示课件
通信技术的发展
移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通 信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展；
最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期. 第一代： 1970S末、1980S初出现，为模拟话音通信系统，如AMPS，
TACS，NMT，NTT等系统。
1
I
• 第二代：1980S末出现，传递话音和低速数据，为 窄带数字通信系统，如GSM，PDC，D-AMPS， CDMA（IS95） 等。
• 4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力， 高保密性能和服务质量。
4
I
3G对RTT要求
• RTT（Radio Transmission Technology）无线传输技术
• 高速传输以支持多媒体任务①室内环境至少 2Mbit/s；②室内外步行环境至少384kbit/s；③室 外车辆运动中至少144kbit/s；④卫星移动环境至 少9.6kbit/s。
3
I
3G的目标
• 1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全 球范围内漫 游 ，且可以在不同的速率、不同的运 动状态下获得有质量保证的服务；
• 2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、 活动视频非话业务，特别是多媒体业务；
• 3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交 换网（PSTN）、综 合业务数字网、无绳系统、 地面移动通信系统、卫星通信系统、提 供无缝隙 的覆盖；
• FDMA是以不同的频率信道实现通信的，TDMA是以不同的时隙实现 通信的，CDMA是以不同的代码序列实现通信的。
6
I
频分多址FDMA
• 频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配 的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收 载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信 息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入 这些信道中的任何一个。
移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通 信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展；
最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期. 第一代： 1970S末、1980S初出现，为模拟话音通信系统，如AMPS，
TACS，NMT，NTT等系统。
1
I
• 第二代：1980S末出现，传递话音和低速数据，为 窄带数字通信系统，如GSM，PDC，D-AMPS， CDMA（IS95） 等。
• 4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力， 高保密性能和服务质量。
4
I
3G对RTT要求
• RTT（Radio Transmission Technology）无线传输技术
• 高速传输以支持多媒体任务①室内环境至少 2Mbit/s；②室内外步行环境至少384kbit/s；③室 外车辆运动中至少144kbit/s；④卫星移动环境至 少9.6kbit/s。
3
I
3G的目标
• 1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全 球范围内漫 游 ，且可以在不同的速率、不同的运 动状态下获得有质量保证的服务；
• 2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、 活动视频非话业务，特别是多媒体业务；
• 3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交 换网（PSTN）、综 合业务数字网、无绳系统、 地面移动通信系统、卫星通信系统、提 供无缝隙 的覆盖；
• FDMA是以不同的频率信道实现通信的，TDMA是以不同的时隙实现 通信的，CDMA是以不同的代码序列实现通信的。
6
I
频分多址FDMA
• 频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配 的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收 载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信 息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入 这些信道中的任何一个。
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调制
高频 功放
高频 振荡
高频放大 倍频
高频 放大
混频
中频 放大
解调
音频或 视频功放
本地 振荡
无线模拟发送、 接收系统方框图
音频或 视频信号
音频或 视频放大
信源编码
信道 编码
调制
高频 功放
高频
高频放大
振荡
倍频
高频 放大
混频
中频 放大
解调
信道 译码
信源译码
音频或 视频功放
本地 振荡
无线数字频带传输发送、 接收系统方框图
塞缪尔·莫尔斯（Samuel Finley Breese Morse，17911872），作为一名画家是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留 学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。 1826年至1842年任美国画家协会主席。
在一次远洋旅途中，莫尔斯结识了杰克逊。杰克逊是 波士顿城的一位医生，也是一位电学博士。闲聊中，杰克 逊把话题转到电磁感应现象上。
赫兹是一个短命的物理学家。 他于1894年逝世时，年仅37岁。
1886年29岁发现电磁波，其后 不到6年，意大利的马可尼、俄国 的波波夫分别实现厂无线电传播， 并很快投人实际使用。其他利用 电磁波的技术：无线电报（1894 年）、无线电广播（1906年）、 无线电导航（1911年）、无线电 话（1916年）、短波通讯（1921 年）、无线电传真（1923年）、 电视（1929年）、微波通讯 （1933年）、雷达（1935年）， 以及遥控、遥感、卫星通讯、射 电天文学……它们使整个世界面 貌发生了深刻的变化。
从此，莫尔斯走上了科学发明的崎岖道路。为了维持生活，莫尔斯于 1836年不得不重操旧业，担任纽约大学艺术及设计教授。课余时间，他仍 然继续从事电报发明工作。终于在1837年9月4日，莫尔斯制造出了一台电 报机。
1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，进行电报 发收试验。年过半百的莫尔斯在预先约定的时间，兴奋地向巴尔的摩发出人 类历史上的第一份电报。他的助手很快收到那份只有一句话的电报：“上帝 创造了何等的奇迹!”
