第一章通信原理概述
通信原理 (完整)精选全文
数字通信的主要优点:
(a) 失真的数字信号
(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
数字通信的主要缺点:
➢ 占用带宽大 ➢ 设备复杂 ➢ 同步要求高
宽带通信、压缩编码 VLSI、SOC、ASIC 信号处理技术
应用实例:
➢ 数字传输技术:电话、电视、计算机数据等 信号的远距离传输。
➢ 模拟传输技术:有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。
狭义信道
有线信道 无线信道
中长波地波 短波电离层反射 超短波、微波视距传输 超短波、微波对流层散射 卫星中继
编码信道 调制信道
信 源
加 密 器
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
信 道
收 转 换 器
解 调 器
解解 码密 器器
信 宿
发送设备
噪 声
接收设备
广义信道
广义信道
调制信道:
调制器输出端到解调器输入端的所有设备和媒介。 研究调制和解调时,常用调制信道。 连续信道/模拟信道。
eo(t)
e0t htei t nt e0t kt ei t nt
n(t)
n(t): 加性干扰 k(t): 乘性干扰
k t 依赖于网络的特性,k t 反映网络特性对 ei t 的作用。
干扰
加性干扰:本地噪声
始终存在
乘性干扰:非理理想信道 与信号共存
sR t sT tht nt
乘性 加性
增量调制DM
军用、 民用电话
Hale Waihona Puke 差分脉码调制DPCM电视电话、 图像编码
其 他 语 言 编 码 方 式 中低速数字电话 ADPCM、 APC、 LPC
按信号复用方式分类
通信原理第一章总结
第一章 绪论
课程要点(2)
3
本节要点
信息如何度量?与何参数有关?计算公式?
离散信源的信息量:
1 I log 2 log 2 P ( x) bit P( x)
熵(统计平均信息量): n H ( x) P ( xi ) l og 2 P ( xi ) 等概时熵最大:
i 1
bit/符号
H max log 2 M
算术平均信息量存源的信息量如何求?(不要求,可自学)
4
本节要点
有效性和可靠性是通信系统的两个重要指标
模拟系统:有效性(带宽B) 可靠性(信噪比S/N) 数字系统:有效性(传输速率) 可靠性(差错率) 码元速率(传码率)RB与信息速率(传信率)Rb的关系:
Rb= RB log2M= RB H bit/s (H为等概时信源的熵)
频带利用率:
η= RB /B
误码率与误比特率(误信率)
有效性和可靠性常常是一对矛盾
5
第一章思考题和作业
什么是通信?通信的目的是什么?如何进行通
信? 通信系统的组成以及分类? 什么是模拟通信系统、数字通信系统?并比较它 们的异同。 什么是信息、消息和信号?信息是如何度量的? 衡量通信系统优劣的指标有哪些? 作业:
必做:1-4,1-5,1-7 选作:1-6 , 1-9 ,1-10
6
第一章 绪论
课程要点(1)
1
本节要点
通信发展简史 通信的目的和通信系统的概念、模型 通信系统一般由发送端、接收端、信道三大部
分组成,模拟与数字通信系统模型
通信系统可以按许多形式进行分类 通信系统中的两种变换:
非电信号 电信号(基带信号) 基带信号 频带信号(模拟强调变换的线性 ,数字强调变 换的一一对应。无此变换的系统为基带通信系统)
通信原理第一章
任何人、任何时候在任何地方以任意的方式进行通信。
1.1.1 通信系统的一般模型(主要培养全局系统的概念) 通信: 从一地向另一地传递和交换信息。
通信系统:实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质基于点与点之间的通信系统的模型用图1 -1 来描述。
送设备信道接收设备受信者噪声源接收端信息源:消息的产生地,其作用是把各种消息转换成原始电信号,称之为基带信号。
包括:电话机、电视摄像机和电传机、计算机等。
前者是模拟信源,输出模拟信号;后者是数字信源,输出数字信号。
发送设备:将信源和信道匹配起来,即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的,比如:放大、调制、编码等等; 信道:指传输信号的物理媒质。
包括:大气(自由空间)、明线、电缆或光纤。
模拟信号:凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的,且直接与消息相对应的信号。
数字信号:凡信号参量只能取有限个值,并且常常不直接与消息相对应的信号。
通信系统分为模拟通信系统+数字通信系统。
1. 模拟通信系统模型图1-4 模拟通信系统模型信息源调制器信道解调器受信者噪声源课程重点调制器:原始基带信号变换成适合信道传输的信号;从信号与系统的角度:调制器=频带搬移。
调制后的信号称为已调信号、频带信号。
