通信原理第5章5-6(电子工业出版社张祖凡)[16页]
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。
1．1．2 模拟通信与数字通信●消息可以分成两类ﻩﻩ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。
ﻩﻩ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ﻩ数字通信系统ﻩﻩ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。
通信原理第9章1-9(电子工业出版社张祖凡)[84页]
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9.6 交织码
9.7 级联码
9.8 Turbo码
9.9 LDPC码
9.4.1 循环码的码多项式
6.6.2 循环码的生成多项式和生成矩阵
9.4.3 循环码的监督多项式和监督矩阵
9.4.4 循环码的伴随式
9.5 卷积码
卷积码的图形描述
图 6.17 卷积码的树状图
图 6.18 卷积码的状态图
图 6.19 卷积码的网格图
卷பைடு நூலகம்码的译码方法
第9章 信道编码
本章主要内容
9.1 信道编码通信模型 9.2 信道编码的基本概念 9.3 线性分组码 9.4 循 环 码 9.5 卷 积 码 9.6 交 织 码 9.7 级 联 码 9.8 Turbo码 9.9 LDPC码 9.10 基于性能指标要求下的信道编码方案选择
9.1 信道编码通信模型
9.2 信道编码的基本概念
信道编码的分类
线性分组码的检错和纠错能力
最小汉明距离译码
差错控制的三种方式
9.3 线性分组码
9.3.1 线性分组码的编码
例题
9.3.2 线性分组码的译码
例题
9.3.3 完备码和汉明码
9.4 循环码
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》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第一章
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解： )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解：这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注：1、a 的取值：a ＝2时，信息量的单位为bita ＝e 时，信息量的单位为nita ＝10时，信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下，信息量都用bit 为单位，所以a ＝21-2. 某信息源的符号集由A ，B ，C ，D 和E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：方法一：直接代入信源熵公式：)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号）/(227.2bit =方法二：先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为：I/5＝12.093/5＝2.419 bit/符号题解：1、方法一中直接采用信源熵的形式求出，这种方法属于数理统计的方法求得平均值，得出结果的精度比较高，建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量，在取平均值的方法求得，属于算术平均法求平均值，得出结果比较粗糙，精度不高，所以尽量不采取这种方法计算注：做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位：平均信息量单位是bit/符号，表示平均每个符号所含的信息量，而信息量的单位是bit ，表示整个信息所含的信息量。
通信原理
匹配滤波器的单位冲激响应为h(t)=s(t =T ，则有H ω−1(1h(t)=s(T-t)匹配滤波器的单位冲激响应如图8 -3(b)因此，匹配滤波器的传输函数为1((j j j S ωωω【例2】已知匹配滤波器的单位冲激响应h(t)如图所示。
试求：1）输入信号波形；）匹配滤波器的输出波形；）最大输出信噪比时刻和最大输出信噪比； )t 00.5-A最大输出信噪比出现时刻应在信号结束之； 最大输出信噪比为：哪一个信号是不确定的；即使知道发送哪一个信号，但是信号在传输过程中可能发生）确定匹配滤波器的冲击响应。
）两个匹配滤波器的输出信号。
bs 123/13421112()()s s t T s t ϖϖ≤⎩且，和。
1、画出相关器构成的最佳接收机结构；2、设信息代码为110，画出各点可能波形；3、若接收机输入高斯白噪声功率普密度为n 0/2,试求系统的误码率。
)bE n =解：1、画出最佳相干接收机结构；解：2、设信息代码为110，画出各点可能波形；(t (解：3、若接收机输入高斯白噪声功率普密度为n 试求系统的误码率。
由题可知：信号是等能量的，即2202()2TsTsE t dt s T ==∫∫(2E A erfc画出匹配滤波器的最佳接收机结构确定或画出匹配滤波器的冲击响应。
