通信概论讲义-第四章(85)
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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
《通信原理》第4章-信道(解析PPT精品课件
h (t) F H () |H ()|e j( )
什么情况下是最理想的恒参信道？ h(t ) （ ） n(t) （ ）
h(t)k0(ttd) k 0 为常数
2021/3/1
t d 为固定延迟时间
6
第4章 信道
若输入信号为ei(t)， 则理想恒参信道的输出为 eo(t)=K0 ei (t-td)
2021/3/1
11
第4章 信道
产生原因 ：
由信道中可能存在的各种滤波器、混合线圈、串联电容、 分路电感等造成的。
克服措施 ： 频率失真是线性失真。改善信道中的滤波性能，使
幅频特性在信道有效传输带宽内平坦； 在发送或接收端，增加线性补偿网络，使整个系统衰
耗特性曲线变得平坦；——均衡器
2021/3/1
图2 群延迟—频率特性
2021/3/1
15
第4章 信道 非单一频率的信号通过畸变和幅频畸变一样，是线性畸变，因此，也可采 取均衡措施进行补偿。
2021/3/1
16
第4章 信道
非线性失真： （1） 谐波失真：（元器件性能不稳定）。 （2） 相位抖动：（振荡器不稳定）。 非线性失真一旦产生，很难在接收端消除。
由此可见， 理想恒参信道对信号传输的影响是： (1) 对信号在幅度上产生固定的衰减 (2) 对信号在时间上产生固定的迟延
这种情况也称信号是无失真传输
2021/3/1
7
第4章 信道
理想信道的幅频特性、 相频特性和群迟延-频率特性
|H()|
K0
() td
t ()
td
O
O
a 幅频特性
b 相频特性
O
c 群迟延特性
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第4章 信道
什么情况下是最理想的恒参信道？ h(t ) （ ） n(t) （ ）
h(t)k0(ttd) k 0 为常数
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t d 为固定延迟时间
6
第4章 信道
若输入信号为ei(t)， 则理想恒参信道的输出为 eo(t)=K0 ei (t-td)
2021/3/1
11
第4章 信道
产生原因 ：
由信道中可能存在的各种滤波器、混合线圈、串联电容、 分路电感等造成的。
克服措施 ： 频率失真是线性失真。改善信道中的滤波性能，使
幅频特性在信道有效传输带宽内平坦； 在发送或接收端，增加线性补偿网络，使整个系统衰
耗特性曲线变得平坦；——均衡器
2021/3/1
图2 群延迟—频率特性
2021/3/1
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第4章 信道 非单一频率的信号通过畸变和幅频畸变一样，是线性畸变，因此，也可采 取均衡措施进行补偿。
2021/3/1
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第4章 信道
非线性失真： （1） 谐波失真：（元器件性能不稳定）。 （2） 相位抖动：（振荡器不稳定）。 非线性失真一旦产生，很难在接收端消除。
由此可见， 理想恒参信道对信号传输的影响是： (1) 对信号在幅度上产生固定的衰减 (2) 对信号在时间上产生固定的迟延
这种情况也称信号是无失真传输
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7
第4章 信道
理想信道的幅频特性、 相频特性和群迟延-频率特性
|H()|
K0
() td
t ()
td
O
O
a 幅频特性
b 相频特性
O
c 群迟延特性
12
第4章 信道
通信概论课件
根据传输媒介的不同，通信可以分为 有线通信和无线通信；根据传输信号 的性质，通信可以分为模拟通信和数 字通信。
通信系统的基本组成
发送设备
将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。
信息源
产生需要传输的信息，如声音 、图像、文字等。
信道
07
通信系统安全与保密
通信系统安全威胁
01
窃听
未经授权的第三方通过非法手段获 取通信内容，导致信息泄露。
假冒
未经授权的第三方冒充合法用户进 行通信，导致身份欺诈。
03
02
篡改
未经授权的第三方对通信内容进行 修改，导致信息失真。
拒绝服务
通过大量请求或攻击使通信系统无 法正常工作，导致服务瘫痪。
04
数字通信原理
