通信基本原理 PPT课件
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通信网络基本知识ppt课件
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12
1.2.2 通信网的分类（6/ 19 ）
业务网介绍
电话网：
传输设备：分为本地回路与干线。
本地回路：连接电话局和客户楼群设备，多采用双绞线，新设
备多采用光缆；
干线：传送由很多用户产生的话务量，可采用双绞线、同轴电
缆、微波、卫星、光纤等。
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13
1.2.2 通信网的分类（7/ 19 ）
业务网介绍
数据网（计算机网）：实现计算机与计算机或数 据终端与计算机之间的通信。
分类（按计算机网络的覆盖范围）
广域网（WAN) 局域网（LAN） 城域网（MAN)
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16
1.2.2 通信网的分类（10/ 19 ）
业务网介绍
数据网
广域网（WAN ：Wide Area Network)
覆盖பைடு நூலகம்围：几公里~几千公里 组成：
低速数据网的三合一网体制。
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14
1.2.2 通信网的分类（8/ 19 ）
业务网介绍
传真网（利用电话通信网完成传真的发送与接收）
构成形式：
租用电话线路，建立专用传真通信网； 将电话专线加接交换设备以构成专用传真网； 由某一部门或邮电部门组建传真网络。
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15
1.2.2 通信网的分类（9/ 19 ）
业务网介绍
卫星网络：只有一个中继的微 波无线电系统
上行线路
下行线路
地面站
卫星
优点：通信距离远、通信容量大、传输质量高；
缺点：时延大。
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21
1.2.2 通信网的分类（15/ 19 ）
业务网介绍
通信原理(第八章新型数字带通调制技术)PPT课件
实例分析
QPSK（四相相移键控调制）
在PSK的基础上，将相位划分为四个不同的状态，每个状态表示两个 比特的信息，提高了频谱利用率和传输速率。
16-QAM（十六进制正交幅度调制）
在QAM的基础上，将幅度划分为16个不同的状态，每个状态表示4个 比特的信息，进一步提高了频谱利用率和传输速率。
OFDM（正交频分复用调制）
20世纪70年代，随着数字信号处理技 术的发展，多种新型数字带通调制技 术如QPSK、QAM等开始出现。
02
数字带通调制技术的基本原理
数字信号的调制过程
调制概念
调制是将低频信号（如声音、图像等）转换成高频信号的过程， 以便传输。
数字信号的调制方式
数字信号的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK） 和相位键控（PSK）等。
通信原理(第八章新型数字带 通调制技术)ppt课件
• 引言 • 数字带通调制技术的基本原理 • 新型数字带通调制技术介绍 • 新型数字带通调制技术的应用场景
• 新型数字带通调制技术的优势与挑 战
• 新型数字带通调制技术的实现方法 与实例分析
01
引言
新型数字带通调制技术的定义与重要性
定义
新型数字带通调制技术是指利用数字 信号调制载波的幅度、频率或相位， 以实现信号传输的技术。
光纤通信系统
在光纤通信系统中，新型数字带通调制技术如偏振复用正交频分复用（PD-OFDM） 被用于实现高速、大容量的数据传输，满足不断增长的网络流量需求。
卫星通信系统
广播卫星
在广播卫星中，新型数字带通调制技术如正交频分复用（OFDM）被用于发送多路电视信号和其他多媒 体内容，提供高质量的广播服务。
将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上进行调制，提 高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
光纤通信系统PPT课件
套塑光纤结构
48 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传输波长分类 (1)短波长光纤
37 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(3)三角形光纤 纤芯折射
率分布曲线为 三角形。
