通信原理第5章5.4(电子工业出版社张祖凡)[29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。
通信原理课件大全
通信原理――――第一章绪论第一章绪论本章重点：1．模拟信号及数字信号的概念和区别；2．信息量的概念及其计算；3．模拟通信系统模型、性能指标和特点；4．数字通信系统模型、性能指标和特点； 2 通信原理――――第一章绪论一．通信的概念1．通信可理解为：通过信息的传递来实现跨空间、甚至跨时间联络的方式。
2．传统意义上的“电信”可理解为以电信号作为信息载体的通信方式。
随着光通信技术的发展，近来人们又提出了“光信”的概念，即用光信号作为信息载体来通信。
当然，从本质意义上讲，光波也是一种电波信号，将其称为“电信”也没有错。
3．通信的发展历史 1838 年摩尔斯发明有线电报 1864 年麦克斯韦提出电磁辐射方程1876 年贝尔发明电话 1896 年马可尼发明无线电报 1906 年发明真空管 1918 年调幅无线电广播、超外差接收机问世 1925 年开始采用三路明线载波电话、多路通信 1936 年调频无线电广播开播 1937 年发明脉冲编码调制原理（法国里本斯第七章讲述） 1938 年电视广播开播1940－1945 年二次世界大战刺激了雷达和微波通信的发展（看来战争不完全是坏事） 1948 年发明晶体管、香农提出信息论、通信统计理论（第二章讲述）开始建立 1950 年时分多路应用于电话 1956 年铺设越洋电缆 1957 年发射第一颗人造卫星 1958 年发射第一颗通信卫星 1960 年发明激光 1961 年发明集成电路 1962 年发射第一颗同步通信卫星；脉冲编码调制进入实用阶段 1960－1970 年彩色电视问世；阿波罗宇宙飞船登月；数字传输的理论和技术得到了迅速发展；出现高速数字电子计算机 1970－1980 年大规模集成电路、商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统、微处理机等迅速发展 1980 年以后超大规模集成电路、长波长光纤通信系统广泛应用，计算机日益普及，数据通信网崛起可见，通信技术的发展有最早的也是最简单的数字通信―――电报到模拟通信（真，空管的出现）最终又回到了数字通信（脉冲编码原理和信息论的提出以及晶体管和集成电路的发明、计算机的出现）。
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》课件
互联网通信技术及应用
互联网通信技术
01
介绍互联网通信技术的发展历程，包括TCP/IP协议、路由器、
交换机等关键技术的特点和作用。
互联网通信网络
02
介绍互联网通信网络的结构和组成，包括局域网、城域网、广
域网等不同网络的特点和应用。
互联网通信应用
03
介绍互联网通信在各个领域的应用，如电子邮件、即时通讯、
通信协议的标准化组织
国际电信联盟（ITU）
是全球最大的电信标准化组织，负责制定全球电信标准。
Internet工程任务组（IETF）
是负责制定互联网标准的组织，包括TCP/IP协议族和其他互联网相关标准。
电气电子工程师协会（IEEE）
是一个全球性的专业组织，负责制定电气和电子工程领域的标准，包括通信协议标准。
在线视频会议等。
感谢观看
THANKS
信源
产生需要传输的信息，如话筒 、摄像头等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人， 如扬声器、显示器等。
通信系统的分类
有线通信
利用导线或光缆传输信号，如电话线、光纤 等。
模拟通信
传输连续变化的信号，如调频广播。
无线通信
利用电磁波传输信号，如手机、卫星通信等 。
数字通信
01
通信协议的分层结构是指将通信 协议划分为不同的层次，每个层 次都有特定的功能和协议规范。
02
常见的分层结构包括OSI七层模 型和TCP/IP四层模型。
OSI七层模型包括物理层、数据 链路层、网络层、传输层、会话 层、表示层和应用层。
03
TCP/IP四层模型包括网络接口层 、网络层、传输层和应用层。
《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》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》章节总结(大学期末复习资料).docx
第一章总结节1通信的发展1、定义：通信就是由一个地方向另一个地方传递消息。