数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式，其信号只有0和1 两种状态，可以表示二进制数位。
数字通信的优点
数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好，适 用于传输数据、文本、图像等离散信号。
数字通信的缺点
数字通信的缺点在于实现复杂、成本高，需要高带宽和高速处理能 力。
模拟信号与数字信号的转换
03
信号与噪声
信号的分类与特性
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息。
信号的频率
表示信号中周期性变化的次数。
数字信号
离散的二进制数表示的信息。
信号的振幅
表示信号的强度或幅度。
噪声的来源与特性
自然噪声
如雷电、风暴等自然现象产生的噪声 。
人为噪声
如机械、电气等人为活动产生的噪声 。
噪声的频率分布
通信系统的基本组成
发送设备
将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。
信息源
产生需要传输的信息，如声音 、图像、文字等。
信道
07
通信系统安全与保密
通信系统安全威胁
01
窃听
未经授权的第三方通过非法手段获 取通信内容，导致信息泄露。
假冒
未经授权的第三方冒充合法用户进 行通信，导致身份欺诈。
03
02
篡改
未经授权的第三方对通信内容进行 修改，导致信息失真。
拒绝服务
通过大量请求或攻击使通信系统无 法正常工作，导致服务瘫痪。
04
数字通信原理
数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式，其信号只有0和1 两种状态，可以表示二进制数位。
数字通信的优点
数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好，适 用于传输数据、文本、图像等离散信号。
数字通信的缺点
数字通信的缺点在于实现复杂、成本高，需要高带宽和高速处理能 力。
模拟信号与数字信号的转换
03
信号与噪声
信号的分类与特性
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息。
信号的频率
表示信号中周期性变化的次数。
数字信号
离散的二进制数表示的信息。
信号的振幅
表示信号的强度或幅度。
噪声的来源与特性
自然噪声
如雷电、风暴等自然现象产生的噪声 。
人为噪声
如机械、电气等人为活动产生的噪声 。
噪声的频率分布
通信原理课件第四章
δT (t)
s
n
(t nT ) 相乘的过程，即抽样信号
s
ms(t) m(t) δTs (t)
（4.2）
《通信原理课件》
一、低通信号的抽样定理
抽样定理指出：一个频带限制在（0， f H ）内的时间连续 的模拟信号 m (t)，如果抽样频率 f ≥ 2 f ，则可以通过低通滤波
1 Hz 。而理想 τ
抽样频谱的包络线为一条直线，带宽为无穷大。 如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的第一过零点带宽越 小，这有利于信号的传输。但增大τ会导致时分复用的路数减小，显 然考虑τ的大小时，要兼顾带宽和复用路数这两个互相矛盾的要求。
《通信原理课件》
二、平顶抽样
平顶抽样又称为瞬时抽样，从波形上看，它与自然抽样的不同之 处在于抽样信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形 脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。在实际应用中，平顶抽 样信号采用脉冲形成电路（也称为“抽样保持电路”）来实现， 得到顶部平坦的矩形脉冲。 平顶抽样PAM信号在原理上可以看作由理想抽样和脉冲形成电 路产生。
《通信原理课件》
[例4.2.1]
设输入抽样器的信号为门函数 G t ，宽度 10ms ，若忽略第一零 点以外的频率分量，计算奈奎斯特抽样速率。 解：门函数的频谱为
ωτ Gω τ Sa 2
（4.5）
则第一零点的频率
B 1 Hz τ
（4.6）
忽略第一零点以外的频率分量，则门函数的最高频率（截止频 率） f H 为 100 Hz 。由抽样定理可知，奈奎斯特抽样速率为
f H n 1B kB ，由式（4.7）可得带通信号的最低抽样频率
f s( min ) 2 fH k 2 B1 n 1 n 1
s
n
(t nT ) 相乘的过程，即抽样信号
s
ms(t) m(t) δTs (t)
（4.2）
《通信原理课件》
一、低通信号的抽样定理
抽样定理指出：一个频带限制在（0， f H ）内的时间连续 的模拟信号 m (t)，如果抽样频率 f ≥ 2 f ，则可以通过低通滤波
