数字通信系统概述PPT
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通信系统概述(共22张PPT)精选
① 基带信号(xìnhào)特性
② 调制、解调原理
③ 信道与噪声统计特性及其对信号(xìnhào)传输
影响
④ 各类调制方式系统的抗干扰性能
第五页，共22页。
UP
二、数字(shùzì)通信系统模型 1、数字(shùzì)频带通信系统模型
(Model for Digital Band Communication
x1, x2, ..., xn p(x1),p(x2),…,p(xn)
n
且∑p(xi) = 1
i=1
n
H(x) =-∑p(xi)log2 p(x2) i=1
H(x)-----信息源的熵.
bit/符号(symbol)
注意(zhù yì)单位!
第十六页，共22页。
上一页
讨论：H(x)的性质:
(1) H(x)是非(shìfēi)负的
第二十页，共22页。
上一页
(Capacity of Channel)
含义: 信道容量背景下,且信道带宽与有用信号功率 受限下,调制信道无差错(差错率趋于0)地传输数据信 号的极限速率(极限速率趋于∞)称~
定义: 设①双边(shuāngbiān)加性噪声为 Pi( )=n0/2的G.W ②信道工作频带为B(Hz) ③有用 信号功率为S(W),则信道容量由香农公式决定:
5、按工作频率
6、按通信(tōng xìn)业务
FDM TDM CDM
长波通信
中波通信
短波通信
微波通信
光波通信
电报
电话：可视电话
TV 雷达
已派生出来
第十一页，共22页。
一、信息(xìnxī)与消息(information and message)
② 调制、解调原理
③ 信道与噪声统计特性及其对信号(xìnhào)传输
影响
④ 各类调制方式系统的抗干扰性能
第五页，共22页。
UP
二、数字(shùzì)通信系统模型 1、数字(shùzì)频带通信系统模型
(Model for Digital Band Communication
x1, x2, ..., xn p(x1),p(x2),…,p(xn)
n
且∑p(xi) = 1
i=1
n
H(x) =-∑p(xi)log2 p(x2) i=1
H(x)-----信息源的熵.
bit/符号(symbol)
注意(zhù yì)单位!
第十六页，共22页。
上一页
讨论：H(x)的性质:
(1) H(x)是非(shìfēi)负的
第二十页，共22页。
上一页
(Capacity of Channel)
含义: 信道容量背景下,且信道带宽与有用信号功率 受限下,调制信道无差错(差错率趋于0)地传输数据信 号的极限速率(极限速率趋于∞)称~
定义: 设①双边(shuāngbiān)加性噪声为 Pi( )=n0/2的G.W ②信道工作频带为B(Hz) ③有用 信号功率为S(W),则信道容量由香农公式决定:
5、按工作频率
6、按通信(tōng xìn)业务
FDM TDM CDM
长波通信
中波通信
短波通信
微波通信
光波通信
电报
电话：可视电话
TV 雷达
已派生出来
第十一页，共22页。
一、信息(xìnxī)与消息(information and message)
数字通信-PPT课件
1
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
现代通信系统课件：数字光纤通信系统
低损耗，耐水压，耐张力
高密度，多芯和低、中损耗
2~20
重量轻，线径细，可挠性好
数字光纤通信系统
下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。
(1）层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构， 如 图5. 9(a）所示。特点是成本低，芯线数不超过10根。 (2）单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强 度 元件为中心绞合成缆，如图5.9(b）所示，其芯线数一般适用于几十芯。 (3）骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强 度 元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图5. 9(c）所示。由于光纤在骨架沟槽 内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内做一定的位移，从而减少了光纤芯 线 的应力应变和微变，这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。 (4）带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行，构成带状光纤单元，再将多个 带 状单元按一定方式排列成缆，如图5. 9(d）所示。这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可 做成上千芯的高密度用户光缆。
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如图5. 4所示。
