《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第2章课件

《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第2章课件THE FIRSTLESSON OFTHE SCHOOLYEARCONTENTS目录•通信系统的基本概念•信号与频谱•信道与噪声•模拟调制系统•数字调制系统•模拟信号的数字化传输01通信系统的基本概念通信系统的组成发送器接收器将信源产生的信息转换为适合接收信道传输的信号并将其还传输的信号，如调制器等原为原始信息，如扬声器、显示器等信源信道信宿产生需要传输的信息的设备，传输信号的媒介，如无线电波、接收并使用信息的设备或人如话筒、摄像头等光纤等通信系统的分类有线通信模拟通信利用导线传输信号的通信方式，传输连续信号的通信方式，如如电话线、光纤等调频广播、模拟电视等无线通信数字通信利用无线电波传输信号的通信传输离散信号的通信方式，如方式，如手机、无线局域网等数字电视、数字移动通信等信息及其度量信息量自信息量表示信息多少的量度，通常用比特（bit）表示表示事件发生所包含的信息量，通常用概率的负对数表示互信息量表示两个事件之间的信息关联度，通常用两个事件概率乘积的对数表示01信号与频谱信号的分类确定信号与随机信号01根据信号是否具有确定的数学表达式，可以分为确定信号和随机信号确定信号的波形可以用数学表达式描述，而随机信号的波形则无法预测连续信号与离散信号02根据信号取值方式的不同，可以分为连续信号和离散信号连续信号的取值在时间或空间上连续变化，而离散信号的取值则只在某些特定的时间或空间点上存在周期信号与非周期信号03根据信号是否具有周期性，可以分为周期信号和非周期信号周期信号的波形每隔一个固定的时间间隔重复出现，而非周期信号的波形则没有这样的重复性信号的时域分析平均值有效值信号在时间上的平均值，表示信号的直流分表示信号的大小，用于衡量信号的强度或幅量度峰值脉冲宽度和持续时间信号的最大值或最小值，表示信号的最大幅表示信号存在的时间长度度信号的频域分析频谱分析频谱密度函数将信号分解成不同频率的正弦波分量，描述信号在不同频率下的能量分布以便分析其频率特性频谱宽度谐波失真表示信号所包含的频率范围由于非线性元件引起的信号波形失真，表现为高次谐波分量傅立叶变换傅立叶变换的定义将时域信号转换为频域信号的一种数学方法傅立叶变换的性质包括线性性、时移性、频移性、对称性等傅立叶变换的应用在通信、图像处理、音频处理等领域有广泛的应用01信道与噪声信道的定义与模型信道定义信道是通信系统中的传输媒介，负责传输信息信号信道模型分类信道可分为恒定参数的理想信道和具有随机参数的实际信道两类模型实际信道特性实际信道具有频率选择性、多径传播、衰减和噪声等特性信道容量信道容量的定义信道容量是信道传输信息信号的最大速率，单位为比特/秒香农公式香农公式是计算信道容量的基础，它表示了信道容量与信号的平均功率和噪声功率之间的关系约束条件信道容量的计算受到信号功率和噪声功率的约束信道中的噪声噪声分类01噪声可分为加性噪声和乘性噪声两类噪声来源02加性噪声主要来源于外部干扰和设备内部热噪声，而乘性噪声主要来源于信号在传输过程中的失真和畸变噪声对信号的影响03噪声会干扰信号的传输，导致信号失真、误码率增加和通信质量下降01模拟调制系统调制的概念与分类调制的概念调制是将低频信号（基带信号）附加到高频载波信号上，使其成为适合传输的信号调制的分类根据调制信号的性质，调制可以分为模拟调制和数字调制模拟调制是指用连续变化的模拟信号作为调制信号，数字调制是指用离散的数字信号作为调制信号幅度调制幅度调制的基本原理幅度调制是通过改变高频载波信号的幅度，来反1映低频调制信号的变化调幅信号的产生调幅信号的产生可以采用相乘器或非线性变换器，2常用的调幅方法有普通调幅（AM）和双边带调幅（DSB）调幅信号的解调调幅信号的解调可以采用包络检波或同步检波等3解调方法角度调制角度调制的基本原理角度调制是通过改变高频载波信号的相位或频率，来反映低频调制信号的变化调频信号的产生调频信号的产生可以采用直接调频或间接调频的方法，其中直接调频是用一个可变电抗元件直接改变振荡器的频率，间接调频是用可变电抗元件调节振荡器的相位角调频信号的解调调频信号的解调可以采用鉴频器或相位鉴频器等解调方法01数字调制系统二进制振幅键控调制总结词二进制振幅键控调制是一种数字调制方式，通过改变载波的振幅来表示数字信号的两种状态详细描述在二进制振幅键控调制中，二进制信号控制载波的振幅，当信号为高电平时，载波振幅为A；当信号为低电平时，载波振幅为0通过这种方式，二进制振幅键控调制可以有效地将数字信号转换为模拟信号二进制频移键控调制总结词二进制频移键控调制是一种数字调制方式，通过改变载波的频率来表示数字信号的两种状态详细描述在二进制频移键控调制中，二进制信号控制载波的频率，当信号为高电平时，载波频率为f1；当信号为低电平时，载波频率为f2通过这种方式，二进制频移键控调制可以有效地将数字信号转换为模拟信号二进制相移键控调制总结词二进制相移键控调制是一种数字调制方式，通过改变载波的相位来表示数字信号的两种状态详细描述在二进制相移键控调制中，二进制信号控制载波的相位，当信号为高电平时，载波相位为0度；当信号为低电平时，载波相位为180度通过这种方式，二进制相移键控调制可以有效地将数字信号转换为模拟信号01模拟信号的数字化传输抽样定理抽样定理定义抽样定理是模拟信号数字化的基本原理，它说明了模拟信号通过抽样方式转换为数字信号的条件抽样定理的意义抽样定理为模拟信号的数字化提供了理论依据，它告诉我们如何选择合适的抽样频率以实现模拟信号的准确数字化脉冲编码调制脉冲编码调制定义PCM的原理PCM的特点脉冲编码调制（PCM）是一种将PCM的原理是将输入的模拟信号PCM具有动态范围大、量化噪声模拟信号转换为数字信号的调制进行抽样、量化和编码三个步骤，低、信息传输可靠等特点，因此方式，通过将模拟信号的幅度或最终输出二进制数字信号在通信系统中得到了广泛应用时间间隔进行量化编码实现增量调制增量调制定义增量调制（ΔM）是一种简单而实用的模拟信号数字化方法，它通过比较相邻抽样值的大小来决定输出信号的增量方向ΔM的工作原理ΔM的工作原理是利用输入模拟信号的变化趋势来决定输出数字信号的增量方向，从而实现模拟信号的数字化ΔM的特点ΔM具有电路简单、实现方便、抗干扰能力强等优点，因此在通信、控制等领域得到了广泛应用。