1948 1950 1956 1957 1958 1960 1961 1962 1960 1970 1980
晶体管 香农IT 通信统计理论建立 时分多路通信 应用于电话 越洋电话铺设 第一颗人造卫星发射 第一颗通信卫星发射 发明激光 发明集成电路 第一颗同步通信卫星 PCM进入实用 彩电 数字传输理论 高速计算机 LSI 商用卫星 程控交换 光纤通讯 SLSI 长波光纤通信 ISDN 3G
1862年31岁，麦克斯韦发表了第二篇论文《论 物理力线》，不但进一步发展了法拉第的思想， 扩充到磁场变化产生电场，而且得到了新的结 果：电场变化产生磁场，由此预言了电磁波的 存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭示 了光的电磁本质。这篇文章包括了麦克斯韦研 究电磁理论达到的主要结果。1864年他的第三 篇论文《电磁场的动力学理论》，从几个基本 实验事实出发，运用场论的观点，以演绎法建 立了系统的电磁理论。1873年出版的《电学和 磁学论》一书是集电磁学大成的划时代著作， 全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研 究成果，建立了完整的电磁理论体系。这是一 部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》、达 尔文的《物种起源》和赖尔的《地质学原理》 相媲美的里程碑式的著作。
信息社会
1 绪论
1.1 通信和通信系统的一般概念
1、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 2、消息的表达形式：语言、文字、图像、数据等 3、实现通信的方式：目前最广泛的是电通信 4、电通信的概念：用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道 进行传输，达到通信的目的。 5、电通信的优势：能使消息几乎在任意的通信距离上实现迅速而又准确 的传递。
噪 声 源
1.2 通信系统的分类
• 传输方式：基带传输，频带传输 • 复用方式：频分，时分，码分和空分 • 调制方式
连续波 脉冲调制
模拟
线性 AM，SSB，VSB 非线性 FM，PM
Hale Waihona Puke 数字ASK，FSK，PSK， QAM
模拟 PAM，PPM
数字 PCM，ADPCM，CVSD，△M
音频或 视频信号
音频或 视频放大
麦克斯韦的主要科学贡献在电磁学方面，同时在天体物理学、气体分子运 动论、热力学、统计物理学等方面，都作出了卓越的成绩。正如量子论的创立 者普朗克（Max Plank l858—1947）指出的：“麦克斯韦的光辉名字将永远镌 刻在经典物理学家的门扉上，永放光芒。从生地来说，他属于爱丁堡；从个性 来说，他属于剑桥大学；从功绩来说，他属于全世界”。
无线电通信波段
1.3 通信技术发展概况
1838 1864 1876 1896 1906 1918 1925 1936 1937 1938 1940
莫尔斯 有线电报 麦克斯韦尔 电磁辐射方程 贝尔 电话 马克尼 无线电报 真空管 调幅广播 超外差接收机 三路明线载波电话 多路通信 调频广播 脉冲编码调制 电视广播 二战刺激 雷达和微波系统发展
6、按媒质的不同，通信方式分为： 有线通信：用导线作为传输媒质：如架空明线、电缆。。。 无线通信：利用 无线电波在空间的传播 7、通信系统的定义：为完成通信任务所需要的一切技术设备和传 输媒质所构成的总体。 8、通信系统的组成
信 息 源 输 入 变 换 器 发 送 设 备 信 道 接 收 设 备 输 出 变 换 器 受 信 者
通信原理简明教程
目录
• 绪论 • 预备知识 • 模拟线性调制 • 模拟角调制 • 模拟信号的波形编码 • 数字信号的基带传输 • 数字信号的调制传输 • 现代数字调制技术 • 差错控制编码
现代通信与信息社会
语言
文字
图像
人力 信鸽、邮政 烽火台
马力
电报 信号弹
电话、广播 Emai 电视 视频会议 l
赫兹关于电磁波的实验，为 无线电技术的发展开拓了新的道 路，构成了现代文明的骨架，后 人为了纪念他，把频率的单位定 为赫兹。
信息论的创始人香农Shannon，1916年生于美国，大 学时代在美国密执安大学和麻省理工学院学习，修过 布尔代数课，并曾在发明微分分析仪的数学家布什的 指导下使用微分分析仪，这使他对继电器电路的分析 产生兴趣。他认为这些电路的设计可用符号逻辑来实 现，并意识到分析继电器的有效数学工具正是布尔代 数。1938年，香农发表了著名的论文《继电器和开关 电路的符号分析》，首次用布尔代数进行开关电路分 析，并证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电 路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算 的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论 的开端。