已调信号有三个基本特征:一:携带有完整的基带信息二:适合在信道中传输三:信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频,因而已调信号又称频带信号。
信道编译码 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”。
接收端的信道译码器按一定规则进行解码,从解码过程中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统抗干扰能力,实现可靠通信。
作用:提高通信系统抗干扰能力。
数字调制与解调 把数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的频带信号。
基本的数字调制方式有振幅键控ASK、频移键控FSK、绝对相移键控PSK、相对(差分)相移键控DPSK。
通信原理讲义
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。
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)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:1.2 通信系统的分类及通信方式 1.2.1 通信系统分类● 按消息的物理特征分类电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统图像通信系统 ● 按调制方式分类基带传输线性调制载波调制 非线性调制 频带传输 数字调制脉冲模拟调制脉冲调制消息 消息消息消息脉冲数字调制●按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统●按传输媒介分类有线无线1.2.2 通信方式分类●点对点通信,按传送方向与时间关系:单工通信:消息只能单方向传输半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时进行收发全双工通信:通信双方可同时进行收发●数字通信中,按数据信号码元排列方式:串行传输:数字信号码元序列按时间顺序一个接一个的在信道中传输,适合远距离传输。
通信原理 1-1_概述
西安工业大学
计算机学院信控系
计算机 通信
第一章 绪论
1.2 数据通信的基本概念
1.2.1 通信术语 1、消息(message) 、消息( ) 是通信系统中传输的具体对象。消息的形式是多样的, 是通信系统中传输的具体对象。消息的形式是多样的, 传输的具体对象 它包括符号,文字,语音,数据,图像,视频等。 它包括符号,文字,语音,数据,图像,视频等。 同一种信息的内容可用不同形式的消息来表达。 同一种信息的内容可用不同形式的消息来表达。例如 天气预报可用文字消息,也可用话音消息来表达。 天气预报可用文字消息,也可用话音消息来表达。 2、信息(information) 、信息( ) 消息所包含的内容。 是消息所包含的内容。例如每天的天气预报是一 种消息,预报中告知某日某时的天气情况如何, 种消息,预报中告知某日某时的天气情况如何,就 是该消息所包含的“信息” 即消息的含义。 是该消息所包含的“信息”,即消息的含义。
西安工业大学 计算机学院信控系
计算机 通信
第一章 绪论
通信系统举例: 通信系统举例:智能大楼
• 智能大楼的定义有两种
– 通过对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素以 结构、系统、服务和管理 结构 及它们之间内在关联的最优组合,提供一个投资合理并且 高效、舒适、便利的环境。 • 这种定义从用户观点 从用户观点出发,突出了智能大楼在管理和信 从用户观点 息传输以及服务方面的特点。 – 在大楼建设中建立一个独立的局域网,通过结构化布线系 统组成一个集成环境,连接用户的各种设备,让大楼的管 理机构能够随时监测,并能自动采取相应的措施。 • 这种定义突出智能大楼“智能”的根本 智能大楼“ 智能大楼 智能”的根本所在——信息传 输系统
第一章 绪论
通信原理教案李白萍
通信原理教案李白萍第一章:通信原理概述1.1 通信系统的定义解释通信系统的概念强调通信系统在现代社会中的重要性1.2 通信系统的分类介绍模拟通信系统和数字通信系统的区别解释无线通信和有线通信的区别1.3 通信系统的基本组成介绍发送端、接收端和信道的基本功能强调调制、解调、编码和解码在通信系统中的作用1.4 通信系统的性能指标介绍传输速率、误码率和信号失真度等性能指标解释这些指标对通信系统的影响第二章:模拟通信系统2.1 模拟通信系统的原理解释模拟通信系统的基本原理强调调制和解调在模拟通信系统中的作用2.2 模拟通信系统的优点和缺点介绍模拟通信系统的优点和缺点强调模拟通信系统在特定应用场景中的适用性2.3 模拟通信系统的应用实例举例说明模拟通信系统在实际应用中的应用强调模拟通信系统在特定行业中的重要性第三章:数字通信系统3.1 数字通信系统的原理解释数字通信系统的基本原理强调编码、解码和数字调制在数字通信系统中的作用3.2 