E E p ∴∵）T s(41)2cos 0)(20)(00200f f j e f f te f dt e s T f f j T f f Tft j +−−+−=+−−−−∫πππππT s][(4)(41)(*)()(202)22000f j e f f j e e f S e f f s s ssT f f j fT j T f f fT j ft j +−+−−=+−−−−ππππππs t T f t −=−),(2cos )0π0/f 0cos 2,0f t π≤因此，其匹配滤波器的传输函数为：t 0(b ) 冲激响应T s∫∞∞−−=τττd t h s t s o )()()(s s s T t T T t ,2,≤≤<≤匹配滤波器输出波形可以由卷积公式求出：)和h (t )在区间(0, Ts )外都等于零，故上式中的积分可以分为如下几段进行计算(a ) 信号波形(b ) 冲激响应(c ) 输出波形T sT sT s2T s积分积分s 1(t )s 0(t )抽样比较判决抽样t = T s t = T s输入用相关器代替上图中的匹配滤波器得到:匹配滤波器输出。
通信原理(范馨月)fanxy-5PPT课件
同步原理
讲解通信系统中的同步原理、方法及其性能分 析。
通信网基础
介绍通信网的基本概念、结构和协议等基础知识。
02
信号与系统基础知识
信号的定义与分类
信号定义
信号是传递信息的函数，它可以是时 间的函数，也可以是其他独立变量的 函数。
信号分类
根据信号的性质和特征，可以将其分 为连续时间信号和离散时间信号、周 期信号和非周期信号、能量信号和功 率信号等。
系统的定义与分类
系统定义
系统是由相互关联、相互作用的元素组成的具有一定功能的 整体。在通信中，系统通常指用来传输、处理信号的物理设 备或数学模型。
系统分类
根据系统的性质和特征，可以将其分为线性系统和非线性系 统、时变系统和时不变系统、因果系统和非因果系统等。
信号与系统分析方法
时域分析法
直接在时间域中对信号和系统 进行分析的方法，包括卷积、
循环码应用
循环码在数字通信、计算机存储 和传输等领域得到广泛应用，如 CRC校验、里德-所罗门码等。
感谢您的观看
THANKS
01
02
03
基带信号定义
未经调制的原始数字信号， 包含丰富的低频分量。
频谱特性
数字基带信号的频谱集中 在低频段，具有离散性和 周期性。
影响因素
信号波形、码元速率和传 输带宽等。
基带传输常用码型
单极性不归零码（NRZ）
双极性不归零码（NRZ-L）
电平单一，有直流分量，易于提取同步信 号。
正负电平交替，无直流分量，抗干扰能力 强。
相关等运算。
频域分析法
将信号和系统转换到频域进行 分析的方法，包括傅里叶变换 、拉普拉斯变换等。
通信原理第五章习题及其答案
第五章〔正弦载波数字调制系统〕习题及其答案【题5－1】设发送数字信息为，试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
【答案5－1】2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下列图所示。
【题5－2】确定某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ，所用的载波信号为()6cos 410A π⨯。
1〕设所传送的数字信息为011001，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； 2〕求2ASK 信号的带宽。
【答案5－2】1〕由题中的确定条件可知310B R Baud =因此一个码元周期为3110s B T s R -==载波频率为664102102s f Hz ππ⨯==⨯载波周期为61102T s -=⨯所以一个码元周期内有2000个载波周期。
如下列图所示我们画出2ASK 信号的波形图，为简便，我们用两个载波周期代替2000个载波周期。
2〕依据2ASK 的频谱特点，可知其带宽为 222000B B R Hz T ===【题5－3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。
1〕假设发送数字信息为011010，试画出相应的ZFSK 信号波形；2〕摸索讨这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调？3〕假设发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。
【答案5－3】1〕由题意可画出ZFSK 信号波形如下列图所示。
2〕由于ZFSK 信号载波频差较小，频谱有较大重叠，接受非相干解调时上下两个支路有较大串扰，使解调性能降低。
由于两个载频人与人构成正交信号，接受相干解调可减小相互串扰，所以应接受相干解调。
3〕该2FSK 信号功率谱密度草图如下列图所示。
【题5－4】假设在某2DPSK 系统中，载波频率为 2400 Hz ，码元速率为 1200 Band ，确定相对码序列为11000101ll 。
1〕试画出2DPSK 信号波形〔注：相对偏移ϕ∆，可自行假设〕；2〕假设接受差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形；3〕假设发送信息符号0和1的概率分别为0.6和0.4，试求2DPSK 信号的功率谱密度。
