《现代通信原理》7PPT课件
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现代通信原理课件
1
数字通信原理
更适合处理大量数据和占用宽带信息。
模拟通信原理
2
适合处理具有模拟信号特点的信息。
3
数字和模拟通信原理结合
数字信号可以随时转换成模拟信号，反 之亦然，两者可以结合使用。
现代通信原理的应用领域
关键领域：
移动通信领域
包括GSM、CDMA、WCDMA、 LTE等技术。
卫星通信领域
包括地球同步卫星、低轨卫星、 导航卫星等。
总结和回顾
定义和重要性
通信原理是人类用来交流信息 的基本方式，是现代社会不可 或缺的基础设施。
区别
现代通信原理基于数字信号， 具有抗干扰能力更强、信息容 量更大、效率更高的优点。
未来发展
5G技术的应用、人工智能、物 联网等技术的发展将对现代通 信原理产生重要影响。
传统通信原理
基于模拟信号的传输，受环境干扰大、信息容量有 限。
现代通信原理
基于数字信号的传输，抗干扰能力强，信息容量更 大，效率更高。
现代通信原理的基本原理和概念
关键概念：
1 数字信号
离散化、编码、调制。
2 信道编码
纠错码、压缩码、调和码。
3 调制与解调
带通宽度、调制深度、载波相位、解调算法。
数字通信原理与模拟通信原理的对比
现代通信原理课件
本课程将帮助你了解通信原理的演变、现代通信原理的基本原理和应用领域 以及未来发展趋势。
通信原理的定义和重要性
Definition
通信原理是人类用来交流信息的基本方式，是 现代社会不可或缺的和掌握通信原理可以在信息时代中获得竞 争优势。
传统的通信原理和现代通信原理的区别
光通信领域
包括光纤通信、激光通信等技术。
现代通信技术(共32张PPT)
2
第15章 现代通信技术
一、无线通信方式
1. 同频单工方式
通信双方使用同一频率。
单工是指接受和发射不能同时进行。 系统图
f
发射机
天线
发射机
接收机
接收机
特点：
接收与发射的转换
结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。
3
第15章 现代通信技术
2. 双频双工方式
系统图
发射机 接收机
f1
双 工 器
f2
f1 f2 天线
移动 交换台
制 器
用 器
接收机
有线 市话局
中继线
MTSO
MBS1
有线用户
基站 N 发射机
控
共
制
用
器
器
接收机
MBS N
15
第15章 现代通信技术
2. 网络结构
基站
移动用户台
市话局
MTSO 移动电话交换局
蜂窝式公众移动 系统
16
第15章 现代通信技术
蜂房式公众移动 系统 由三部分组成:
① 移动 交换局（MTSO）
依靠空中电离层的反射进行传播（短波、中波）。
(3) 直射波
直接传播方式传播的电磁波（超短波、微波）。
7
第15章 现代通信技术
三、调制和解调
按调制信号的不同调制方式可分为： 模拟信号的调制
数字信号的调制 按调制参数不同调制方式可分为：
振幅调制（简称调幅 AM） 频率调制（简称调频 FM）
相位调制（简称调相 PM）
城市的多条光缆系统，最长为 2 400 km。
28
第15章 现代通信技术
一、光纤结构
由若干根导线绞制成光缆， 光缆出厂长度为 1～5 km。
第15章 现代通信技术
一、无线通信方式
1. 同频单工方式
通信双方使用同一频率。
单工是指接受和发射不能同时进行。 系统图
f
发射机
天线
发射机
接收机
接收机
特点：
接收与发射的转换
结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。
3
第15章 现代通信技术
2. 双频双工方式
系统图
发射机 接收机
f1
双 工 器
f2
f1 f2 天线
移动 交换台
制 器
用 器
接收机
有线 市话局
中继线
MTSO
MBS1
有线用户
基站 N 发射机
控
共
制
用
器
器
接收机
MBS N
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第15章 现代通信技术
2. 网络结构
基站
移动用户台
市话局
MTSO 移动电话交换局
蜂窝式公众移动 系统
16
第15章 现代通信技术
蜂房式公众移动 系统 由三部分组成:
① 移动 交换局（MTSO）
依靠空中电离层的反射进行传播（短波、中波）。
(3) 直射波
直接传播方式传播的电磁波（超短波、微波）。
7
第15章 现代通信技术
三、调制和解调
按调制信号的不同调制方式可分为： 模拟信号的调制
数字信号的调制 按调制参数不同调制方式可分为：
振幅调制（简称调幅 AM） 频率调制（简称调频 FM）
相位调制（简称调相 PM）
城市的多条光缆系统，最长为 2 400 km。
28
第15章 现代通信技术
一、光纤结构
由若干根导线绞制成光缆， 光缆出厂长度为 1～5 km。
现代通信原理课件(英文版)(ppt 35页)
are defined on continuum. 4. Digital communication system transfers information