图5. 3 光的折射示意图
图5. 4 临界角和光线的全反射
数字光纤通信系统
如果不断增大θ 0可使折射角达到90°，这时的θ 1称为临界角。如果继续增大 队，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象称为光的全反 射。
因光纤是石英玻璃材料，所以不怕高温，有防火的性能。因而可用于易燃易爆的环境中。 6.光纤通信保密性好
由于光纤在传输光信号时向外世漏小，不会产生串话等干扰，因而光纤通信保密性好。
5. 1.数2字数光纤字通光信系纤统通信系统的组成
高密度，多芯和低、中损耗
2~20
重量轻，线径细，可挠性好
数字光纤通信系统
下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。
(1）层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构， 如 图5. 9(a）所示。特点是成本低，芯线数不超过10根。 (2）单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强 度 元件为中心绞合成缆，如图5.9(b）所示，其芯线数一般适用于几十芯。 (3）骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强 度 元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图5. 9(c）所示。由于光纤在骨架沟槽 内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内做一定的位移，从而减少了光纤芯 线 的应力应变和微变，这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。 (4）带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行，构成带状光纤单元，再将多个 带 状单元按一定方式排列成缆，如图5. 9(d）所示。这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可 做成上千芯的高密度用户光缆。
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如图5. 4所示。
图5. 3 光的折射示意图
图5. 4 临界角和光线的全反射
数字光纤通信系统
如果不断增大θ 0可使折射角达到90°，这时的θ 1称为临界角。如果继续增大 队，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象称为光的全反 射。
因光纤是石英玻璃材料，所以不怕高温，有防火的性能。因而可用于易燃易爆的环境中。 6.光纤通信保密性好
由于光纤在传输光信号时向外世漏小，不会产生串话等干扰，因而光纤通信保密性好。
5. 1.数2字数光纤字通光信系纤统通信系统的组成
《数字通信原理》课件
信道编码
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
GSM数字移动通信系统介绍(PPT 83页)
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
012
0
1
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
012
0
1
数据通信技术ppt课件
06 数据通信技术发展趋势与 展望
高速数据通信技术发展
总结词
随着互联网和云计算技术的快速发展，高速数据通信技术已成为当前的研究热点。
详细描述
目前，高速数据通信技术已经取得了显著的进步，如光纤通信、5G/6G移动通信等。这些技术的发展使得数据传 输速度大幅提升，满足了大数据时代对海量数据处理和传输的需求。
05 无线数据通信技术
无线局域网（WLAN）
要பைடு நூலகம்一
总结词
无线局域网是一种短距离的无线通信技术，用于连接局域 网中的计算机、设备等，实现高速数据传输和资源共享。
要点二
详细描述
无线局域网采用无线电波作为传输媒介，通过无线接入点 （AP）连接多个终端设备。它具有灵活、便捷、高速的特点， 广泛应用于企业、学校、医院等场所。
物联网数据通信技术发展
总结词
物联网技术的发展推动了数据通信技术的进步，使得数以亿计的设备能够相互 连接和通信。
详细描述
物联网数据通信技术涉及多种无线通信协议，如Wi-Fi、Zigbee、LoRa等。这 些技术使得各种智能设备能够实时传输数据、共享信息，从而为智能家居、智 慧城市等领域的发展提供了有力支持。
02 数据通信技术基础
数据传输方式
总结词
数据传输方式是指数据在通信网络中传输的方式，包括串行传输和并行传输两 种方式。
详细描述
串行传输是指数据一位一位地顺序传输，占用通信线路少，适合长距离传输； 并行传输是指数据以字节为单位进行传输，传输速度快，适合近距离传输。
数据编码技术
总结词
数据编码技术是指将数据转换成适合在通信网络中传输的信 号的过程。
数据通信技术的应用场景