1 Hz 。而理想 τ
抽样频谱的包络线为一条直线，带宽为无穷大。 如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的第一过零点带宽越 小，这有利于信号的传输。但增大τ会导致时分复用的路数减小，显 然考虑τ的大小时，要兼顾带宽和复用路数这两个互相矛盾的要求。
《通信原理课件》
二、平顶抽样
平顶抽样又称为瞬时抽样，从波形上看，它与自然抽样的不同之 处在于抽样信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形 脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。在实际应用中，平顶抽 样信号采用脉冲形成电路（也称为“抽样保持电路”）来实现， 得到顶部平坦的矩形脉冲。 平顶抽样PAM信号在原理上可以看作由理想抽样和脉冲形成电 路产生。
《通信原理课件》
[例4.2.1]
设输入抽样器的信号为门函数 G t ，宽度 10ms ，若忽略第一零 点以外的频率分量，计算奈奎斯特抽样速率。 解：门函数的频谱为
ωτ Gω τ Sa 2
（4.5）
则第一零点的频率
B 1 Hz τ
（4.6）
忽略第一零点以外的频率分量，则门函数的最高频率（截止频 率） f H 为 100 Hz 。由抽样定理可知，奈奎斯特抽样速率为
f H n 1B kB ，由式（4.7）可得带通信号的最低抽样频率
f s( min ) 2 fH k 2 B1 n 1 n 1
通信原理第四版第4章信道
列发生错误是统计独立的，因此这种信道是无 记忆编码信道。
• p(00)p(10)1 • p(11)p(01)1
2021/1/15
13
多进制无记忆编码信道模型
｛X｝
｛Y｝
x0
y0
x1
y1
… …
xM－ 1
2021/1/15
yN－ 1
14
3、无线信道
• 无线信道利用电磁波在空间中的传播来 传输信号。
• 有线信道利用人造的传导电或光信号的 媒体来传输信号。
k S i( ){ 1 e x p [ j (t)}
• 信道传输函数为
• H () S 0 ()S i() k [ 1 e j (t)]
2021/1/15
41
• 信道幅频特性为
H ()k [ 1 e j ( t ) ]k 1 c o s( t )j s i n( t )
k2 c o s2 (t) j2 sin (t)c o s (t)
29
➢ 幅度-频率失真
• 又称为频率失真，属于线性失真。采用均衡 器补偿。
– (a)所示是典型电话信道特性
(a) 插入损耗～频率特性
2021/1/15
30
➢相位-频率失真
• 相位-频率失真也是属于线性失真。
• 在话音传输中，由于人耳对相频失真不太敏感，因此 相频失真对模拟话音传输影响不明显。
• 可以采用均衡器对相频特性进行补偿， 改善信道传输
第四章 信 道
2021/1/15
1
主要内容
1
2、信道的数学模型
3 4、有线信道 5、信道特性对信号传输的影响 6、信道中的噪声 7、信道容量
2021/1/15
2
1、信道定义
• p(00)p(10)1 • p(11)p(01)1
2021/1/15
13
多进制无记忆编码信道模型
｛X｝
｛Y｝
x0
y0
x1
y1
… …
xM－ 1
2021/1/15
yN－ 1
14
3、无线信道
• 无线信道利用电磁波在空间中的传播来 传输信号。
• 有线信道利用人造的传导电或光信号的 媒体来传输信号。
k S i( ){ 1 e x p [ j (t)}
• 信道传输函数为
• H () S 0 ()S i() k [ 1 e j (t)]
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41
• 信道幅频特性为
H ()k [ 1 e j ( t ) ]k 1 c o s( t )j s i n( t )
k2 c o s2 (t) j2 sin (t)c o s (t)
29
➢ 幅度-频率失真
• 又称为频率失真，属于线性失真。采用均衡 器补偿。
– (a)所示是典型电话信道特性
(a) 插入损耗～频率特性
2021/1/15
30
➢相位-频率失真
• 相位-频率失真也是属于线性失真。
• 在话音传输中，由于人耳对相频失真不太敏感，因此 相频失真对模拟话音传输影响不明显。
• 可以采用均衡器对相频特性进行补偿， 改善信道传输
第四章 信 道
2021/1/15
1
主要内容
1
2、信道的数学模型
3 4、有线信道 5、信道特性对信号传输的影响 6、信道中的噪声 7、信道容量
2021/1/15
2
1、信道定义
通信概论---第4章 数据通信(运输j).ppt