from a digital source to the intended receiver(sink) 5. Analog communication system transfers
2) Note: The general principles of digital and analog modulation apply to all types of channels, although channel characteristics may impose constraints that favor a particular type of signaling
15
1.2 Digital and Analog source and system
2 the advantage of digital system
1）Relatively inexpensive digital circuits may be used
2） Privacy is preserved by using data encryption
8
1.2 Digital and Analog source and system
• The generation of communication system
Information input m(t)
Signal processing
Carrier circuits
Transmitter
channel noise
1. Selection of the information-bearing
from a digital source to the intended receiver(sink) 5. Analog communication system transfers
2) Note: The general principles of digital and analog modulation apply to all types of channels, although channel characteristics may impose constraints that favor a particular type of signaling
15
1.2 Digital and Analog source and system
2 the advantage of digital system
1）Relatively inexpensive digital circuits may be used
2） Privacy is preserved by using data encryption
8
1.2 Digital and Analog source and system
• The generation of communication system
Information input m(t)
Signal processing
Carrier circuits
Transmitter
channel noise
1. Selection of the information-bearing
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
《现代通信原理》7PPT教学课件
已调信号的时域表达式 已调信号的频谱分析-频谱特征和信号带宽 调制系统的实现方法、特点及解调方法 与其它相关调制系统的比较
2020/12/09
3
2.1 调制的功能及分类
调制的定义
让载波的某个参数随调制信号的变化而变化的过程或 方式称为调制。
调制的功能
1、对消息信号进行频谱搬移，使之适合信道传输的 要求； 把基带信号调制到较高的频率(一般调制到几百 kHz到几百MHz甚至更高的频率)，使天线容易辐射； 2、便于频率分配：为使无线电台发出的信号互不干扰， 每个发射台都被分配给不同的频率；有利于实现信道 多路复用，提高系统的传输有效性；可以减小噪声和 干扰的影响，提高系统的传输可靠性。
2020/12/09
7
根据调制器的功能分类
幅度调制 ：调制信号改变载波信号的振幅 参数，即利用的幅度变化来传送的信息。如 调幅(AM)、振幅键控(ASK)等。
频率调制 ：调制信号改变载波信号的频率 参数，即利用的频率变化来传送的信息。如 调频(FM)、频率键控(FSK)等。
相位调制 ：调制信号改变载波信号的相位 参数，即利用的相位变化来传送的信息。如 调相(PM)、相位键控(PSK)等。
《现代通信原理》课程第 7 讲
主要内容：第二章 模拟调制系统 2.1 调制的 功能及分类 目的、要求：理解掌握调制的概念、功能及分类 重点（难点）: 调制的功能及分类
2020/12/09
1
课前复习
现代通信系统的组成
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设宿Leabharlann 备质备干 扰
2020/12/09
2
关于调制系统学习中需要注意的问题
2020/12/09
3
2.1 调制的功能及分类
调制的定义
让载波的某个参数随调制信号的变化而变化的过程或 方式称为调制。
调制的功能
