《通信原理》第六版课件 第6章

合集下载

通信原理课件——通信系统的噪声性能

通信原理课件——通信系统的噪声性能

3. 门限效应 以上讨论了两个极端情况下包络检波器的噪声性能。对于大输入信噪比,包络
检波器能实现正常解调。对于小输入信噪比,包络检波器不能实现正常解调。可以 预料,应该存在一个临界值,当输入信噪比大于此临界值时包络检波器能正常解调; 而小于此值时,它不能正常解调。这个临界的输入信噪比叫做门限值、包络检波器 存在门限值这一现象叫做门限效应。门限效应在输入噪声功率接近载波功率时开始 出现。 门限效应是所有非相干解调器都存在的一种特性。在相干解调器中不存在这种效 应。因此小输入信噪比下包络检波器的性能较相干解调器差,所以在噪声条件恶劣 的情况下应采用相干解调。
式中,erf (x)
2
x
0
e y2 dy 称为误差函数。erfc(x) 1 erf (x) 是
互补误差函数。 x A 若己知,则erf (x) 的值可由附录 C 误差
2 2 n
函数表查出。erf(x)是单值函数,x 增大,erf(x)也难大。
式(6.97)为二进制 PCM 系统的误码率公式,它是在单极性情
(1) 输出噪声功率:
(2) 输入噪声功率与输出噪声功率的关系:
(3)

Si
、W m
和n 0
都相同的情况下,输出信噪比为:
结论: 除 AM 外,其他系统的噪声性能是相同的。这是由于在 AM 中,不携带消息的载波功率占了总功率的 50%以上。
信噪比增益 G 的概念: (1) 衡量解调器对输入信噪比的影响,定义为解调器输出信噪比与输入信 噪比之比,即:
性能的作用将会迅速下阵。实际上,门限效应是所有宽带系统改善
噪声性能的共同特性,在以后讨论的 PCM 系统中也会遇到这种现
象。

限值有
不同

通信原理ppt课件

通信原理ppt课件
移动通信系统组成
详细描述移动通信系统的各个组成部分,包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理,包括信号的发射、传输和接收过程, 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分,包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强:数字信号在传输过程中不易受到干扰,能够保证信息的准确传输。
保密性好:数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制:数字信号可以方便地存储和复制,不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理,包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分,包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理,包括信号的传输和接收过程,以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ,可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理,即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘,得到调幅波信号,实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘,得到原始的消息信号,实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。

《通信原理详尽》课件

《通信原理详尽》课件
调相广播是指采用调相方式进行无线电广播的方 式。调相广播具有传输距离远、覆盖范围广等特 点。
调频广播与调相广播的比较
调频广播在音质、抗干扰能力和覆盖范围等方面 表现优于调相广播,因此在现代无线电广播中占 据主导地位。
04
数字通信原理
数字信号的特性
离散性
确定性
数字信号在时间上和幅度上都是离散的, 取值一般为二进制形式(0或1)。
信息源
产生原始信息的设备,如麦克 风、键盘等。
信道
传输信号的媒介,如无线电波 、光纤等。
目的地
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用物理线路进行信号传输, 如电话线、光纤等。
无线通信
利用电磁波进行信号传输,如 手机、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站进行信号 传输。
数字通信
利用数字信号进行传输,如数 字电视、数字电话等。
信号的特性
幅度、频率、相位等。
信号的频域分析
傅里叶变换、频谱分析等。
信道的分类与特性
信道的分类
01
有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道等。
信道的特性
02
带宽、容量、噪声等。
信道的衰减
03
随距离、频率等因素变化的信号衰减。
信号在信道中的传
信号传输方式
调制传输、基带传输等。
信号在信道中的Biblioteka 真由于信道特性引起的信号失真。
远程控制
通过无线或有线通信技术,实现 工业设备的远程监控和操作。
物联网
将各种传感器、控制器与互联网 连接起来,实现智能化监控和管
理。
自动化生产线
利用通信技术实现生产线的自动 化控制和数据传输。

(完整版)通信原理(第六版)樊昌信曹丽娜_第六版--课后思考题及习题答案(第六章答案已补齐)

(完整版)通信原理(第六版)樊昌信曹丽娜_第六版--课后思考题及习题答案(第六章答案已补齐)

第一章绪论1.1 以无线广播和电视为例,说明图1-1 模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3 何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1. 抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化; 5.设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低; 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。