4.3.1 电路交换 4.3.2 报文交换 4.3.3 分组交换 4.3.4 快速分组交换技术
4.3 数据交换方式
电路交换
报文交换 数据报
交换方式
分组交换
信息交换
虚电路
帧中继快速分组交换源自信元中继1、电路交换(Circuit Switching)
2、报文交换(Message Switching)
3、分组交换(Packet Switching)
4.2 差错控制技术
处理差错的两种基本策略：
❖ 使用纠错码：发送方在每个数据块中加入足够的冗 余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是否有 错，并能纠正错误。
❖ 使用检错码：发送方在每个数据块中加入足够的冗 余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是否有 错，但不能判断哪里有错。
4.2 .1 差错控制的基本方式 4.2.2 检错纠错的基本原理 4.2.3 几种常用的检纠错码
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
输 DTE 输 DCE
入
入
信
数
息
据
发送 的信号
传输 系统
DCE 接收 的信号
数据电路
DTE
输
输
出
出
数
信
据
息
数据链路
4.1.3 数据通信系统的模型
DTE (Data Terminal Equipment) ：是数据终端
线路传输差错是不可避免的，但要尽量减小其 影响。
4.2 差错控制技术
差错出现的特点：随机，连续突发（burst）
4.3 数据交换方式
电路交换
报文交换 数据报
交换方式
分组交换
信息交换
虚电路
帧中继快速分组交换源自信元中继1、电路交换(Circuit Switching)
2、报文交换(Message Switching)
3、分组交换(Packet Switching)
4.2 差错控制技术
处理差错的两种基本策略：
❖ 使用纠错码：发送方在每个数据块中加入足够的冗 余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是否有 错，并能纠正错误。
❖ 使用检错码：发送方在每个数据块中加入足够的冗 余信息，使得接收方能够判断接收到的数据是否有 错，但不能判断哪里有错。
4.2 .1 差错控制的基本方式 4.2.2 检错纠错的基本原理 4.2.3 几种常用的检纠错码
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
输 DTE 输 DCE
入
入
信
数
息
据
发送 的信号
传输 系统
DCE 接收 的信号
数据电路
DTE
输
输
出
出
数
信
据
息
数据链路
4.1.3 数据通信系统的模型
DTE (Data Terminal Equipment) ：是数据终端
线路传输差错是不可避免的，但要尽量减小其 影响。
4.2 差错控制技术
差错出现的特点：随机，连续突发（burst）
通信原理 第五版 第4章 信 道PPT课件
n(t)
式中
图4-13 调制信道数学模型
ei (t ) － 信道输入端信号电压； eo (t)－ 信道输出端的信号电压； n(t ) － 噪声电压。
通常假设： f[ei(t)]k(t)ei(t)
这时上式变为：
eo(t)k(t)ei(t)n(t)－ 信道数学模型
19
Hale Waihona Puke 第4章 信 道eo(t)k(t)ei(t)n(t)
D2 D2 520 h 50 m
8r 5050
增大视线传播距离的其他途径 ➢ 中继通信： ➢ 卫星通信：静止卫星、移动卫星 ➢ 平流层通信：
图 4-3 视线传播
图4-4 无线电中继 10
第4章 信 道
散射传播 电离层散射 机理 － 由电离层不均匀性引起 频率 － 30 ~ 60 MHz 距离 － 1000 km以上 对流层散射 机理 － 由对流层不均匀性（湍流）引起 频率 － 100 ~ 4000 MHz 最大距离 < 600 km
梯度型 按模式分类
n2 n1 折射率
多模光纤 (c)
单模光纤
(模指路径)
单模阶跃折射率光纤
图4-11 光纤结构示意图
125
7～10
16
第4章 信 道
4.3 信道的数学模型
信道模型的分类（广义）：
调制信道 编码信道
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数 字 调
制
信道
数 字 解 调
14
第4章 信 道
光纤 定义: 传输光信号的有线信道是光导纤维,简称
光纤. 最早出现的光纤是由折射率不同的两种导光
介质纤维组成,内层称为纤芯,在纤芯外包有另一 种折射率的介质,称为包层.