38 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤折射率分布曲线 39 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传导模的数目分类： 传导模指能够在光纤中远距离传输的传
播模式。 (1)多模光纤
当纤芯的几何尺寸（直径一般为50μm） 远大于光波波长(如1.55μm)时，光纤剖面折 射率分布为渐变型，外径125μm。光纤传输 的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模 式，称为多模光纤。
40 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(2)单模光纤 当纤芯的几何尺寸较小（一般为
8μm～10μm），与光波长在同一数量级， 这时，光纤只允许一种模式（基模）在 其中传播，其余的高次模全部截止，这 样的光纤称为单模光纤。
单模光纤的折射率分布多呈阶跃性。
41 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒 质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础 设施的支柱。
7 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统，它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源，主要用于大容量国际、 国内长途通信干线，也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路， 而全部采用光缆。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的，每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起，称为光端机， 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样，中继器也有正反两个方向。
48 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传输波长分类 (1)短波长光纤
37 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(3)三角形光纤 纤芯折射
率分布曲线为 三角形。
38 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤折射率分布曲线 39 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传导模的数目分类： 传导模指能够在光纤中远距离传输的传
播模式。 (1)多模光纤
当纤芯的几何尺寸（直径一般为50μm） 远大于光波波长(如1.55μm)时，光纤剖面折 射率分布为渐变型，外径125μm。光纤传输 的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模 式，称为多模光纤。
40 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(2)单模光纤 当纤芯的几何尺寸较小（一般为
8μm～10μm），与光波长在同一数量级， 这时，光纤只允许一种模式（基模）在 其中传播，其余的高次模全部截止，这 样的光纤称为单模光纤。
单模光纤的折射率分布多呈阶跃性。
41 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒 质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础 设施的支柱。
7 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统，它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源，主要用于大容量国际、 国内长途通信干线，也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路， 而全部采用光缆。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的，每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起，称为光端机， 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样，中继器也有正反两个方向。