1、对消息信号进行频谱搬移，使之适合信道传输的 要求； 把基带信号调制到较高的频率(一般调制到几百 kHz到几百MHz甚至更高的频率)，使天线容易辐射； 2、便于频率分配：为使无线电台发出的信号互不干扰， 每个发射台都被分配给不同的频率；有利于实现信道 多路复用，提高系统的传输有效性；可以减小噪声和 干扰的影响，提高系统的传输可靠性。
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根据调制器的功能分类
幅度调制 ：调制信号改变载波信号的振幅 参数，即利用的幅度变化来传送的信息。如 调幅(AM)、振幅键控(ASK)等。
频率调制 ：调制信号改变载波信号的频率 参数，即利用的频率变化来传送的信息。如 调频(FM)、频率键控(FSK)等。
相位调制 ：调制信号改变载波信号的相位 参数，即利用的相位变化来传送的信息。如 调相(PM)、相位键控(PSK)等。
《现代通信原理》课程第 7 讲
主要内容：第二章 模拟调制系统 2.1 调制的 功能及分类 目的、要求：理解掌握调制的概念、功能及分类 重点（难点）: 调制的功能及分类
2020/12/09
1
课前复习
现代通信系统的组成
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设宿Leabharlann 备质备干 扰
2020/12/09
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关于调制系统学习中需要注意的问题
现代通信原理
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
•例：试求功率信号为周期性信号时的功率谱密度 •解：取截短周期T=NT0
PPT文档演模板
•周期信号的功率与信号谱 •的关系。
2020/11/23
现代通信原理
•周期信号的功率谱是离散谱。
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
四.自相关函数
•1. 能量信号
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
3rew
演ห้องสมุดไป่ตู้完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
•2.频域：
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
•2.理想低通滤波器
•理想高通滤波器(High-pass Filter,HPF) •理想带通滤波器(Band-pass Filter,BPF) •理想低通滤波器(Low-pass Filter,LPF)
计者们所追求的目标和面临的挑战。
PPT文档演模板
2020/11/23
现代通信原理
单元学习提纲
• （1）离散信源和连续信源的统计描述； • （2）离散信源的信息量、条件信息量、互信
息量和平均信息量（熵）的定义和物理意义； • （3） 连续信源的平均信息量、平均互信息量
的定义和物理意义； • （4） 信息量的单位——比特，比特率与波特
现代通信原理
•2. 功率谱密度
•功率信号：信号在- ∞＜t ＜+ ∞内存在，
现代通信原理(07)
∆M的主要优越性: (1) 低比特率时，量化信噪比高于PCM。 (2) 抗误码性能好,能在误码率较高的信道里工作 (3) ∆M的编码、译码比PCM 简单。
包括: 改进型增量调制 差分脉冲编码调制
4
7.1简单增量调制的原理
M可以看成是DPCM的一种特例。它只用 一位编码，不是表示采样值的大小，而是表示 采样时刻波形的变化趋势。
/TS大时,固定量阶的积分跟不上输入信号幅度变 化时,将产生斜率过载或过载噪声.
18
斜率过载失真波形
19
对于采样周期为TS,量阶为的系统,能跟踪的最 大斜率为/TS,称为临界过载下的最大跟踪斜率.
设输入为正弦信号
s(t) A cos t
斜率 ds(t) A cost
dt
最大斜率 A
PAM：序列脉冲幅度E’的变化规律与uk 一致。 积分器：
32
7.3 增量总和调制
高频丰富的信号,如果用简单增量调制,高 频端的信噪比要下降.
采用-调制方式来解决.
-调制步骤: 1、对输入信号首先进行积分,使高频分量 的幅度下降。 2、进行简单增量调制。 3、接收端增加一次微分过程，补偿高频。
33
Δ -Σ 调制原理框图
34
用以上方法后，其信噪比：
SNRm a x
0.12
f
3 s
f
3 H
上式说明， 通过一定变换后的-调制的信噪比 与信号的频率无关，只与抽样频率和低通滤波器的截 止频率等参数有关，可以适用于频率比较高的信号。
35
以下来证明式7-8的正确性。 首先求噪声功率 说明：收发两端的积分器传递函数I(f)和微分
S
A2 max 2
2
包括: 改进型增量调制 差分脉冲编码调制
4
7.1简单增量调制的原理
M可以看成是DPCM的一种特例。它只用 一位编码，不是表示采样值的大小，而是表示 采样时刻波形的变化趋势。
/TS大时,固定量阶的积分跟不上输入信号幅度变 化时,将产生斜率过载或过载噪声.
18
斜率过载失真波形
19
对于采样周期为TS,量阶为的系统,能跟踪的最 大斜率为/TS,称为临界过载下的最大跟踪斜率.