数字通信系统的优点和缺点介绍数字通信系统的优点和缺点强调数字通信系统在现代通信中的重要性3.3 数字通信系统的应用实例举例说明数字通信系统在实际应用中的应用强调数字通信系统在不同行业中的广泛应用第四章:无线通信系统4.1 无线通信系统的原理解释无线通信系统的基本原理强调无线传输技术和频率分配在无线通信系统中的作用4.2 无线通信系统的优点和缺点介绍无线通信系统的优点和缺点强调无线通信系统在现代社会中的便利性和局限性4.3 无线通信系统的应用实例举例说明无线通信系统在实际应用中的应用强调无线通信系统在不同行业中的广泛应用第五章:通信系统的性能评估5.1 通信系统的性能评估方法介绍常用的通信系统性能评估方法强调性能指标在评估通信系统性能中的重要性5.2 误码率的计算和降低解释误码率的计算方法介绍降低误码率的技术和策略5.3 信号失真度的分析和补偿分析信号失真度的原因和影响介绍信号失真度的补偿技术和方法第六章:信号传输技术6.1 信号传输的基本概念介绍信号传输的定义和目的强调信号传输在通信系统中的重要性6.2 同轴电缆传输信号解释同轴电缆的结构和传输原理介绍同轴电缆在不同通信系统中的应用6.3 光纤传输信号解释光纤的结构和传输原理强调光纤通信系统的优点和应用领域第七章:调制与解调技术7.1 调制的基本概念解释调制的定义和目的强调调制在通信系统中的重要性7.2 模拟调制技术介绍调幅、调频和调相的原理和应用强调不同调制技术的优缺点和适用场景7.3 数字调制技术介绍振幅调制、频率调制和相位调制的原理和应用强调数字调制在现代通信系统中的重要性第八章:编码与解码技术8.1 编码的基本概念解释编码的定义和目的强调编码在通信系统中的重要性8.2 模拟编码技术介绍模拟编码的原理和应用强调不同编码技术的优缺点和适用场景8.3 数字编码技术介绍数字编码的原理和应用强调数字编码在现代通信系统中的重要性第九章:信号接收与处理技术9.1 信号接收的基本概念解释信号接收的定义和目的强调信号接收在通信系统中的重要性9.2 模拟信号接收技术介绍模拟信号接收的原理和应用强调不同接收技术的优缺点和适用场景9.3 数字信号接收技术介绍数字信号接收的原理和应用强调数字信号接收在现代通信系统中的重要性第十章:通信系统的安全与隐私10.1 通信系统安全的基本概念解释通信系统安全的重要性强调保护通信系统免受攻击的必要性10.2 加密技术在通信系统中的应用介绍加密技术的原理和应用强调加密技术在保护通信系统安全中的重要性10.3 隐私保护在通信系统中的重要性解释隐私保护的概念强调隐私保护在通信系统中的重要性第十一章:多路复用与解复用技术11.1 多路复用的基本概念解释多路复用的定义和目的强调多路复用在提高通信系统效率中的重要性11.2 模拟多路复用技术介绍频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和波分多路复用(WDM)的原理和应用强调不同多路复用技术的优缺点和适用场景11.3 数字多路复用技术介绍数字时分多路复用(TDMA)、数字频率分配(DAMA)和码分多址(CDMA)的原理和应用强调数字多路复用在现代通信系统中的重要性第十二章:信号处理技术在通信系统中的应用12.1 信号处理的基本概念解释信号处理的目的和重要性强调信号处理技术在通信系统中的应用12.2 滤波器在通信系统中的应用介绍滤波器的作用和类型强调不同滤波器在通信系统中的重要性12.3 信号处理技术在无线通信系统中的应用介绍信号处理技术在无线通信系统中的应用实例强调信号处理技术在提高通信系统性能中的重要性第十三章:现代通信技术的发展趋势13.1 5G通信技术介绍5G通信技术的基本概念和特点强调5G通信技术在推动通信技术发展中的重要性13.2 物联网(IoT)技术解释物联网的概念和应用领域强调物联网技术在通信系统中的应用和前景13.3 边缘计算在通信系统中的应用解释边缘计算的概念和作用强调边缘计算在提高通信系统性能中的重要性第十四章:通信系统的实际应用案例分析14.1 移动通信系统案例分析分析移动通信系统的实际应用案例强调移动通信系统在现代社会中的重要作用14.2 互联网接入技术案例分析分析互联网接入技术的实际应用案例强调互联网接入技术在提供高速互联网服务中的重要性14.3 卫星通信系统案例分析分析卫星通信系统的实际应用案例强调卫星通信系统在不同行业和场景中的重要性第十五章:通信系统的未来发展方向15.1 量子通信技术介绍量子通信的基本概念和特点强调量子通信在提供绝对安全通信中的重要性15.2 集成光学通信技术解释集成光学通信的概念和优势强调集成光学通信在提高通信系统性能中的重要性15.3 通信系统智能化发展介绍通信系统智能化的发展趋势强调智能化技术在提高通信系统效率和可靠性中的重要性重点和难点解析本文教案涵盖了通信原理和相关技术的各个方面,包括通信系统概述、模拟和数字通信系统、无线通信系统、信号传输和接收技术、多路复用与解复用技术、编码与解码技术、通信系统的安全与隐私、信号处理技术在通信系统中的应用、现代通信技术的发展趋势、通信系统的实际应用案例分析以及通信系统的未来发展方向。