通信原理SSB课件
8000π
ω
调制系统的抗噪声性能
输入信噪比： 输入信噪比：
Si 解调器输入已调信号平 均功率 = Ni 解调器输入噪声平均功 率
输出信噪比： 输出信噪比：
So 解调器输出有用信号平均功率 = No 解调器输出噪声平均功率
信噪比增益： 信噪比增益：
G = NO 输出信噪比 = Si 输入信噪比 Ni SO
调制系统的抗噪声性能小结
调制方式 AM DSB SSB VSB B 2fm 2fm fm 略大于fm G 2/3 2 1 So/No Si/3n0fm Si/n0fm Si/n0fm 近似SSB
模拟线性系统调制小结
AM调制 调制
1 0 M( ω ) M( ω )
功耗小 带宽宽
ωH
S AM (ω )
相移法SSB调制器方框图 调制器方框图 相移法
优点： 优点： 不需要滤波器具有陡峭 的截止特性。 的截止特性。 缺点： 缺点： 宽带相移网络难用硬件 实现。 实现。 技术难点在于带宽相移网络的制作
小结
包络检波， 信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波， 一样， （1）SSB信号的解调和 ） 信号的解调和 一样 不能采用简单的包络检波 因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反 信号也是抑制载波的已调信号， 因为 信号也是抑制载波的已调信号 映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调 同步检波)。 相干解调(同步检波 映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调 同步检波 。 （2） SSB信号的实现比 信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在 、 要复杂， 调制方式在 信号的实现比 要复杂 传输信息时，不仅可节省发射功率， 传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度 减少了一半。 比AM、DSB减少了一半。它目前已成为短波通信中一种重要 、 减少了一半 它目前已成为短波通信中一种重要 的调制方式。 的调制方式。
通信原理课件第3章 随机过程
可见，（1）其均值与t无关，为常数a；
（2）自相关函数只与时间间隔有关。
14
第3章 随机过程
数字特征：
E (t) x1 f1 (x1 )dx1 a R(t1,t2 ) E[ (t1) (t1 )]
x1x2 f2 (x1, x2 ; )dx1dx2 R( )
可见，（1）其均值与t 无关，为常数a ；
随机过程 (t)的二维概率密度函数：
f2 (x1,
x2 ; t1, t2
)
2F2 (x1, x2;t1,t2 x1 x2
)
若上式中的偏导存在的话。
随机过程 (t) 的n维分布函数：
Fn (x1, x2 , , xn ;t1, t2 , tn )
P (t1 ) x1, (t2 ) x2 , , (tn ) xn
f1 (x1,t1 ) f1 (x1 )
而二维分布函数只与时间间隔 = t2 – t1有关：
f2 (x1, x2 ;t1,t2 ) f2 (x1, x2 ; )
数字特征：
E (t) x1 f1 (x1 )dx1 a R(t1,t2 ) E[ (t1) (t1 )]
x1x2 f2 (x1, x2 ; )dx1dx2 R( )
换句话说，随机过程在任意时刻的值是一个随机变量。 因此，我们又可以把随机过程看作是在时间进程中处于不同
时刻的随机变量的集合。 这个角度更适合对随机过程理论进行精确的数学描述。
5
第3章 随机过程
3.1.1随机过程的分布函数
设 (t)表示一个随机过程，则它在任意时刻t1的值 (t1)
是一个随机变量，其统计特性可以用分布函数或概率密 度函数来描述。
【解】(1)先求(t)的统计平均值：
（2）自相关函数只与时间间隔有关。
14
第3章 随机过程
数字特征：
E (t) x1 f1 (x1 )dx1 a R(t1,t2 ) E[ (t1) (t1 )]
x1x2 f2 (x1, x2 ; )dx1dx2 R( )
可见，（1）其均值与t 无关，为常数a ；
随机过程 (t)的二维概率密度函数：
f2 (x1,
x2 ; t1, t2
)
2F2 (x1, x2;t1,t2 x1 x2
)
若上式中的偏导存在的话。
随机过程 (t) 的n维分布函数：
Fn (x1, x2 , , xn ;t1, t2 , tn )
P (t1 ) x1, (t2 ) x2 , , (tn ) xn