式中
图4-13 调制信道数学模型
ei (t ) － 信道输入端信号电压； eo (t)－ 信道输出端的信号电压； n(t ) － 噪声电压。
通常假设： f[ei(t)]k(t)ei(t)
这时上式变为：
eo(t)k(t)ei(t)n(t)－ 信道数学模型
19
Hale Waihona Puke 第4章 信 道eo(t)k(t)ei(t)n(t)
D2 D2 520 h 50 m
8r 5050
增大视线传播距离的其他途径 ➢ 中继通信： ➢ 卫星通信：静止卫星、移动卫星 ➢ 平流层通信：
图 4-3 视线传播
图4-4 无线电中继 10
第4章 信 道
散射传播 电离层散射 机理 － 由电离层不均匀性引起 频率 － 30 ~ 60 MHz 距离 － 1000 km以上 对流层散射 机理 － 由对流层不均匀性（湍流）引起 频率 － 100 ~ 4000 MHz 最大距离 < 600 km
梯度型 按模式分类
n2 n1 折射率
多模光纤 (c)
单模光纤
(模指路径)
单模阶跃折射率光纤
图4-11 光纤结构示意图
125
7～10
16
第4章 信 道
4.3 信道的数学模型
信道模型的分类（广义）：
调制信道 编码信道
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数 字 调
制
信道
数 字 解 调
14
第4章 信 道
光纤 定义: 传输光信号的有线信道是光导纤维,简称
光纤. 最早出现的光纤是由折射率不同的两种导光
介质纤维组成,内层称为纤芯,在纤芯外包有另一 种折射率的介质,称为包层.
通信原理经典讲义四
2.
偶校验码
偶校验码把 k 比特分组编码为 n = k + 1 个比特。编码率是 收端一定可以知道发生了错误。
k 。如果发生奇数个错，则接 k +1
3.
汉明(Hamming)码
Hamming码的数据分组长度是k=4。对于k个信息比特 u3u2u1u0 ，编码器添加了 3 个校验
比特 p2 p1 p0 使得Fig. 2中每个圆内始终有偶数个 1。 发送的码字是 7 比特的 u3u2u1u0 p2 p1 p0 。
4 的(7,4)分组码。我们后面将会讲到：Fig. 2这个码只 7
三 随机错与突发错
如果传输的一个码字中，每个位置上出错的概率是统计独立的，这种错叫独立随机错， 简称随机错。如果传输的一个码字中，错误只出现在连续的 L 个位置上，其它地方不出错， 这种错叫突发错。注意突发错只表示错误集中在一个范围内，不表示这 L 个比特都错。若 无特别说明，我们缺省假设错误类型是随机错。 一个码字中具体哪个位置对、哪个位置错的描述叫错误图案。Fig. 3中的两种描述都表 示在一个 7 比特的码字发生了 2 比特错， 错误位置是第 5 和第 3 比特， 注意右起第 1 位编为 第 0 比特，不过如何编号（左起或右起，0 起或 1 起）无关紧要。Fig. 3(a)中用√表示对， 用×表示错，Fig. 3(b)中用 0 表示对，用 1 表示错。我们将采用Fig. 3(b)中的方法来表示错误
Fig. 2 Hamming 码
1/2
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北京邮电大学电信工程学院
《通信原理 II》Lecture Notes 7
2006/03/21
可以验证：如果码字中 1 比特出错，则可以根据编码规则猜出错在哪里。但如果错误数 多于 1 个，则译码后一定会有至少 3 比特错误。即：译码器所以为的发送的码字和真正发送 的码字之间至少有 3 处不一样。 上述Hamming码是一个编码率为 是Hamming码家族中的一员。
现代通信技术概论完整版 ppt课件
现代通信技术概论完整版
27第3章 电话通信 283.1 电话通信过程 333.2 多路复用技术 333.2.1 频分多路复用
49第4章 数据通信 504.1 数据通信概述 504.1.1 数据、信号与信息 514.1.2 系统组成 534.1.3 数据通信网络互连
343.2.2 时分多路复用 343.2.3 码分多路复用 353.2.4 波分多路复用
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
现代通信技术概论完整版
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
27第3章 电话通信 283.1 电话通信过程 333.2 多路复用技术 333.2.1 频分多路复用