通信原理第1章
1.5.1 数字通信系统有效性指标的具体表述
*码元传输速率通常又可称为码元速率、数 码率、传码率、码率、信号速率或波形速率。
码元速率:指单位时间(每秒钟)内传输码
元的数目,用符号RB来表示。
➢码元速率:RB - 波特(B) 码元速率RB与信号的进制数无关,只与 码元宽度Tb有关:
RB
1 Tb
通常在给出系统码元速率时,有必要说 明码元的进制,多进制(N)码元速率RBN与二 进制码元速率RB2之间,在保证系统信息速率 不变的情况下,相互可转换,转换关系式为 :
象等 6. 按收信者是否运动分:固定与移动 7. 按信号复用方式分:TDM、FDM、CDM
1.3.2 通信方式
1. 按消息传送的方向与时间分
A
信道
B
(a)
A
信道
B
(b)
A
信道
B
(c)
(a) 单工方式; (b) 半双工方式; (c) 全双工方式
2. 按数字信号排序分
101
发 送 设 备
接 收 设 备
解: 信源输出的信息序列中,A出现23次,B出现14次, C出现13次,D出现7次,共有57个。
该信息源总的信息量为 :
1.5 通信系统的主要性能指标
有效性和可靠性的关系(速度~质量) 模拟通信系统性能指标:
有效性指标:单位时间内传送的信息量 可靠性指标:均方误差 数字通信系统性能指标: 有效性指标:传输速率 可靠性指标:差错率
一种前所未有、方便快捷的通信手段。
(10)因特网。因特网的出现意味着信息时代的到 来,地球变成“地球村”。
通信发展现状和趋势
1)融合趋势:PSTN、CATV、计算机网络三网业务 融合;语音和数据融合;电域与光域融合;移动与 WLAN融合
通信原理第一章
P7
特点:随机性的,无法预知的。
信号:反映消息的电信号。
信息:把消息中的内容用概率统计的方法抽象出来。 信息是消息和信号中包含的某种有意义的抽象的东西。
2、信息量:是信息或消息的一种度量。信息的 大小由信息量来衡量。
不同的消息人们对它的反映是不同的,如:下雨、地震
(太阳从东方升起) 下雨:经常发生,不足为奇,信息量小; 地震:不常发生,很惊讶,信息量大。 (太阳从西方升起)
P(x):消息的概率 a :2的整数次幂 P8
信息量的单位的确定取决于底数a:
若对数以2为底时单位是“比特”(bit — binary unit的缩 写);
若以e为底时单位是“奈特”(nat—nature unit的缩写);
若以10为底时单位是“哈特”(Hart — Hartley的缩写)。
数字通信系统还有一个非常重要的控制单元, 即同步系统。使收发两端的信号在时间上保持 步调一致
3、数字通信的主要特点 目前,无论是模拟通信还是数字通信, 在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。 但是,数字通信更能适应现代社会对通信技 术越来越高的要求,数字通信技术已成为当 代通信技术的主流。
与模拟通信相比,它有如下优点: 1、抗干扰、抗噪声性能好 2、差错可控 3、易加密 4、数字通信设备和模拟通信设备相比,设计 和制造更容易,体积更小,重量更轻。 5、数字信号便于计算机处理,数字信号可以 通过信源编码进行压缩,以减少冗余度,提 高信道利用率。 6、易于与现代技术相结合。
消息出现的概率越大,则消息中包含的信息量 越小; 消息出现的概率越小,则消息中包含的信息量 越大。
信息量:I information ∵ P(x)=1 必然事件 P(x)=0 不可能发生事件 I=0 I=∞
通信原理 第1章
缺点: 缺点:
需要较大的传输带宽 对同步要求高
第1章 绪论 章
1.3 通信系统分类与通信方式
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类:电报通信系统、电话通信系统、数据 按通信业务分类:电报通信系统、电话通信系统、 通信系统、 通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类:基带传输系统和带通(频带或调制) 按调制方式分类:基带传输系统和带通(频带或调制) 传输系统
1.1 通信的基本概念
实现通信的方式和手段: 实现通信的方式和手段: 非电的:如烽火台、 旌旗、消息树… 非电的:如烽火台、 旌旗、消息树 电的:如电报、电话、广播、电视、遥控、 电的:如电报、电话、广播、电视、遥控、 遥测、因特网和计算机通信等。 遥测、因特网和计算机通信等。
1.1 通信的基本概念
1.3 通信系统分类与通信方式
串行传输 :将数字信号码元序列以串行方式一个码元接 一个码元地在一条信道上传输
优点:只需一条通信信道, 优点 只需一条通信信道,节省线路铺设费用 只需一条通信信道 缺点:速度慢 速度慢, 缺点 速度慢,需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式: 其他分类方式:
同步通信和异步通信; 同步通信和异步通信;专线通信和网通信