f1 (x1,t1 ) f1 (x1 )
而二维分布函数只与时间间隔 = t2 – t1有关：
f2 (x1, x2 ;t1,t2 ) f2 (x1, x2 ; )
数字特征：
E (t) x1 f1 (x1 )dx1 a R(t1,t2 ) E[ (t1) (t1 )]
x1x2 f2 (x1, x2 ; )dx1dx2 R( )
换句话说，随机过程在任意时刻的值是一个随机变量。 因此，我们又可以把随机过程看作是在时间进程中处于不同
时刻的随机变量的集合。 这个角度更适合对随机过程理论进行精确的数学描述。
5
第3章 随机过程
3.1.1随机过程的分布函数
设 (t)表示一个随机过程，则它在任意时刻t1的值 (t1)
是一个随机变量，其统计特性可以用分布函数或概率密 度函数来描述。
【解】(1)先求(t)的统计平均值：
《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。
通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。
通信原理课件——第四章
点带宽 B 1 Hz。而理想抽样频谱的包络线为一条直线，带
τ 宽为无穷大。
如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的带宽越小， 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。
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，如图4-11（a）所示。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。
图4-25 PCM系统的原理图
4.5.2 PCM
[例4.5.1]
4.5.3 PCM系统的抗噪声性能分析
4.6 语音压缩编码
4.6.1语音压缩编码技术的概念
通常，人们把话路速率低于64kb/s的语音编码方 法，称为语音压缩编码技术。常见的语音压缩编 码有差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉 冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM或M）、自 适应增量调制（ADM）、参量编码、子带编码 （SBC）等。
第四章 模拟信号的数字传输
4.1 引言 4.2 抽样 4.3 量化 4.4 编码 4.5 脉冲编码调制系统 4.6 语音压缩编码 4.7 图像压缩编码
4.1 引言
图4-1 PCM通信系统原理图
图4-2 PCM信号形成过程示意图
4.2 抽样
所谓抽样是把时间上连续的模拟信号变成 一系列时间上离散的样值序列的过程，如 图4-3所示。
4.3 量化
图4-13 量化的输入和输出
4.3.1均匀量化
图4-14 量化过程及量化误差
[例4.3.1]
τ 宽为无穷大。
如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的带宽越小， 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。
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，如图4-11（a）所示。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。
图4-25 PCM系统的原理图
4.5.2 PCM
[例4.5.1]
4.5.3 PCM系统的抗噪声性能分析
4.6 语音压缩编码
4.6.1语音压缩编码技术的概念
通常，人们把话路速率低于64kb/s的语音编码方 法，称为语音压缩编码技术。常见的语音压缩编 码有差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉 冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM或M）、自 适应增量调制（ADM）、参量编码、子带编码 （SBC）等。
第四章 模拟信号的数字传输
4.1 引言 4.2 抽样 4.3 量化 4.4 编码 4.5 脉冲编码调制系统 4.6 语音压缩编码 4.7 图像压缩编码
4.1 引言
图4-1 PCM通信系统原理图
图4-2 PCM信号形成过程示意图
4.2 抽样
所谓抽样是把时间上连续的模拟信号变成 一系列时间上离散的样值序列的过程，如 图4-3所示。
4.3 量化
图4-13 量化的输入和输出
4.3.1均匀量化
图4-14 量化过程及量化误差
[例4.3.1]