49第4章 数据通信 504.1 数据通信概述 504.1.1 数据、信号与信息 514.1.2 系统组成 534.1.3 数据通信网络互连
343.2.2 时分多路复用 343.2.3 码分多路复用 353.2.4 波分多路复用
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
现代通信技术概论完整版
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
樊昌信-通信原理(第五版)第4章 信道(专业教育)
二端口的调制信道模型， 其输出与输入的关系有
r(t)=so(t)+n(t)=f［si(t)］+n(t)
(4.1 - 1)
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9
si(t)
线 性 时变 网 络
so(t)
Si(t)
时变 线性 网络
S0(t)
Si1(t) Si2(t) Si3(t)
sim(t)
… …
时变 线性 网络
S01(t) S02(t) S03(t)
S0n(t)
图 4 – 2 调制信道模型
骄阳书苑
10
式中，si(t)为输入的已调信号；so(t)为调制信道对输入信号 的响应输出波形；n(t)为加性噪声，与si(t)相互独立。f［si(t)］ 反映了信道特性，不同的物理信道具有不同的特性。一般情况，
f［si(t)］可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入信号的卷积， 即
so(t)=c(t)*si(t)
(4.1 - 2)
或 S(ω)=C(ω)Si(ω)
(4.1 - 3)
其中，C(ω)依赖于信道特性。对于信号来说，C(ω)可看成
是乘性干扰。 如果我们了解c(t)与n(t)的特性，就能知道信道对
信号的具体影响。
骄阳书苑
11
2.调制信道分类
通常信道特性c(t)是一个复杂的函数，它可能包括各种 线性失真、非线性失真、交调失真、衰落等。同时由于信道 的迟延特性和损耗特性随时间作随机变化，故c(t)往往只能 用随机过程来描述。在我们实际使用的物理信道中，根据信 道c(t)的时变特性的不同可以分为两大类：
如果信道是无记忆的， 则表征信道输入、输出特性的转 移概率为
P(yj/xi)=P(Y=yj/X=xi)
现代通信原理PPT课件第4章模拟信号数字化
4.2.7数字压扩技术 1. 13折线A律压扩： 1）13折线的形成。
2）13折线与A=87.6的A律函数相近似。 它们对应的x与y坐标，请参看教材127页两表， 13折线各线段x和y轴坐标 A=87.6的A律函数x和y轴坐标 从表可见对应的X坐标数值近似相等。 因此，13折线与A=87.6的A律函数相近似。
4.2.5 非均匀量化的概念 1)大信号信噪比富裕，小信号信噪比不足。
克服办法：非均匀量化 大信号，大台阶------降低大信号信噪比； 小信号，小台阶------提高小信号信噪比。
2)扩大信号动态范围 扩大信号动态范围办法也是非均匀量化。因为非均匀量化能提高小信号信噪比，从而扩大信号动态范围。 非均匀量化作用解释。（见图4.26）
1
2
3
第4章 模拟信号数字化
抽样定理
脉冲编码调制(PCM)系统
增量调制
数字通信系统有许多优点，但自然界大多信号是模拟的，因此需要模/数和数/模转换。 4.1 抽样定理 抽样定理大意 A从小球运动曲线说起 B抽样定理大意 如果对某一时间连续信号抽样，当抽样速率达到一定的数值，那么根据这些样值就能准确地还原原信号。
X
1— 4段
=1 =1 =2 = 4
0
ห้องสมุดไป่ตู้
3. 13折线编码举例：+843编码： 极性码： +843>0-------------------------编1码 段落码： 843>128------------------------编1码 843>512------------------------编1码 843<1024-----------------------编0码 因此，当电压为843时，落在第7段，该段量化台阶为32。 即：
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码分复用
CDMA的多路同时传输利用编码原理进行 区分；
各路信号采用经过特殊挑选的不同码型， 通过对不同的码型识别来消除各路信号间 的干扰。
42
码分复用解释—— CDMA酒会
你听到什么...