• 总结词：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用，如互联网、物联网、云计算等。 • 详细描述：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用。在互联网领域，数据通信技术是实现互联网信息传输的
GSM-R铁路综合数字移动通信系统PPT课件
有线终端
CBC
BSC
Abis
BTS
BTS
Um
无线固定台
车载台 无线终端
手持台
IN SCP
L SSP
SMP
SCEP TCP/IP
IP
SMAP
GPRS SGSN Gn
GGb b PCU
GGSN GRIS
OSS OMC
SIM卡系 统管理
外部分组数 据网
铁路应用系统
19.05.2020
19.05.202-0
19.05.2020
19.05.202-0
66
二、GSM-R建设的意义
2、铁路发展出现许多新业务需求： （1）客运专线的业务需求：不中断传输，速率至少2.4kbps （2）货运专线机车同步控制传输 （3）车地信息化数据传输的需要 （4）有线、无线调度两网融合的需求
因此，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能 完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满 足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。
19.05.2020
19.05.202-0
55
二、GSM-R建设的意义
1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。 （1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。 （2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率
利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道， 传输可靠性低，数据传输能力差。 （3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不 具保密性。
10 10
三、GSM-R系统介绍
1、网络子系统（NSS）：
（1）移动交换子系统（SSS）
主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与移动性管理、安 全性管理。
（2）移动智能网（IN）子系统
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23
纠错编码的意义
利用编码的方法可使错误被检测到并被纠正 我们明天下午10:00—16:00开会两个小时 ★：错误可被检测，并可被纠正 ★：加入了更多的冗余信息
24
纠错编码的意义
有些错误是无法检测到并被纠正的 我们明天下午16:00—18:00开会两个小时 ★：加入了足够的冗余信息 ★：错误无法被检测并被纠正
25
信道编码：举例 （7,4）汉明码
26
信道编码：举例 （7,4）汉明码
• 如果发射信号为：x3x4x5x6=1011 • 经过编码以后为：x0x1x2x3x4x5x6=100 1011 • 经过信道，接收信号为：100 1001，查表可 知，落在第12行第7列，判决为该行的第1列 数据100 1011 • 达到了纠错的目的
• 信息的传输与网络
– 时间传输：信息存储以利于今后使用 – 空间传输：利用某种传输媒质信息进行传输
4
完整的通信系统
• 信源与信源处理单元 • 信号发射机与信号接收机 • 传输网络
5
通信协议
application application
protocol protocol
7
Application Layer
18
0110101001000101…
图像点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
20
信道编码
用于保证接收到的“0”， “1 ”序列是正确的
★ 错误检测
•可检查接收信息是否正确 •需要加入一些冗余信息 ★ 错误纠正 •可以检测并可以纠正错误 •需要更多的冗余信息 ★ 重传机制 •在系统能够监测到错误但不能纠正错误时 •需要更多冗余产生时延
21
纠错编码的意义
正确信息： 我们明天14:00——16:00开会 接收到的错误信息： 我们明天10:00——16：00开会 ★：接收信息有错误，但接收端无法知道
22
纠错编码的意义
正确信息： 我们明天14:00—16:00开会 利用编码的方法可使错误被检测到： 我们明天下午10:00—16：00开会 ★：错误可被检测到，但不能被纠正 ★：这里加入了一定的冗余信息
6
通信系统分类
• 模拟通信系统：将采集的信号直接进行传输
– 模拟信号直接进行传输 – 代表性系统：模拟电视，AM广播
• 数字传输系统：传输的信号只包括“0”，“1”数 字 化信号
– 将信号转变为数字信号后再进行传输 – 典型系统：手机信号，计算机网络
• 模拟通信系统正在逐步被数字通信系统取代
7
模拟通信系统
27
最简单的通信系统
0/1码
发射
噪声
0/1码 接收
28
通信系统的构成（点到点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