通信原理课件第2章确知信号
测试信号
用于系统性能测试和故障诊断，如误码率测试和信号质量评估等。
THANKS
感谢观看
确知信号的应用
在通信系统中，确知信号常被用作载 波信号或调制信号，以传递信息。
可以用确定的数学函数来表示确知信 号，例如正弦波、余弦波、方波等。
确知信号的分类
周期信号和非周期信号
根据信号波形重复性的不同，可以将确知信号分为周期信号和非周期信号。周 期信号的波形在时间上重复出现，而非周期信号则没有这种重复性。
确定性
确知信号的波形是确定的 ，不受外界干扰的影响， 因此其取值是确定的，不 具有随机性。
02
CATALOGUE
确知信号的频域分析
频域分析的基本概念
频域
在信号处理中，频域是描述信号 频率特性的一个抽象空间，通过 将信号分解为不同频率的正弦波
分量来研究信号的频率特性。
傅里叶分析
傅里叶分析是研究信号在频域中 的性质和行为的一种数学工具， 通过将信号表示为正弦波的叠加 ，可以分析信号的频率成分和频
能量信号与功率信号
能量信号是指能量有限的信号，其能量值在时间上可变；功率信号是指功率有限的信号， 其功率值在时间上可变。能量信号和功率信号的时域波形和频域特性有所不同。
确知信号的时域运算
信号的加法与减法
将两个同频率、同相位的信号相加或相减，可以得到一个新的信号。新信号的幅度和相位可以通过简单的代数运算得 到。
率变化。
频谱
频谱是信号在频域中的表示形式 ，通过将信号的幅度或功率随频 率变化的规律绘制成图，可以直
观地了解信号的频率特性。
确知信号的频谱
确定性信号
确知信号也称为确定性信号，是 指信号在时间上是确定的，即对 于任意给定的时间，信号都有一
用于系统性能测试和故障诊断，如误码率测试和信号质量评估等。
THANKS
感谢观看
确知信号的应用
在通信系统中，确知信号常被用作载 波信号或调制信号，以传递信息。
可以用确定的数学函数来表示确知信 号，例如正弦波、余弦波、方波等。
确知信号的分类
周期信号和非周期信号
根据信号波形重复性的不同，可以将确知信号分为周期信号和非周期信号。周 期信号的波形在时间上重复出现，而非周期信号则没有这种重复性。
确定性
确知信号的波形是确定的 ，不受外界干扰的影响， 因此其取值是确定的，不 具有随机性。
02
CATALOGUE
确知信号的频域分析
频域分析的基本概念
频域
在信号处理中，频域是描述信号 频率特性的一个抽象空间，通过 将信号分解为不同频率的正弦波
分量来研究信号的频率特性。
傅里叶分析
傅里叶分析是研究信号在频域中 的性质和行为的一种数学工具， 通过将信号表示为正弦波的叠加 ，可以分析信号的频率成分和频
能量信号与功率信号
能量信号是指能量有限的信号，其能量值在时间上可变；功率信号是指功率有限的信号， 其功率值在时间上可变。能量信号和功率信号的时域波形和频域特性有所不同。
确知信号的时域运算
信号的加法与减法
将两个同频率、同相位的信号相加或相减，可以得到一个新的信号。新信号的幅度和相位可以通过简单的代数运算得 到。
率变化。
频谱
频谱是信号在频域中的表示形式 ，通过将信号的幅度或功率随频 率变化的规律绘制成图，可以直
观地了解信号的频率特性。
确知信号的频谱
确定性信号
确知信号也称为确定性信号，是 指信号在时间上是确定的，即对 于任意给定的时间，信号都有一
通信原理(全套1162页PPT课件)
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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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3.4 *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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通信网络PPT课件
邮政通信技术及邮政通信网的发展
• 邮政通信技术不断进步
–邮政运输手段的现代化。 –邮政通信生产作业处理的机械化和自动化。 –邮政信息网的建设和发展。
• 加强对邮政通信网的动态管理
–邮政通信网的管理与业务发展不相适应之处 –实现通信网动态管理的途径
• 加强邮政通信网建设
– 移动通信系统的构成图 – 移动通信网的结构图
• 数据通信网数பைடு நூலகம்
–据通信网是为提供数据业务而组成的电信网。 – 数据通信系统的基本构成图 – IP电话网结构图
第三节 电信通信网络的发展
一、我国公用电信通信网的发展现状 二、电信通信网技术的发展 三、电信网发展趋势
我国公用电信通信网的发展现状