•如果你只懂中文? •如果你只懂俄语?
•如果你只懂英语?
“码”的使用可使cdma系统的用户/信道之间保持正交; 每一用户数据流均有一个唯一的正交扩频码。
45
码分复用
适用环境：频率资源有限的环境； 典型实例 WCDMA、CDMA2000、 TD-SCDMA
46
码分复用
Cdma的出现和发展：
第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出 CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的 干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后 来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。 1995年，第一个CDMA商用系统（被称为IS-95A） 被美国高通公司运行之后，CDMA技术理论上的诸 多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和 亚洲等地得到了迅速推广和应用。
A1 D1
时间片1
时间片2
A2
D2
1
2
3
1
2
时隙号
时隙
MUX
A3 D3
D1 D2 D3 D1 D2
复用器 原始信号 数字化信号
复用后的数据流
27
时分复用
优点
时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传 输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应 的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这 个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。较高的 同步系统 时分复用技术与频分复用技术一样，有着非常广泛 的应用，电话就是其中最经典的例子，此外时分复 用技术在广电也同样取得了广泛的应用，如SDH， ATM，IP网络通信都是利用了时分复用的技术。
44
码分复用
每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于 区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立 的，也就是互相不影响的，但是由于技术等种 种原因，我们采用的地址码不可能做到完全正 交，即完全独立，相互不影响，所以称为准正 交，由于有地址码区分用户，所以我们对频率、 时间和空间没有限制，在这些方面他们可以重 叠。
话音的抽样值 信道 16 - 30
时隙 17 - 31
时隙 0
(8 bits)
时隙16
(8 bits)
时隙 0
(8 bits)
Frame Alignment
37
E1-帧格式
时间片125 us = 32 时隙 = 2.048 Mbps
0 1 2
帧同步
用户话路
16
信令 用户话路
31
30 路话音数据(PCM数据) + 2 路控制
8 bits 代表信道2的一个 抽样值
4
8 bits 代表信道3的一个 抽样值
8 bits
代表信道1的一个 抽样值
2
36
2Mbit/s PCM 的帧 (G.704)
1帧 = 125 us (256 bits)
Frame Alignment
时隙 1 - 15
Signalling
话音的抽样值 信道 1-15
改进：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据 放入； 用于分组交换和ATM交换； 标志化信道：每个分组前附加标志码，标示输出端。 29 各个分组使用不同的时隙。
时分复用
t1 t2 t3 A B C D
待发数据
同步TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
时间片1 时间片2
19
频分复用FDM（4）
缺点：很难进行动态分配频率； 适用环境：模拟链路环境、粗粒度的复 用（划分上下行频带）； 典型实例
有线电视（CATV） 无线电广播 模拟移动通信 非对称数字用户线路（ADSL）
20
频分复用FDM（5）
举例一：有线电视(CATV)
一路电视信号传输带宽为6MHz;
11
两种情况
多路复用技术概述(2)
问题的提出
如何高效率地利用宽带介质？ 如何在低速物理介质上传输高速信号？
12
多路复用技术概述(3)
解决方案：采用复用技术；
多路复用的定义：为提高信道利用率，使
多个信号在同一信道传输而不互相干扰。
13