29
问题：一个时间段可以传输几个比特？
数字
信号值 1
例：待传序列为：0010111001
3
00
/book/book.asp
2
内容简介
• • • • 信息系统概述 信息的处理 无线通信系统概述 无线通信系统实例
3
信息系统包括的内容
• 信息的产生与获取
– 数据信息 – 语音信息 – 图像信息
• 信息的处理与存储
– 模拟信息转换为数字信息 – 信息的压缩
6
Presentation Layer
protocol
5
Session Layer
protocol
4
Transport Layer
protocol protocol interface protocol
3
Network Layer
2
Data Link Layer
1
Physical Layer
transmission medium
15
语音信号的量化
4.7v 3.5v 10010011 01100011
16
语音信号的压缩
• • • • 原始信号：2 X 4k X 8 =64k比特/秒 语音信号压缩技术： GSM系统中语音信号为9kbits/s 语音信号可以压缩到1kbits/s以下
17
图像信号的压缩
• 图像信号是由一个个的像素组成(例 800X600)，每个像素的幅度表示灰度 • 彩色图像有三种不同的基色 • 图像信号具有更多的信息量需要传输 例: 800 X 600 X 8比特X 3原色X25帧/秒 = 288M比特/秒 • 图像信号也是可以压缩的，高清电视图像 信号的传输只需要几十兆比特/秒
3.6V
＋
3.8V 接收到错误电平信号
0.2V（噪声）
8
数字通信系统
>1.8V 3.6V ＋ 3.8V 判决 “1” 判决正确
“1” →3.6v；“0” →0v
0.2V（噪声）
9
数字通信系统
>1.8V 3.6V － 2.6V 判决 “1” 判决正确
“1” →3.6v；“0” →0v
1.0V
10
通信系统的构成（点到点）
数字通信系统概述
1
Reference books （主要参考书）: John G. Proakis: “Digital communications”, 3rd ed 《数字通信》John G. Proakis 著，（影印版,中文版） 电子工业出版社，《通信与信息科学教育丛书》 Reading Materials: to be delivered during the course
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
11
数字通信系统的构成（点到点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
12
信源编码/信源解码
•信源编码是将信息转换成二进制数据，而后进行适当 的压缩。例如：语音编码。
•信源解码过程是这个过程的逆过程。
模拟信号
采样
模拟/数字
信 源 编 码
数字信号
数字信号
13
例：语音信号编码
• 语音信号的频 率：300Hz3400Hz（一般 为语音信号最 高频率是4KHz）
14
语音信号的采样
采样定理。。。
01
10 11
-1
3 -3
1
T
2T
3T
t
调制: 将若干个 二进制数字组成 的序列映射成一 组相应时间波形
纠错编码的意义
利用编码的方法可使错误被检测到并被纠正 我们明天下午10:00—16:00开会两个小时 ★：错误可被检测，并可被纠正 ★：加入了更多的冗余信息
24
纠错编码的意义
有些错误是无法检测到并被纠正的 我们明天下午16:00—18:00开会两个小时 ★：加入了足够的冗余信息 ★：错误无法被检测并被纠正
25
信道编码：举例 （7,4）汉明码
26
信道编码：举例 （7,4）汉明码
• 如果发射信号为：x3x4x5x6=1011 • 经过编码以后为：x0x1x2x3x4x5x6=100 1011 • 经过信道，接收信号为：100 1001，查表可 知，落在第12行第7列，判决为该行的第1列 数据100 1011 • 达到了纠错的目的
• 信息的传输与网络
– 时间传输：信息存储以利于今后使用 – 空间传输：利用某种传输媒质信息进行传输
4
完整的通信系统
• 信源与信源处理单元 • 信号发射机与信号接收机 • 传输网络
5
通信协议
application application
protocol protocol
7
Application Layer
18
0110101001000101…
图像点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
20
信道编码
用于保证接收到的“0”， “1 ”序列是正确的
★ 错误检测
•可检查接收信息是否正确 •需要加入一些冗余信息 ★ 错误纠正 •可以检测并可以纠正错误 •需要更多的冗余信息 ★ 重传机制 •在系统能够监测到错误但不能纠正错误时 •需要更多冗余产生时延
21
纠错编码的意义
正确信息： 我们明天14:00——16:00开会 接收到的错误信息： 我们明天10:00——16：00开会 ★：接收信息有错误，但接收端无法知道
22
纠错编码的意义
正确信息： 我们明天14:00—16:00开会 利用编码的方法可使错误被检测到： 我们明天下午10:00—16：00开会 ★：错误可被检测到，但不能被纠正 ★：这里加入了一定的冗余信息