• 固定电话交换网 中国交换机增长趋势图 • 接入网 • 光纤通信网络 • 移动通信 我国移动通信网络规模图 • 数据通信 中国因特网用户发展趋势图
• 网络组织方式 –邮区中心局体制 –邮政通信网示意图
• 网络分级和分类 –分级：全国干线网，省网，邮区运递网 –分类（按照传递速度）：快件网，普件网
邮政综合计算机网
• 邮政综合计算机网的构成
–邮政综合计算机网是采集、处理、传输。应用、存 储信息的智能网络。它由物理网络和软件系统两大 部分组成。
• 邮政综合网的物理结构
电信通信网技术的发展
• 数字化－－在通信网上全面使用数字通信技术，包括数 字传输、数字交换和数字终端等。
• 综合化－－把不同的业务综合在一个数字通信网上传 送，为用户提供综合性的信息通信服务。
• 宽带化－－宽带化是针对通信网的网络容量和传输处理 能力而言的。
• 智能化－－在通信网中更多地引入智能因素建立智能 网。
• 功能层次： – 邮政通信网包括物理网络、业务规范和运行控制体系三大部 分。 • 物理网络是生产运行的物质基础 • 业务规范是生产运行的规范 • 运行控制体系则实施运行监控和指挥调度，以保证全网可 靠运行，确保邮政生产的畅通无阻。
移动通信原理ppt课件
3） 归属位置寄存器HLR HLR是一种用来储存本地用户位置信息的数据库。 当一个移动用户购机后首次使用SIM卡加入蜂窝系统 时， 必须通过MSC在该地的HLR中登记注册， 把其有 关参数存放在HLR中。 4） 鉴权中心AUC 鉴权中心AUC的作用是可靠地识别用户的身份， 只允许有权用户接入网络并取得服务。
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
5） 设备号识别寄存器EIR 设备号识别寄存器EIR存放设备类型信息， 每个移 动电话机都有一个国际移动设备识别码IMEI， EIR用 来监视和鉴别移动设备， 并拒绝非法移动台入网。
第1章 移动通信基本原理
6） 操作维护子系统OMS 操作维护子系统OMS， 又称操作维护中心。 其任 务主要是对整个GSM网络进行管理和监控。 通过OMS 实现对GSM网内各种部件功能的监视、 状态报告、 故 障诊断等功能。
第1章 移动通信基本原理
2.3.1 频分多址（FDMA） FDMA是把通信系统的总频段划分成若干个等间
隔的频道（或称信道）分配给不同的用户使用。 这些 频道互不交叠， 其宽度应能传输一路话音或数据信息， 而在相邻频道之间无明显的串扰。 如图1-3所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-3 频分多址的频道划分
1.2.1 数字移动通信系统基本组成 一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
5） 设备号识别寄存器EIR 设备号识别寄存器EIR存放设备类型信息， 每个移 动电话机都有一个国际移动设备识别码IMEI， EIR用 来监视和鉴别移动设备， 并拒绝非法移动台入网。
第1章 移动通信基本原理
6） 操作维护子系统OMS 操作维护子系统OMS， 又称操作维护中心。 其任 务主要是对整个GSM网络进行管理和监控。 通过OMS 实现对GSM网内各种部件功能的监视、 状态报告、 故 障诊断等功能。
第1章 移动通信基本原理
2.3.1 频分多址（FDMA） FDMA是把通信系统的总频段划分成若干个等间
隔的频道（或称信道）分配给不同的用户使用。 这些 频道互不交叠， 其宽度应能传输一路话音或数据信息， 而在相邻频道之间无明显的串扰。 如图1-3所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-3 频分多址的频道划分
1.2.1 数字移动通信系统基本组成 一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、
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7.香农公式主要讨论了信道容量、频带宽度和信噪比之间的关系， 是信息传输中非常重要的公式，是目前通信系统设计和性能分析 的理论基础。
第二讲 通信系统简介
一、 数字光纤通信系统
数字光纤通信是以光信号运载数字信息，以光 导纤维为传输媒介的一种通信方式。
1.单向光纤通信系统
数字光纤通信系统由光发送机、光纤和光接收机构成。 光发送机和光接收机统称为光端机。 电端机通常是指PCM基群或高次群设备。
噪比之间的关系。
由香农公式可得到如下结论：
• 在给定B、S/N时，信道的极限传输能力C即确 定。
• 在信道容量C一定时，带宽B和信噪比S／N之间 可以互相调整。
• 增加信道带宽B并不能无限制地增大信道容量。