在工程应用中,习惯把一个二进制码元称作 比特 在工程应用中,习惯把一个二进制码元称作1比特 。
1.4 信息及其度量
若有M个等概率波形( ),且每一个波形的出现 若有 个等概率波形(P = 1/M),且每一个波形的出现 个等概率波形 ), 是独立的,则传送 进制波形之一的信息量为 是独立的,则传送M进制波形之一的信息量为
1.2 通信系统的组成
信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。 信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。 是信号传输的通道,分为有线信道和无线信道。 是信号传输的通道,分为有线信道和无线信道。 噪声源:集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 噪声源:集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 接收设备:从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 接收设备 从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号 受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息, 受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息,如扬声 ):把原始电信号还原成相应的消息 器等。 器等。
通信原理第一章小结
通信原理第一章小结通信原理是一门介绍通信系统基本原理和技术的学科。
本文将对通信原理第一章内容进行小结,包括通信系统的基本构成、模拟信号与数字信号的特点以及常用的调制技术。
一、通信系统的基本构成通信系统是由发送机、信道和接收机组成的。
发送机将信息转化为信号,并通过信道传输到接收机,接收机将信号恢复为信息。
在通信系统中,发送机的主要任务是将信息转化为便于传输的信号。
信道是信息传输的媒介,可以是有线传输线路、光纤或者无线信道等。
接收机负责将接收到的信号恢复为原始的信息。
二、模拟信号与数字信号的特点1. 模拟信号模拟信号是一种连续的信号,它的取值可以是任意的实数。
模拟信号可以通过不同的方式表示,例如电压、电流或者声音的振幅。
模拟信号具有以下特点:•连续性:模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的。
•无失真传输:模拟信号在传输过程中不会发生形状或幅度的变化。
2. 数字信号数字信号是一种离散的信号,它的取值只能是离散的整数。
数字信号通过采样和量化将连续的模拟信号转化为离散的信号。
数字信号具有以下特点:•离散性:数字信号在时间和幅度上都是离散的。
•误差累积:数字信号在采样和量化过程中会引入误差,这些误差会随着传输的进行不断累积。
三、常用的调制技术调制是指将原始信号转换为适合传输的信号。
常用的调制技术包括模拟调制和数字调制。
1. 模拟调制模拟调制是指通过改变载波的某些参数来表示原始信号的调制技术。
常见的模拟调制技术有: - 幅度调制(AM):通过改变载波的振幅来表示原始信号。
- 频率调制(FM):通过改变载波的频率来表示原始信号。
- 相位调制(PM):通过改变载波的相位来表示原始信号。
2. 数字调制数字调制是指将原始信号转换为离散的数字信号的调制技术。
常见的数字调制技术有: - 脉冲调制(PAM):通过改变脉冲的幅度来表示数字信号。
- 正交幅度调制(QAM):通过改变两个正交载波的幅度和相位来表示数字信号。
- 正交频分复用(OFDM):将数字信号分成多个子载波进行传输。
通信原理第一章
• 2.模拟信号与数字信号 • 模拟信号:电信号的参量连续取值
– 基带信号(一般指未调制过的信号)瞬时值状态数无限,如正弦信号、 语音信号、图像信号等。 – 已调信号(载波一般为正弦信号)的参数A.F.P状态数无限。
正弦:
AM:
FM:
PM:
• 数字信号:电信号的参量离散取值
– 基带信号的瞬时值状态数有限。 如计算机.电报机等输出的信号。 – 已调信号的参数A.F.P状态数有限。 • *注: 也可称ASK 、FSK 、PSK等数字已调信号为连续信号,因为 他们的瞬时值在某一范围内连续取值。
Æð
Ö¹ Ò»¸ ö×Ö· û Ò»¸ ö×Ö· û
Ö¹
(a)
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SYN×Ö · û
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(b)
Í ½´ ¬² «Êä
单工数据传输:两站之间只能沿指定方向传输数据,反向传联 络信号
正向数据信道
Dn2
对信号进行时域分割(TDM),也可进行频域分割(FDM)。
若无帧同步码,则无法对各路信号进行正确分接。
...