多路复用技术概述(4)
基本模型
1条物理链路，n个逻辑信道
可用带宽
统计TDM A1 B1
时间片1
B2
C2
时间片2
30
时分复用例
时分复用的典型例子：PCM信号的传输把
多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装 成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息)
每帧在一个时间片内发送每个时隙承载一
路PCM信号。
2018/8/3 31
对话带的信号进行抽样
模拟信号 300 - 3400Hz 模拟信号的抽样值
2018/8/3
码分复用允许多路信号在信道的整个频带上同 时进行传输，各路信号在时域上和频域上都是 重叠的，那么，它是靠什么来区分各路信号的 呢？
41
频分复用以及波分复用（WDM）的各路信号在频域 上是各自分离的，在时域上则是重叠的，因此它们是 靠不同的频率来区分各路信号的； 时分复用正好相反，各路信号在在频域上则可能是重 叠的，在时域上则是分离的且交织轮转的，因此它是 靠不同的时隙来区分各路信号的；
MUX
DEMUX
n个输入
n个输出
复用模型
基本过程
2018/8/3
复用：复用器 传输：n个独立的信道 解复用：分用器
14
多路复用技术概述(5)
复用技术的特点
提高资源利用率
对管理与控制系统的要求更高 多个信号之间仍可能存在干扰
15
频分复用FDM（1）
适用情况
传输介质的有效带宽超出了被传输信号所要求 的带宽。 多路信号占据不同的频带，信号同时被运载； 将每个信号调制到不同的载波频率上。
CH2
CH1 CH2 CH3
MUX
CH3 CH3
f
带宽复用信号
复用器
原带宽
移频后带宽
18
频分复用FDM（2）
具体方法
信道的带宽被分成若干相互不重叠的频段 （即信道），相邻信道之间设置防护频带； 每路信号经过调制后搬移到适当的频带上； 各路调制后的信号同时被传输； 接收端采用适当的带通滤波器将多路信号分 开； 解调，恢复原始基带信号。
25
时分复用
时分复用原理
利用各信号在时间上的不相互重叠达到在 同一信道上传输多路信号； 将整个信道传输信息的时间划分为若干时 间片（时隙），不同时隙分给不同的用户； 每路用户在自己的时隙内独占信道进行数 据传输。
26
时分复用
时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时 也叫同步时分复用。
s1(t)
解调器 f1
m1(t)
s(t)
接收器
mb(t)
带通滤波器 f2
s2(t)
解调器 f2
m2(t)
FDM信号
复合基带信号
带通滤波器 fn
sn(t)
解调器 fn
mn(t)
23
举例2：ADSL接入
SPLITTER
24
举例2：ADSL接入
在家庭用户一侧，POTS分线器(POTS Splitter) 用于电话和计算机信号的合成/分离，POTS是 Plain Old Telephone Service的缩写；ADSL Modem用于计算机信号与模拟信号之间的调制 /解调。NSP(网络服务提供商)一侧的核心部分 是DSLAM(数字用户线接入复用设备)，它实现 网络交换机/电话交换机与多条ADSL线路之间 的互连，逻辑上由多个POTS分线器和ADSL Modem组成。
字编码脉冲。
3
抽样过程
抽样：在时间上将模拟信号离散化。
奈奎斯特抽样定律：抽样频率fs要大于等于被抽样信号
最高频率fm的二倍，即fs≥2fm，则抽样后的样值序列可以不失
真地还原成原来的信号。
4
量化过程
抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍 然是连续的，还必须进行离散化处理，才能最终用离散的数值来 表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。 量化：在幅度上将模拟信号离散化；实际信号可以看成是量化输 出信号与量化误差之和，因此只用量化输出信号来代替原信号就 会有失真。
第四章 信号的数字化处理技术
模拟信号的数字化 多路复用技术 数字复接技术 同步技术 同步数字系列
1
模拟信号的数字化
A/D变换(模拟/数字变换) D/A变换(数字/模拟变换)
2
A/D变换
模拟信号的数字化过程包括
抽样：在时间上将模拟信号离散化； 量化：在幅度上将模拟信号离散化； 编码：将抽样、量化后的信号转换为数
8000 次/秒
125 m s
(1/8000 sec)
32
抽样值的时分复用过程
Analogue Signals
Ch 1
125 m s
(1/8000 sec)
Ch 2
30