另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为4KHZ 带宽,一路数字电话约占64KHZ 。

1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4 所示。

其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。

精品课件-数字通信原理PPT课件

精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有

《通信原理说课》课件

《通信原理说课》课件

05
通信协议与标准
通信协议概述
通信协议定义
通信协议是通信系统中的规则集 合,用于规范不同设备间的信息
传输和交换。
通信协议的作用
确保信息传输的可靠性和高效性 ,实现不同设备间的互操作性。
通信协议的组成
包括语法、语义和时序三个部分 。
常见通信协议标准
TCP/IP协议族
用于互联网通信的标准协议族,包括TCP、 UDP等。
理论与实践结合
课程注重理论与实践相结 合,通过实验和课程设计 等环节,提高学生实际操 作和解决问题的能力。
课程目标
知识目标
学生应掌握通信系统的基 本概念、原理、性能指标 及关键技术。
能力目标
培养学生分析、设计、优 化通信系统的能力,以及 实验操作和团队协作能力 。
素质目标
培养学生的创新意识、严 谨的科学态度和良好的职 业道德。
实验安排
每个实验2-3课时,共10个课时,分两周完成。
实验目的
通过实验,使学生掌握通信原理的基本概念和原 理,提高实际操作和解决问题的能力。
实践项目与要求
实践项目
设计并实现一个简单的通信系统,如无线传输系统或卫星通信系 统。
实践要求
学生需自行设计系统方案,完成硬件搭建和软件编程,并进行测试 和优化。
通信系统模型
发送端
负责将信息转换为可传输的信号 。
信道
传输信号的媒介,可以是无线电波 、光纤、电缆等。
接收端
负责将传输的信号还原为原始信息 。
03
信号处理基础
信号的时域与频域表示
总结词
信号的时域与频域表示是通信原理中的重要概念,它们分别描述了信号在不同 时间与频率上的特性。

《通信原理》第六版课件(全)

《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。

通信原理课件

通信原理课件
჉೵੏လܹᆓ 6RXWKZHVW -LDRWRQJ 8QLYHUVLW\ -4-
ɴҷỞֵॳˊ ciple of Modern Communications
ഀ߻ຬ(Twisted Pair)
A twisted pair consists of two insulated copper wires, typically about 1 mm thick. The wires are twisted together in a helical form, just like a DNA molecule. Twisting is done because two parallel wires constitute a fine antenna. When the wires are twisted, the waves from different twists cancel out, so the wire radiates less effectively.
჉೵੏လܹᆓ 6RXWKZHVW -LDRWRQJ 8QLYHUVLW\ -5-
ɴҷỞֵॳˊ Principle of Modern Communications
ઝఘඔྑ
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
༝ࢻ௲഻໰੦੦੦੦೴೴ჾჾৢёᄉ‫ݯ‬ԁથથથથᆓᆓຟຟ‫ؠ‬໰໰ူԸԸ໰໰‫ݮݮ‬ၻၻ೭ۜۜႎᄥᄥۜۜӛӛϏϏۤಒຂຂԅԅҎҎ೴೴ࢻහහ೴೴೛೛ᆓᆓёᆓᆓຂ((ຂԸԸ12))ྑҎҎහහᄥᄥௐ೛೛((ຂຂ12))((හහ12))((12))
ԛసჃ ໰ԁူႎಒ
Chapter 3 Channel and Noise
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
‫ۺ‬໰໰഻໰໰ϵԁԁϵԁԁ໰ԅԅ໰ԅԅԁՇ೴ԁަఘඋ࿌༰උ໿२໿ۤ੦໿ႎ‫דރ‬໸‫ރ‬ಒୣफୣճճ໰໰ۜۜҎҎ೛೛ԅԅ࿵࿵ູູ
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

6
第6章 数字基带传输系统


差分波形:用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码 , 图中,以电平跳变表示“1”,以电平不变表示“0”。它也称 相对码波形。用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的 影响。 多电平波形:可以提高频带利用率。图中给出了一个四电平 波形2B1Q。
7
第6章 数字基带传输系统
Pv f
m
2
2


f S [ PG1 (mf S ) (1 P)G2 (mf S )] ( f mf s )
即可得到随机序列s(t)的功率谱密度,即
Ps ( f ) Pu ( f ) Pv ( f ) f S P (1 P) G1 ( f ) G2 ( f )
序列s(t)的统计平均分量,它取决于每个码元内出现g1(t)和
g2(t) 的概率加权平均,因此可表示成
v(t )
n
[ Pg (t nT ) (1 P) g
1 s

2
(t nTs )]
n
v

n
(t )
由于v(t)在每个码元内的统计平均波形相同,故v(t)是以Ts为 周期的周期信号。

G1 (mf s ) g1 (t )e j 2mfS t dt

G2 (mf s ) g 2 (t )e j 2mfS t dt

于是,根据周期信号的功率谱密度与傅里叶系数的关系式得 到的功率谱密度为
Pv f
m


f S [ PG1 (mf S ) (1 P)G2 (mf S )] ( f mf s )

数字基带信号的表示式:表示信息码元的单个脉冲 的波形并非一定是矩形的。 若表示各码元的波形相同而电平取值不同,则 数字基带信号可表示为:
s(t )
n
a

n
g (t nTs )
式中,an - 第n个码元所对应的电平值 Ts - 码元持续时间 g(t) -某种脉冲波形
一般情况下,数字基带信号可表示为一随机脉冲序 列: s (t ) s n (t )
11
第6章 数字基带传输系统
交变波u(t)是s(t)与v(t)之差,即
u(t ) s(t ) v(t )
于是
式中,
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 )] 1 P, 以概率P 其中 an P, 以概率(1 P )
E[ U T ( f ) ] (2 N 1)Ts
2
N
即可求得u (t)的功率谱密度 2 (2 N 1) P(1 P) G1 ( f ) G2 ( f ) Pu ( f ) lim N (2 N 1)Ts
f S P(1 P) G1 ( f ) G2 ( f )

m
e j 2 m fS t
式中
1 Cm Ts

Ts 2 T s 2
v(t )e j 2 m f S t dt
由于在(-Ts/2,Ts/2)范围内, v(t ) Pg1 (t ) (1 P) g 2 (t ) 所以
1 Cm Ts