mn(t)
• 2、 需要研究的问题
– – – – – – – 数字基带信号的特性(A/D变换); 数字调制与解调原理; 已调信号的特性; 数字通信系统的抗干扰性能; 信道编码、译码(差错控制); 加密; 同步。
最小频移键控MSK等 脉幅调制PAM 数字微波、空间通信 中间调制方式、遥测 中间调制方式 遥测、光纤传输 市话中继线、卫星、空间通信 军用、民用数字电话 电视电话、图象编码 语音、图象压缩编码
通信原理ppt 第1章
1.2.2 模拟通信系统模型
连续消息→原始电信 号 电信号→连续消息
基带信号→已调信号
已调信号→基带信号
两对重要变换: “连续消息↔原始电信号”,相应器件是信源和信宿。 “基带信号↔已调信号”,相应器件是调制器和解调器。
1.2.3 数字通信系统模型
信源编码(source coding):一是进行模/数(A/D)转换;二是去除 冗余信息,提高传输的有效性。解码(译码)是编码的逆过程。 信道编码:进行差错控制,提高传输的可靠性。(详见第8章) 数字调制与模拟调制的本质及原理相似,都是把基带信号加载到高频 载波上。解调是调制的逆过程。(详见第7章) 综上所述,在完成通信的过程中,将涉及以下主要通信技术: “编码、解码、调制、解调” 本书的重点就是介绍这些技术的原理、性能和应用。
1.3 通信系统的分类
通信系统可以从不同角度进行分类,常见分类如下。 用导线(如各种电缆) 以基带信号(未经 作为传输媒质。如有 信道中传输的 按信道信号特征分类 按传输媒质分类 按传输方式分类 按通信业务分类 线电视系统等。 调制的信号)作为 是模拟信号。 传输信号的系统。
模拟通信 数字通信 有线通信 无线通信 基带传输 带通传输
表1-1 模拟信号
信号类型与特征 数字信号 特征:信号的取值是离散的 例如:电报机、计算机输出的信号
特征:信号的取值是连续的 例如:电话机送出的语音信号,摄像机 输出的图像信号等
图1-2 模拟信号和数字信号示例
消息与电信号之间的转换,通常由传感器来实现。例如:
话筒(声音传感器)把声音转变成音频信号; 摄像机把图像转变成视频信号; 热敏电阻(温度传感器)把温度转变成电信号。
通信原理知识点总结范文六篇
通信原理知识点总结范文六篇第1篇:通信原理知识点总结第一章概述一、计算机中得数制在计算机内部,一切信息得存取、处理与传送都就是以二进制编码形式进行得微机组成原理8086微处理器1、8086CPU使用16根地址线访问I/O端口,最多可访问216=64K个字节端口,使用20根地址线访问存储单元,最多可访问220=1M个字节单元。
类似这种类型得反过来得题目也应该会做:已知可寻址得内存空间最大为16MB,CPU得地址总线至少应有24条2、8086CPU由哪几个部分组成?各个部分完成得什么工作?如何协调工作?3、8086与8088得主要区别就是什么4、寄存器结构8086微处理器包含有14个16位得寄存器与8个8位寄存器。
4个通用寄存器(A某,B某,C某,D某)4个段寄存器(CS,DS,SS,ES)4个指针与变址寄存器(SP,BP,SI,DI)4)、指令指针(IP)16位指令指针寄存器,其内容为下一条要执行得指令得偏移地址。
5)、8086得标志寄存器FLAG按其作用可分为哪两大类。
(1)状态标志位(2)控制标志位在8086得16位标志寄存器中,并不就是每一位都有一定得含义,只有9位有含义,其余7位未用。
标志寄存器中得中断标志位IF就是控制可屏蔽中断得标志。
IF=1时,CPU响应中断请求;IF=0时,CPU屏蔽中断请求,不予响应1、8086有14个16位寄存器与8个8位寄存器,其中哪两个寄存器保存了下一条要执行得指令所在单元得物理地址。
CS,IP物理地址PA(PhyicalAddre)。
8086得存储空间物理地址范围就是00000H~FFFFFH其计算方法就是:将CPU中得16位段寄存器内容左移4位(某16)与16位得逻辑地址(又称偏移地址)在地址加法器内相加,得到所寻址单元得20位物理地址。
假设(CS)=0FE00H,(IP)=0400H,那么下一条要取出得指令所在内存单元得20位物理地址PA=0FE00H某10H+0400H=0FE400H。
通信原理大纲(1)
第一章 基本概念一、通信系统的基本结构 1.通信系统的产生与发展 2.信号的调制载波信号:在介质中能有效传输的模拟频率。
(通常是较高频率) 例如:时变电压载波信号。
模拟信号和数字信号:用模拟信号在载波上调制,可获得AM 、FM 、PM 的调制方式;用数字信号在载波上调制,可获得ASK 、FSK 、PSK 、QAM 等调制方式。
信号调制的目的:选择适合传输介质的频率;提高频率分配的安全性和有效性。
