[工学]通信原理课件

通信原理课件本课程旨在帮助您深入了解现代通信系统的基本原理，并为进一步学习相关专业知识打下坚实基础课程目标掌握基本概念学习关键技术培养实践能力理解通信系统的基本概念，包括信号、系深入学习信道编码、调制解调、扩频技术通过案例分析和实验练习，提升实际应用统、频域分析等等关键通信技术能力通信系统基本概念信息源发送机12产生要传输的信息将信息转换为适合信道传输的信号信道接收机34用于传输信号的物理介质接收信号并将其恢复为原始信息信号与系统信号系统表示信息的物理量对信号进行处理的装置频域分析信号的频率特性1频率分析有助于理解信号的频率成分滤波器设计2频域分析有助于设计滤波器以提取特定频率成分通信系统分析3频域分析有助于理解通信系统的带宽和信道容量傅里叶级数与变换傅里叶级数傅里叶变换将周期信号分解成一系列正弦和余将非周期信号分解成一系列不同频弦函数的叠加率的正弦波的叠加频谱分析通过傅里叶变换，我们可以分析信号的频谱特性，了解信号的频率成分和能量分布连续时间傅里叶变换频域分析频谱傅里叶变换将信号从时域转换到频域，频谱是信号在不同频率上的能量分布，分析信号的频率成分揭示信号的频率特性滤波器通过滤波器可以提取信号中的特定频率成分，实现信号处理离散时间傅里叶变换信号分析滤波器设计用于分析离散时间信号的频域特性，利用频域特性设计数字滤波器，实现理解信号的频率成分信号的频谱整形系统分析分析离散时间系统的频域特性，理解系统对不同频率信号的响应模拟信号数字化采样1将连续信号转换为离散信号量化2将离散信号转换为有限个离散值编码3用二进制码表示量化后的离散值采样定理奈奎斯特采样定理频谱复制信号恢复123采样频率至少为信号最高频率的两倍，采样过程在频域中会导致原始信号频通过理想低通滤波器，可以去除复制才能从采样信号中完全恢复原始信号谱的周期性复制，采样频率决定了复的频谱，恢复原始信号的频谱制的间隔量化与编码量化编码将模拟信号的幅度值转换成有限个将量化后的离散值转换成二进制码离散值的过程的过程量化误差由于量化过程引入的误差，称为量化误差带通信号的数字化模拟信号数字信号数字化过程模拟信号是连续变化的信号,比如音频信号、数字信号是离散变化的信号,比如计算机数带通信号数字化需要进行采样、量化和编码,视频信号等.据、数字音频等.将模拟信号转换为数字信号,以便于传输和处理.信道编码原理增加冗余纠错能力信道编码通过添加冗余位，提高了数据传输的可靠性编码后的数据包含额外的信息，可以用来检测和纠正传输过程中的错误信道编码方案汉明码卷积码码Turbo一种纠错码，用于检测和纠正单个错误一种纠错码，用于检测和纠正多个错误一种高性能纠错码，常用于无线通信系统信道编解码编码1将数据转换为适合传输的信号形式解码2将接收到的信号转换为原始数据信噪比与误码率信噪比误码率SNR BER信号功率与噪声功率的比值接收到的数据中错误比特的比例越高意味着信号越强，噪声越弱越低表示传输质量越好基带通信系统基带信号直接传输，无需调制适用于短距离传输，如计算机网络适用于数字信号传输，如数字数据数字带通信系统信号调制解调与数字信号恢复系统特性将数字信号调制到高频载波上，以实现远接收端进行解调，将信号恢复成原始数字数字带通信系统具有高抗噪声能力、高传距离传输信号输效率和高信息容量的特点调制技术概述信号转换频谱利用将数字信号转换为模拟信号，以便将数字信号的频谱搬移到合适的频通过模拟信道传输率范围，以适应信道特性抗干扰提高数字信号的抗噪声和干扰能力，保证传输质量幅度调制载波幅度变化信息编码12幅度调制是一种通过改变载波调制信号的幅度变化反映了信信号的幅度来传递信息的调制息信号的变化，从而将信息编方式码到载波信号中解调还原3接收端通过解调过程将载波信号的幅度变化还原为原始信息信号角度调制相位调制频率调制载波相位随调制信号变化载波频率随调制信号变化正交振幅调制载波信号信号调制数据传输123正交振幅调制（QAM）利用两个正通过改变每个载波信号的幅度来表示QAM能够同时传输多个数据比特，交的载波信号来传输数据不同的数据符号提高数据传输效率扩频技术原理应用扩频技术通过将窄带信号扩展到更宽的频谱，从而提高抗干扰能力，广泛应用于军事、通信、导航等领域，例如GPS卫星导航系统、蜂并能有效地提高通信系统的容量和安全性窝移动通信系统、无线局域网等多址技术允许多个用户共享同一个通信信道使用不同的信号特征区分不同用户提高频谱利用率，降低通信成本通信系统性能评价12误码率信噪比衡量数字通信系统传输可靠性的指标衡量信号强度与噪声强度的指标34吞吐量时延衡量单位时间内通过信道的有效信息衡量信号从发送端到接收端所需的传量输时间国内外通信技术发展趋势高速率低延迟5G技术将为用户提供极高的数据5G网络的低延迟特性将为实时应传输速度，可达到当前4G网络的用，例如VR/AR和自动驾驶提供10倍以上强力支持高连接密度网络切片5G技术能够连接更多设备，为物5G技术允许运营商根据不同的应联网和智能城市的发展提供基础用需求，将网络切分为多个虚拟网络重点知识回顾信号与系统数字通信系统信号分类、系统特性、线性时不变系统、卷积、傅里叶变换采样定理、量化与编码、信道编码、调制技术、性能指标考试指导重点内容练习题考前模拟复习课程中讲解过的重要概念和理论知通过做练习题来巩固所学知识，并熟悉模拟考试可以帮助你熟悉考试环境和节识，包括信号与系统、频域分析、数字考试题型，重点关注课本习题和老师布奏，提高答题效率和准确率信号处理、调制解调等置的作业课程总结与展望本课程系统地介绍了通信原理的基础知识，涵盖了从信号与系统到现代通信技术等多个方面希望同学们能通过本课程学习，掌握通信系统的基本概念，并为进一步学习相关专业课程打下坚实的基础。