通信原理
字频带（调制或载波）传输。
3
基带传输系统是指不使用调制和解调装置而直接传输 数字基带信号的系统。即在发端，首先将源符号进行信源
第n个码元为 un(t) =sn(t) −vn(t)。于是有：
u (t )
n
un
n
a n [ g 1 ( t n T s ) g 2 ( t n T s )]
an
1 P P
以概率P
以概率1-P
显然，u(t)是随机脉冲序列 ，图(c) 给出了u(t)的一个实现。
g 2 (t )e
j 2 fst
可见，交变波的的功率谱 Pu( f) 是连续谱，它与g1(t)
和g2(t)的频谱以及出现概率P有关。
29
3.s(t)=u(t)+v(t)的功率谱密度PS(f )
Ps
f
m
Pu
f Pv f
2 2
| C m | ( f m f s ) f s P (1 P ) | G 1 ( f ) G 2 ( f ) |
+A 表示。 0 -A
+A (a) 0 传号反转编码(CMI码)与数字双相码类似，也是一 -A
0”和“11”两位码组表示，而“0”则固定地用“01”
(b)
1
1
0 1
0
0
1 0
+A 0 -A
(c)
15
《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第五章
《通信原理》习题参考答案第五章5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)；(1)求其功率谱密度及功率；(2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分量f s =1/T s 否？(3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。
解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P +=()[]sm s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1)()()1()()(1)(221221--+-⋅-+=∑∞-∞=δ ()sm s s s T f G P P mf fmf G P f1)()1(4)()(12222-+-⋅-=∑∞-∞=δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()()12(2222-+-⋅-=∑∞-∞=δ∴⎰∞∞-=ωωπd P S s )(21df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ⎰∑∞∞-∞-∞=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+-⋅-=1)()1(4)()()12(2222δtt(a) (b) 图P5-2df f G P P T df mf f mf G P f s s m s s⎰⎰∑∞∞-∞∞-∞-∞=-+--=2222)()1(41)()()12(δ (2) 若g(t)为图P5-2(a)，则g(t)经过傅立叶变化可得到它的频谱，即：)2()(ss T Sa T G ωω=将ω换为f 得： ffT f T f T T f T Sa T f G s s s ss s πππππsin sin )()(=== 判断频域中是否存在s T f 1=，就是将sT f 1=代入)(f G 中，得：0sin sin )(===ππππss T f f T f G说明sT f 1=时g(t)的功率为0，所以不存在该分量。
通信原理——基带数字信号的表示与传输
u (t ) =
n = −∞
∑u
∞
n
(t )
g1 (t − nTs ) − Pg1 (t − nTs ) − (1 − P ) g 2 (t − nTs ) = (1 − P)[ g (t − nT ) − g (t − nT )], 以概率P 1 s 2 s un (t ) = g 2 (t − nTs ) − Pg1 (t − nTs ) − (1 − P) g 2 (t − nTs ) = − P[ g1 (t − nTs ) − g 2 (t − nTs )], 以概率(1 − P) 或写成 u n (t ) = a n [ g1 (t − nTs ) − g 2 (t − nTs )] 其中
2
总的功率谱由v(t)的功率谱和 的功率谱和u(t)的功率谱相加 总的功率谱由 的功率谱和 的功率谱相加
Ps ( f ) = f s P (1 − P ) G1 ( f ) − G2 ( f ) +
2
fs
2
m =−∞
∑
∞
PG1 (mf s ) + (1 − P )G2 (mf s ) ⋅ δ ( f − mf s )
n n =− N n 1 s 2 s
N
N
其傅立叶变换为
U T (ω ) =
n =− N
∑
N
N
∞
an
−∞
[ g1 (t − nTs ) − g 2 (t − nTs )] e− jωt dt ∫
=
n =− N
∑
G1 (ω )e − jω nTs − G2 (ω )e − jω nTs an
v n (t ) = [Pg1 (t − nTs ) + (1 − P ) g 2 (t − nTs )]
《通信原理》第六版课件(全)
通常广泛使用的单位为比特，这时有