• 在给定C和S／N的情况下，带宽B与时间T也可以互 相调整。
小结
1.通信系统包括信源、发送设备、信道、接收设备、信宿。 2.信号是信息的载体，可以分为周期信号和非周期信号，连续时 间信号和离散时间信号，能量信号和功率信号等。
扰码电路对发送的信息码流处理，使码流中“0”和“1” 的数量大致相等，破坏过长的连“0”和连“1”码流。经 扰码的码流较好地携带时钟，有利于接收端对时钟信号的 提取，使主从时钟同步；经过扰码，使光源组件发光和不 发光的概率大致相等，较好的保护光源组件。 1.1.6．光发送电路
光发送电路的作用是把电信号变换成光信号，并耦合到 光纤中传输。
3.信道噪声
信道噪声：噪声和干扰的总称。 加性噪声：与有用信号毫无关系，不管有用信 号的有无而独立存在的。 乘性噪声：它与系统的特性有关，与有用信号 相伴而生，是乘法关系。 随机噪声：噪声不可预测，具有随机性。
信道容量公式——香农公式
C
B
log 2
(1
S N
)bit
/
s
香农公式主要讨论了信道容量、频带宽度和信
2.信道的定义与分类
2.1.信道：信号的传输媒介。分为侠义信道和广 义信道。
侠义信道分为两类：有线信道和无线信道。 有线信道：明线、对称电缆、同轴电缆及光缆。 无线信道：地波传播、短波电离层反射、超短波 或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道。 广义信道：信道的范围扩大到传输媒质之外。
2.2. 调制信道和编码信道 调制信道：传输已调信号的一个整体。
电信号变换成光信号称为光调制，使光源发出的光信 号按输入电信号的规律变化。
直接调制：用电信号直接驱动光源，使其输出的光 载波信号强度随电信号的强度变化。
间接调制：利用晶体的电光、磁光来调制恒定 光源发出的光。
2. 光接收机
2.1.光中继器
2.1.1．光电中继器
2.1.2．全光中继器
3.线路码型
第一讲 通信基本知识
一、 通信系统的组成
1. 通信的基本概念
通信：把信息从一地有效地传递到另一地的全过程。
2. 通信系统模型
3. 模拟通信系统和数字通信系统模型
3.1. 模拟通信系统模型
3.2. 数字通信系统模型
3.3.数字通信系统与模拟通信系统的性能比较
• 数字传输的抗干扰能力强，噪声不积累。 • 数字系统可采用差错控制编码改善传输质量。 • 数字系统中便于做加密处理； • 数字通信系统适合传输、交换多种信息。 • 数字通信系统便于集成化。 • 数字信号占用的频带宽。 • 数字通信系统对同步要求高，系统设备比较复杂。
按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局 间信令，前者在用户线上传送，后者在局间中继线上传送。 如果按信令的功能划分，则可分为监视信令，地址信令与 维护管理信令。
9.3.1 GSM系统结构
GSM数字蜂窝移动通信系统主要由移动网络子系统(NSS)、 基站子系统(BSS)以及移动台子系统（MS）和操作支持子 系统(OSS)四部分组成。如图9－24所示。
光信号经过长距离的传输后光被衰减，可采用光中继设 备，将信号再生放大后传输。
二、双向数字光纤通信系统
实用系统是双向的； PCM电端机主要对用户话音进行数字编码、解码、复用、解
复用； 光发送设备、光接收设备合程光端机；
1. 光发送机组成
光发送机主要由均衡放大电路、码型变换电路、扰码电 路、光发送电路组成。
1．光端机与PCM电端机接口码型 2、接口码型 3、光纤线路常用码型
•mBnB分组码 •脉冲插入码 •mB1P码 •mB1H码 •扰码
三. 光端机的主要指标
1．光发送机的主要指标 输出光功率及稳定度 光脉冲的消光比 调制特性
2、光接收机的主要指标 • 灵敏度 • 动态范围
9.2 电话交换技术
基站子系统(BSS)在移动台(MS)和移动网子系统(NSS)之 间提供和管理传输通路，特别是包括了MS与GSM系统的 功能实体之间的无线接口管理；NSS是整个GSM系统的 控制和交换中心，它负责所有与移动用户有关的呼叫接续 处理、移动性管理、用户设备及保密管理等功能，并提供 GSM系统与其它网络之间的连接；MS、BSS和NSS组成 GSM系统的实体部分，操作支持子系统(OSS)为网络运营 商提供一种手段用来控制和维护这些实际运行部分。
程控数字交换机的基本组成
数字交换网络 用户电路 用户集中器 远端用户集线器 数字中继器 模拟中继器 信号音发生器 多频收/发码器 用户处理机 呼叫处理机 管理维护处理机
9.2.3 时隙交换原理
9.2.4 T型接线器
T型接线器：完成时隙交换的网络。 组成：存储器SM和控制存储器CM。 功能：完成“时隙交换”。
1．读出控制T接线器
8端输人T型接线器
8PCM的复用
串并变换原理
S接线器