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通信系统分类
• 模拟通信系统：将采集的信号直接进行传输
– 模拟信号直接进行传输 – 代表性系统：模拟电视，AM广播
• 数字传输系统：传输的信号只包括“0”，“1”数 字 化信号
– 将信号转变为数字信号后再进行传输 – 典型系统：手机信号，计算机网络
• 模拟通信系统正在逐步被数字通信系统取代
7
模拟通信系统
27
最简单的通信系统
0/1码
发射
噪声
0/1码 接收
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通信系统的构成（点到点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
29
问题：一个时间段可以传输几个比特？
数字
信号值 1
例：待传序列为：0010111001
3
00
/book/book.asp
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内容简介
• • • • 信息系统概述 信息的处理 无线通信系统概述 无线通信系统实例
3
信息系统包括的内容
• 信息的产生与获取
– 数据信息 – 语音信息 – 图像信息
• 信息的处理与存储
– 模拟信息转换为数字信息 – 信息的压缩
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Presentation Layer
protocol
5
Session Layer
protocol
4
Transport Layer
protocol protocol interface protocol
3
Network Layer
2
Data Link Layer
1
Physical Layer
transmission medium
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语音信号的量化
4.7v 3.5v 10010011 01100011
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语音信号的压缩
• • • • 原始信号：2 X 4k X 8 =64k比特/秒 语音信号压缩技术： GSM系统中语音信号为9kbits/s 语音信号可以压缩到1kbits/s以下
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图像信号的压缩
• 图像信号是由一个个的像素组成(例 800X600)，每个像素的幅度表示灰度 • 彩色图像有三种不同的基色 • 图像信号具有更多的信息量需要传输 例: 800 X 600 X 8比特X 3原色X25帧/秒 = 288M比特/秒 • 图像信号也是可以压缩的，高清电视图像 信号的传输只需要几十兆比特/秒
3.6V
＋
3.8V 接收到错误电平信号
0.2V（噪声）
8
数字通信系统
>1.8V 3.6V ＋ 3.8V 判决 “1” 判决正确
“1” →3.6v；“0” →0v
0.2V（噪声）
9
数字通信系统
>1.8V 3.6V － 2.6V 判决 “1” 判决正确
“1” →3.6v；“0” →0v
1.0V
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通信系统的构成（点到点）
数字通信系统概述
1
Reference books （主要参考书）: John G. Proakis: “Digital communications”, 3rd ed 《数字通信》John G. Proakis 著，（影印版,中文版） 电子工业出版社，《通信与信息科学教育丛书》 Reading Materials: to be delivered during the course
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
11
数字通信系统的构成（点到点）
发射天线
信源 编码
信道 编码
调 制
低通 滤波
载波 调制
通道
信 宿 信道 解码 解 调 低通 滤波 载波 解调
接收天线
均衡
同步
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信源编码/信源解码
•信源编码是将信息转换成二进制数据，而后进行适当 的压缩。例如：语音编码。
•信源解码过程是这个过程的逆过程。
模拟信号
采样
模拟/数字
信 源 编 码
数字信号
数字信号
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例：语音信号编码
• 语音信号的频 率：300Hz3400Hz（一般 为语音信号最 高频率是4KHz）
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语音信号的采样
采样定理。。。
01
10 11
-1
3 -3
1
T
2T
3T
t
调制: 将若干个 二进制数字组成 的序列映射成一 组相应时间波形