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
(b)
【例】 设一个二进制离散信源，以相等的概率发送数字
“0”或“1”，则信源每个输出的信息含量为
I (0)
I (1)
log 2
1 1/ 2
log 2
2
1
(b)
在工程应用中，习惯把一个二进制码元称作1比特
2021/8/18
I － 消息中所含的信息量， 则 P(x) 和 I 之间应该有如下关系：
➢ I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] ➢ P(x) ，I ； P(x) ，I ；
P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ；
➢
满足I[上P(述x1)3P条(x件2 )的]关 I系[P式(x如1)]下 I：[P(x2 )]
……………
后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”， 包括光通信，因为光也是一种电磁波。
在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实 现的。
2021/8/18
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信 号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
(1.4 6)
2021/8/由18 于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵
第1章 绪论
【例1】 一离散信源由“0”，“1”，“2”，“3”四个符 号组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8， 且每个符号的出现都是独立的。试求某消息
2010201302130 01203210100321010023102002010312032100120210的 信息量。
《通信原理》教材介绍
04
教材评价
优点评价
内容全面
该教材涵盖了通信原理的各个方面， 从基础知识到高级技术都有详细介绍。
理论与实践结合
教材中不仅有理论分析，还结合实际 应用进行了讲解，有助于学生更好地 理解和应用。
图表丰富
教材中使用了大量的图表来解释和说 明原理，使得抽象的概念更加直观易 懂。
习题丰富
教材配备了大量的习题，有助于学生 巩固所学知识，提高解题能力。
实践性
该教材注重理论与实践相结合， 通过实例和实验帮助读者加深对 通信原理的理解。
先进性
该教材介绍了最新的通信技术和 发展趋势，使读者能够了解通信 原理的前沿动态。
适用人群
该教材适用于通信工程、电子信息工 程、计算机科学与技术等相关专业的 本科生和研究生。
对于从事通信领域的专业技术人员和 管理人员，该教材也是一本很好的参 考书籍。
信号处理与传输
教材中的信号调制与解调、信道编码与解码等知识，在通信工程 中广泛应用于信号处理与传输。
通信网络
通信原理在网络协议、路由算法等方面提供了理论基础，有助于 理解通信网络的运作机制。
在电子信息工程中的应用
电子设备与系统
电子信息工程中的电子设备与系统都需要进行信号传输与处理，通 信原理为此提供了理论依据。
分章节学习
由于全书篇幅较长，建议学生分章节进行学习，每 个章节学完后进行总结和复习。
参与讨论和交流
建议学生加入相关的学术论坛或与老师、同 学进行交流，可以互相讨论学习心得和遇到 的问题。
05
教材应用
在通信工程中的应用
通信系统分析与设计
通信原理是通信工程的核心基础，为通信系统的设计与分析提供 了理论支持。
重庆邮电大学 通信原理课后习题解答67
重H庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院
习题6-2解答
（2）当概率P=1/2时，2FSK信号功率谱的表达式为
P2FSK
(
f
)
TS 16
Sa2 ( f f1)TS Sa2 ( f f1)TS
Sa2 ( f f2 )TS Sa2 ( f f2 )TS
pG(0) (1 p)G(0) 2 ( f )
4
fs
p(1
p)
G(
f
)
2
f
2 s
(1
2 p)2
G(0)
2
(
f
)
已知 g(t)是矩形脉冲， G( f ) Ts Sa( fTs ) ,
可得2DPSK信号e0 (t)的功率谱密度
重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院
重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院
习题6-7解答
非相干2FSK系统：Pe 则输入信号功率为
Pi
1 er/2 2
Ni
r
104，得 r 17.03 17.03Ni（W）
（3）相干2PSK系统：
Pe
1 2
erfc
r
，由 Pe 104 查表得 r 7
习题6-6解答
解： (1）2ASK系统：
2ASK接收机噪声功率 N n0 B2ASK 108 4000W 4105W
2ASK系统的误比特率
由此得 r 36.13
1 Pe 2 erfc
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