3.电磁波谱CCIR (Consaltative Committee International Radio )的频带定义 4.带宽和Shannon 公式信号带宽:有多种频率合成的通信信号中的最高频率与最低频率之差称为该信号的带宽。
信道带宽:传输通道允许通过的最高频率和最低频率之差称为该信道的带宽。
Nyquist 公式:在信道无噪声的情况下,数据率的限制仅来源于传输带宽。
对二进制信号而言,BHz 的带宽可以承载2B(bit/s)的数据率。
Shannon 公式:C=Blog 2(1+SNR db )C :信道的信息容量(bit/s),是理论的信息极限。
B :信道带宽(Hz)SNR db :信道的信噪功率比10lg()db SNR pP信号功率S 分贝噪声功率NSNR db 每增加10个分贝,S P /N P 即为原来的10倍。
Shannon 指出,在信道的信息容量不变的情况下,信道带宽和信噪比可对换。
二、信号分析1.正弦信号单频电压或电流波形表达式(正弦周期波) 时域:正弦波在示波器上的图示。
频域:正弦波在频谱仪上的图示。
2.非正弦周期波(复杂周期波)非正弦周期波的傅里叶级数展开:任何周期函数都可以写成包含一系列三角函数的数学表达式:01212()cos cos 2...cos sin sin 2...sin n n f t A A A A n B B B n αααβββ=++++++++其中 α = β即:任何后期波形是由一个平均分量和一系列谐波相关的正弦和余弦波组成。
通信原理知识点
判断
数字调制系统中,同一种调制方式采用不同 解调形式时,误码率是不同的。
判断
FSK属于非线性调制。
作图
设发送的数字信息为110010001110,码元速率为 1000Bd,2ASK、2PSK及2DPSK载波频率为 1000Hz,2FSK载波频率为1000Hz(对应“1”码) 和2000Hz(对应“0”码),试分别画出2ASK、 2FSK、2PSK及2DPSK信号的时域波形. 解:
、作图
• • • • • • 单极性归零及不归零码 双极性归零及不归零码 曼彻斯特码及差分曼彻斯特码 CMI AMI HDB3码的变换与反变换和波形
三、计算
• 传输速率与信道带宽的计算
第六章 数字调制系统
一、概念 • 什么是调制?调制的作用有哪些?调制器 有哪些常见方式? • 二进制ASK、 FSK、PSK有效性和可靠性比 较 • 多进制与二进制数字调制的有效性和可靠 性比较 • MPSK与MQAM的区别 • 常用的几种调制技术特点及应用(QAM、 MSK、OFDM、扩频)
二、计算
• 信息量的计算 I=Log2[1/P(x)] • 传信率与传码率的计算 • 传信率与传码率的互换 Rb=RBlog2M • 频带利用率计算 η=系统速率/信道提供的带宽 • 误码率的计算 Pe=传错的码元数/传输的总码元数
三、框图
• 通信系统的基本模型 • 数字通信系统的组成框图
第三章 信源编码
1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0
注意,如不作特别说明, 默认为: 2PSK信号与载波同相表示 “1”,反相表示“0”。 2DPSK信号与前一码元相 位相反表示“1”,与前一 码元相位相反表示“0”。
载波
2ASK
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复习
1、通信的目的是什么? 2、通信系统是有哪些部分组成? 3、信号常用的分类形式有哪些? 4、画出通信系统的一般模型
1.3 .2通信系统的分类
根据传输媒质:有线通信系统、无线通信系统 根据消息的物理特征分类:电报通信系统,电话通信系统,
1.3.3、通信方式
根据信号在信道中的传输方式从不同的角度考虑,可以有多种:
单工传输、半双工传输和全双工传输 串行传输和并行传输 同步传输和异步传输 两点间直通传输、分支传输和交换传输
1、单工传输、半双工传输和全双工传输
发送
发送 接收
发送 接收
单向通道 (a)单工传输
双向通道 (b)半双工传输
双向通道 (c)全双工传输
通信原理
朱海凌
课程要求:一周一交,超一天扣一分,三天扣完; 课程性质:专业基础课 、必修课 学分:5
考试方式:总评成绩=理论考试成绩*50% +实训记录成绩*30%+平时成绩*20%。 参考资料: 1、《现代通信原理》陶亚雄等编,
电子工业出版社,2005年12月 2、《通信原理》(第5版)樊昌信等编著,
课程目标
1、了解通信、通信系统的一般概念, 通信的发展历史
2、了解通信系统的分类 3、掌握通信系统的质量指标 4、了解通信的频段划分和现代通信的
发展方向
1.1 通信的基本概念及发展简史
一、 通信的定义 通信: 是指不在同一地点的双方或多方之间进行迅速、
有效的信息传递。
其目的是实现信息的传递。