Ts 2 T s 2
[ Pg1 (t ) (1 P ) g 2 (t )]e j 2 m f S t dt
通信原理
1
通信原理
第6章 数字基带传输系统
2
第6章 数字基带传输系统

概述




数字基带信号 - 未经调制的数字信号,它所占据的频 谱是从零频或很低频率开始的。 数字基带传输系统 -不经载波调制而直接传输数字基 带信号的系统,常用于传输距离不太远的情况下。 数字带通传输系统 -包括调制和解调过程的传输系统 研究数字基带传输系统的原因: 近程数据通信系统中广泛采用 基带传输方式也有迅速发展的趋势 基带传输中包含带通传输的许多基本问题 任何一个采用线性调制的带通传输系统,可以等效 为一个基带传输系统来研究。
s (t )
式中
n
s

n
(t )
g1 (t nTS ) , 以概率 P 出现 sn (t ) 2 g(t nTS), 以概率 (1 P )出现
10
第6章 数字基带传输系统

为了使频谱分析的物理概念清楚,推导过程简化,我们可以 把s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t) 。所谓稳态波,即随机
N
其统计平均为
E[ U T ( f ) ]
2 m N n N

N
E (a m a n )e j 2f ( n m )TS [G1 ( f ) G2 ( f )][G1 ( f ) G2 ( f )]
N
因为当m = n时
(1 P ) 2,以概率P am an a 2 P , 以概率(1 P )
2
上式表明,交变波的功率谱Pu (f)是连续谱,它与g1(t)和g2(t)的
频谱以及概率P有关。通常,根据连续谱可以确定随机序列
的带宽。
19
第6章 数字基带传输系统

s(t)的功率谱密度Ps(f) 由于s(t) = u(t) + v(t),所以将下两式相加:
Pu ( f ) f S P(1 P) G1 ( f ) G2 ( f )
所以
E[am an ] P 2 (1 P) 2 (1 P) 2 P 2 2 P(1 P)( P 1) P 0
由以上计算可知,式
E[ U T ( f ) ]
2 m N n N

N
E (a m a n )e j 2f ( n m )TS [G1 ( f ) G2 ( f )][G1 ( f ) G2 ( f )]
Pu ( f ) lim E[ U T ( f ) ] (2 N 1)Ts
15
2 N
第6章 数字基带传输系统
现在先求出uT(t)的频谱函数。
uT (t )
n N
u (t )
n
N
N
n N
an [ g1 (t nTs ) g 2 (t nTs )]

UT ( f ) uT (t )e j 2 f t dt
13
第6章 数字基带传输系统
又由于
Pg1 (t ) (1 P) g 2 (t )
只存在于(-Ts/2,Ts/2)范围内,所以上式的积分限可以改 为从 - 到 ,因此 其中
1 Cm Ts



[ Pg1 (t ) (1 P) g 2 (t )]e j 2 m f S t dt

N


n N
a
n


[ g1 (t nTS ) g 2 (t nTS )]e j 2 f t dt

其中
n N

a n e j 2 f nTs [G1 ( f ) G2 ( f )]
N
G1 ( f ) g1 (t )e j 2ft dt
2 n
所以
2 2 E[a n ] P( P) 1 P)P 2 P( P) 1 ( 1
17
第6章 数字基带传输系统
当m n时
2 ( P) 1 , 以概率 P 2 2 am an P 2, 以概率( P) 1 P( P),以概率 2 P( P) 1 1
显然, u(t)是一个随机脉冲序列 。
12
第6章 数字基带传输系统

v(t)的功率谱密度Pv(f)
由于v(t)是以为Ts周期的周期信号,故
v(t )
n
[ Pg (t nT ) (1 P) g
1 s

2
(t nTs )]
可以展成傅里叶级数
v(t )
m
C

G2 ( f ) g 2 (t )e j 2ft dt

16
第6章 数字基带传输系统
于是
U T ( f ) U T ( f )U T ( f ) 2

m N n N

N
a m a n e j 2f ( n m )TS [G1 ( f ) G2 ( f )][G1 ( f ) G2 ( f )]
2
2
2f
2 S
PG1 (mf S ) (1 P)G2 (mf S ) ( f mf S ) , f 0
2 m 1

20
第6章 数字基带传输系统
PS ( f ) f S P(1 P) G1 ( f ) G2 ( f ) f s2 PG1 (0) (1 P)G2 (0) ( f )
3
第6章 数字基带传输系统

6.1 数字基带信号及其频谱特性

6.1.1 数字基带信号

几种基本的基带信号波形
4
第6章 数字基带传输系统

相关文档
最新文档