2、电通信四个发展阶段：电报时代、电子管时代、晶体管时代、集成电路时代节2消息及其度量1、数字信号与模拟信号电信号一般为脉冲或正弦波，携带消息的三个参量：振幅、频率、相位数字信号与模拟信号的区分方法：•取值离散时间离散为数字信号•取值连续时间连续为模拟信号•取值连续时间离散仍为模拟信号即：由取值的方式确定离散信号或连续信号2、消息（信号）的度量与消息发生的概率有关。
定量计算：信息量I=log a［l/P（x）］P（X）为消息X出现的概率a=2 I的单位为bit［常用］a=e I的单位为nita=10 1的单位为哈特莱3、离散消息（数字信号）信息量的计算等概时信息量的计算:I = 10g a 1/P不等概时信息量的计算：I二H二E［X］二工P（Xi）R 结论：等概时，消息的不确定程度最大，爛H最大，即信息量最大。
节3通信系统的构成及特点1、通信系统基本模型主要性能指标为：有效性：描述消息传递的速度（单位时间传输的信息量越大越好）。
可靠性：描述消息传递的质量（收、发差值越小越好）。
2、模拟通信系统有效性：（指消息传输速度）用信息速率衡量，但模拟信号的信息量难求，用系统有效传输频带B来衡量。
可靠性：（指消息传输质量）用系统输出信噪比（S/N）。
来衡量。
3、数字通信系统有效性：用传输速率来衡量。
码元传输速率R B为：多少个码元/秒（单位：波特，B）信息传输速率心为：多少信息量/秒R b= R B H （单位：比特/秒，bit/s ）瓜越大，系统有效性越好频带利用率n二传码率际/传输带宽B （单位：波特/赫兹）n越大，系统有效性越好主要技术：编码技术、调制、解调技术。
数字通信系统的特点：1）•抗干扰能力强；2）・纠错编码可进一步降低输出误码率；3） .便于计算机对信息进行处理；4）•保密性强;5）・对信息的适应性强；6).集成度高，可靠性好；7)・频带利用率较低。
通信原理05
MPAM信号的一般表示式可写为：
s (t ) =
n = −∞
∑
∞
a n g T ( t − nT s )
MPAM信号波形也可表示为另一形式： MPAM
si (t ) = ai gT (t ) i = 1, 2,..., M
0 ≤ t ≤ Ts
5.2.2 常用的数字 常用的数字PAM信号波形 码型 信号波形(码型 信号波形 码型)
基带传输系统的合成冲激响应必须满足
1 n = 0 x(nTs ) = 0 n ≠ 0
无码间干扰基带传输的奈奎斯特准则
定理
为使x(t)满足
1 n = 0 x(nTs ) = 0 n ≠ 0
其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X(f)必须满足
m ∑ X ( f + T ) = Ts −∞ s
E{S (t )} = ∑ E [ an ] g T (t − nTs ) = ma ∑ g T (t − nTs )
∞ ∞
S(t)的自相关函数
−∞
−∞
Rs (t + Ts + τ , t + Ts ) = Rs (t + τ , t )
2 求循环平稳过程s(t)的功率谱密度 平均自相关函数
1 R s (τ ) = Ts
用数字序列调制脉冲载波的幅度，可得到脉冲幅 度调制(PAM)信号； 调制脉冲载波的位置，得到脉冲位置调制(PPM) 信号； 调制脉冲载波的宽度，得到脉冲宽度调制(PDM) 信号。
5.2.1 数字脉冲幅度调制 数字脉冲幅度调制(PAM)
数字PAM信号是以脉冲载波的幅度携带数字信息。
图5.2.1 产生MPAM信号的原理框图
b
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
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奈奎斯特准则的应用
5.4.3 无码间干扰的传输特性 实例
理想低通特性
滚降特性
例题
5.4.4 理想限带AWGN信道条 件下的数字PAM信号的最佳基
带传输
1．无码间干扰设计
2．最小错误概率设计
3．理想限带下最佳基带传输特性设计
4．最佳基带系统的抗噪声性能
第5章 数字信号的基带传输
本章内容
5.1 数字基带传输系统模型 5.2 数字基带PAM信号波形及其功率谱密度 5.3 AWGN信道条件下的2PAM数字基带系统的抗噪声性能 5.4 限带信道中数字PAM信号的无码间干扰基带传输 5.5 眼 图 5.6 部分响应系统
5.4 限带信道中数字PAM信号 的无码间干扰基带传输
例题
5.4.5 信道均衡
5.4.1 基带传输特性的分析模型 5.4.2 无码间干扰的基带传输特性满足的条件 5.4.3 无码间干扰的传输特性实例 5.4.4 理想限带AWGN信道条件下的数字PAM信号的最佳基带
传输 5.4.5 信道均衡
5.4.1 基带传输特性的分析模 型
基带传输特性的分析模型
5.4.2 无码间干扰的基带传输 特性满足的条件