9.2.6 数字交换网络
1、 TST交换网络
Hale Waihona Puke STS交换网络9.2.7 信令系统
在交换机与用户、交换机与交换机间，除传送话音、 数据等业务信息外，还必须传送各种专用的控制信令(信 号)。交换机根据用户信令和局间信令完成接续处理，用 户根据信令提示进行操作处理。
9.3 GSM数字蜂窝移动通信系统
9.3.1 GSM系统结构
9.3.2 GSM网络接口
9.3.3 GSM系统的无线接口
GSM系统的无线接口就是移动台与基站子系统(BSS) 之间的接口，即接口，下面讨论无线接口的几个主要内容， 包括频率配置、多址方式、业务类型、信道分类、帧结构 等。
GSM900、EGSM、DCSl800频段
1.1光纤通信系统各个部分作用:
PCM电端机 主要对用户话音进行数字编码，组成复用帧，形成不同
等级速率的数字信号流送至光端机。 光发送设备
有源器件把数字脉冲电信号转换为光信号（E/O变换）后， 送到光纤中传输。在光接收设备中设有光检测器件，将接收 到的光信号转换为电的数字脉冲信号（O/E变换）。 光中继
二、 通信系统的分类及通信方式
1. 通信系统的分类分类：
按业务类型分类：电话系统、电报系统、数据系统、图像 系统。
按传输媒介分类：有线和无线通信系统。 按传输信号分类：模拟通信系统和数字通信系统。 按复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用。 按传输系统调制分类：基带传输系统和频带传输系统。
3.周期信号的频谱具有离散性、谐波性和收敛性。非周期信号的 频谱是连续的频谱，也具有收敛性。
4.信道是信号的传输通路。信道的噪声有加性噪声和乘性噪声。 5.加性噪声特点是频率范围宽。乘性噪声是依赖于有用信号存在 而存在。
6.恒参信道对信号传输的影响是幅度—频率失真和相位—频率失 真。变参信道对信号传输的影响有一般衰落和频率选择性衰落。
1.2. 光发送机的光发送电路
1.2.1.光发送电路的组成 光发送电路主要包括波形预处理、光源驱动、光功率
自动控制(APC)、光源工作温度自动控制(ATC)、光源组件、 告警等部分。 1.2.2.光源组件
光源组件的作用是产生作为光载波的光信号。光源 组件采用LD（激光器）和LED（发光二极管）。 1.2.3.光调制
移动 交换 中心 电话 交换 中心
三、 信号、信道与噪声
1.信号
信号：信息的载体，它利用物理量的变化携带信息。 信号可以分为确知信号和随机信号。
确定信号：信号是一个确定的时间函数。 随机信号：信号具有不确定性，
信号可以分为周期和非周期信号，连续时间和离 散时间信号，能量信号和功率信号等。
频谱图：一个信号中振幅、相位随频率变化的曲线 。
2. 通信方式
按传输方向与时间分类：单工通信、半双工通信、 双工通信。
按通信方式分： 单工通信 半双工通信 双工通信
数字信号码元排列方法分类：串行传输、并行传输。
串行传输方式线路成本低，适合于长距离的通信； 并行传输方法线路成本高，传输速率高，适合于短 距离的通信。
数字卫星通信系统
蜂窝移动通信系统
f2
1.1.光发送机各部分作用
1.1.1．均衡放大电路 PCM电端机与光发送机之间的传输电缆的衰减与频率平
方成正比。由于连接电缆对各频率衰减量的不同，引起输入 口信号的幅度和波形发生变化，需由均衡放大电路来补偿。 均衡放大大电路实际上是利用RC均衡网络和放大器补偿传输 电缆对不同频率产生的衰减和畸变。 1.1.2．码型变换电路
编码信道：传输数字信号的一个整体。
2.3． 恒参信道和变参信道
按信道的参数分类可分为恒参信道和变参信道。 恒参信道：信道电气参数变化速度极缓慢，变化 量小（如双绞线、同轴电缆、光纤、长波无线信 道）。 产生的失真有两种：幅度—频率失真和相位—频 率失真。它们是损害信号传输特性的重要因素，通 常采用均衡措施补偿。 变参信道：信道电气参数随时间变化较快、变化 量较大（如短波信道、超短波信道、微波信道。无 线信道）。 变参信道特性复杂，对信号的影响也严重得多。
思考与练习
1.什么是模拟通信?什么是数字通信?数字通信有哪些优缺点? 2.模拟通信和数字通信系统模型中各主要组成部分功能是什么? 3.数字光通信系统如何组成？ 4.光发送机电路组成？各部分电路的作用是什么？ 5.光接收机电路组成？各部分电路的作用是什么？ 6.光电中继器电路组成？各部分电路的作用是什么？ 7.数字程控电话交换机由哪几部分电路组成？ 8.信令有何作用？用户线有哪些信令？ 9.GSM系统结构有哪些部分组成？ 10.分析移动网子系统(NSS)的组成和各部分的功能？ 11.GSM系统使用哪些频段？ 12.GSM蜂窝移动系统采用哪些多址方式？ 13.分析SIM卡的组成和功能。 14.简述移动台的发送接收过程。