本课程内容
一、通信原理概述 二、信号分析
基础(8)
三、模拟信号的调制传输
四、模拟信号的数字化 五、数字信号的基带传输
调制传输(15)
六、数字信号的频带传输
七、差错控制编码
信道编码(4)
八、同步原理
通信系统的协调(1)
实验内容
与理论沟通的桥梁(8个实验)
第一章 通信原理概述
1962年,第一颗同步通信卫星上天,1965年第一颗国际通 信卫星进入商业运行,并在上世纪70年代开始广泛地进入 商业应用
1960年,激光器问世,1977年底第一个光缆通信系统投入 使用
20世纪80年代,超大规模集成电路、移动通信、光纤通信 得到广泛应用,综合业务网迅速崛起
1990年后,卫星通信、移动通信和光纤通信进一步飞速发 展,高清晰度彩色数字技术不断成熟,全球定位系统 (GPS)得到广泛应用
1940年,研制出雷达与微波通信系统 1946年,第一台电子管计算机诞生 1948年,香农提出信息概念,奠定了经典信息论基础 1956年,发明了晶体管,这是电子器件领域内的重大革命
1956年,第一条越洋(大西洋)海缆建成
1958年,第一颗通信卫星上天 1961年,发明集成电路,它的问世对通信技术的发展产生 巨大的影响
若能量为有限值,即 E ,则此信号f(t)称为能量信号。
当信号能量趋于无穷大时,其平均功率是有限的, 称此信号为功率信号。可表示为:
P lim 1 T / 2 f 2 (t)dt T T T / 2
在此T-取时间平均的区间,P—平均功率。
正余弦信号是功率信号, 非周期性矩形脉冲信号(门函数)是能量信号。
1、模拟信号和数字信号 2、确知信号和随机信号 3、周期信号和非周期信号 4、功率信号和能量信号
1、模拟信号和数字信号
f(t)
f(t)
4 3
2
1
0 T 2T t
0 T 2T 3T
t
0 T 2T 3T
t
图1.3.1 模拟信号和数字信号
•2、确知信号和随机信号
t
(a)确知的正弦波信号
接收
接收 发送
接收 发送
2、串行传输和并行传输
发
接
送 10 10
收
设
1.2 通信系统的组成
一、通信系统的构成 通信系统 :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称为通信系统。
导线 载波机
载波机
(a) 有 线 长 途 电 话 系 统 示 意 图
发 射 设备
接 收 设备
扬声器 话筒
(b) 广 播 通 信 系 统 示 意 图
新的通信媒体
有线通信方式的服务
现代通信技术是指用现代科学技术手段如电子、光 技术实现信息传递的一门技术学科。
二、通信发展史
现代通信技术的发展从1838年摩尔斯发明电报至今有 100多年的历史了,
1838年,摩尔斯发明有线电报并于1844年建立了第一条试 验性电报线路
1876年,贝尔发明有线电话
1898年,发明无线电报技术
1906年,真空电子管出现并首先应用于通信 1918年,出现无线电广播 1938年,电视广播开始
信
调制器
频 带 信 号
道
噪声源
解调器
模拟通信系统
受信者
信源
图1.2 FM收音机的工作原理
发送设备 信道
接收设备
信宿
发送
噪声源
接收端
通信系统的一般模型
信源 发送设备 信道
接收设备
信宿
发送
噪声源
加
Hale Waihona Puke 编调信信
息
密
码
制
源
道
器
器
器
接收端
解
译
解
受
调
码
密
信
者
器
器
器
噪声源
基
频
带
带
信
信
号
号
数字系统框图 注:缺省同步系统。
(b)随机信号
图1.3.2 确知信号和随机信号
3、周期信号和非周期信号
(a)周期性矩形脉冲信号
(b)非周期性矩形脉冲信号
图1.3.3周期性信号与非周期性信号
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/21
4、功率信号和能量信号
信号f(t)(电压或电流)在1欧姆电阻上所消耗的能量定义为
信号的归一化能量,简称能量,表示为: E f 2 (t)dt
数据通信系统,图像通信系统等。 根据调制方式分类:基带传输和频带传输;p6 根据传输信号的性质:模拟通信系统、数字通信系统
模拟基带传输系统
通信系统
模拟通信系统
模拟调制传输系统
数字通信系统
数字基带传输系统
数字调制传输系统
语音 信号
调制
解调 放大
图1.1无线广播系统
扬声 器
信号源
基 带 信 号
局内传输
局间传输
局内传输
交
换
机
终端
信道
噪声
交
换
机
终端
电话网结构示意图
为用户
构成网的基本要素: 终端设备,传输链路,交换设备。(硬件)
发送端
接收端
信
信号源 发送设备
接收设备 受信者
道
噪声源
各处的噪声之和
图1-3 通信系统的一般模型
1.3 通信系统的分类及通信方式
1.3.1信号的分类