设输入为正弦信号
s(t) A cos t
斜率 ds(t) A cost
dt
最大斜率 A
PAM：序列脉冲幅度E’的变化规律与uk 一致。 积分器：
32
7.3 增量总和调制
高频丰富的信号,如果用简单增量调制,高 频端的信噪比要下降.
采用-调制方式来解决.
-调制步骤: 1、对输入信号首先进行积分,使高频分量 的幅度下降。 2、进行简单增量调制。 3、接收端增加一次微分过程，补偿高频。
33
Δ -Σ 调制原理框图
34
用以上方法后，其信噪比：
SNRm a x
0.12
f
3 s
f
3 H
上式说明， 通过一定变换后的-调制的信噪比 与信号的频率无关，只与抽样频率和低通滤波器的截 止频率等参数有关，可以适用于频率比较高的信号。
35
以下来证明式7-8的正确性。 首先求噪声功率 说明：收发两端的积分器传递函数I(f)和微分
S
A2 max 2
2
现代通信原理课件
u (t)(t) v (t) g 2 (t) v (t)概 [ 1 22 率 P ]
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的表达式
u0 (t) =
g1(t)v(t)概 [ 率 P]为 g2(t)v(t)概 [ 率 1P为 ]
v(t)E [(t) ]P1 (tg ) (1 P )g 2(t)代入上
15
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.1]HDB3编码举例
0 +1 0 0 0 +V0 -1 +1 -B0 0 0 -V0 0 -+1 0 +-1 0
第1个破坏节
第2个破坏节
16
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.2]HDB3解码举例
0 +1 0 0 0 +01 -1 +1 -01 0 0 -01 0 +1 0 -1 0
第七章 数字信号的基带传输系统
如果输入00000,00000,00000,…
则输出110010,110010,110010,…
如果输入00001,00001,00001,00001,…
则输出110011,100001,110011,100001,…
如果输入00001,00010,00001,00010,…
同 u 1 ( t) 理 a 1 [ g 1 ( t T b ) g 2 ( t T b )]
u 2 ( t) a 2 [g 1 ( t 2 T b ) g 2 ( t 2 T b )]
N
可 u(t知 )的截短 a n[g 函 1(tn数 b)T g2(为 tnb)T] n N
N
对应付立anF 叶 {g[1(变 tnbT 换 )g2(t为 nbT )}] nN
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的表达式
u0 (t) =
g1(t)v(t)概 [ 率 P]为 g2(t)v(t)概 [ 率 1P为 ]
v(t)E [(t) ]P1 (tg ) (1 P )g 2(t)代入上
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第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.1]HDB3编码举例
0 +1 0 0 0 +V0 -1 +1 -B0 0 0 -V0 0 -+1 0 +-1 0
第1个破坏节
第2个破坏节
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第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.2]HDB3解码举例
0 +1 0 0 0 +01 -1 +1 -01 0 0 -01 0 +1 0 -1 0
第七章 数字信号的基带传输系统
如果输入00000,00000,00000,…
则输出110010,110010,110010,…
如果输入00001,00001,00001,00001,…
则输出110011,100001,110011,100001,…
如果输入00001,00010,00001,00010,…
同 u 1 ( t) 理 a 1 [ g 1 ( t T b ) g 2 ( t T b )]
u 2 ( t) a 2 [g 1 ( t 2 T b ) g 2 ( t 2 T b )]
N
可 u(t知 )的截短 a n[g 函 1(tn数 b)T g2(为 tnb)T] n N
N
对应付立anF 叶 {g[1(变 tnbT 换 )g2(t为 nbT )}] nN
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2020/10/13
4
2.1.2 调制的分类
根据调制信号分类 根据载波分类 根据调制器的功能分类 根据调制前后信号的频谱结构关系分类
2020/10/13
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根据调制信号分类
模拟调制：调制信号是模拟信号的调制 数字调制：调制信号是数字信号的调制
2020/10/13
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根据载波分类
连续载波调制：以正弦信号作载波的调制 脉冲载波调制：以脉冲序列作载波的调制
2020/10/13
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根据调制器功能分类
幅度调制 ：调制信号改变载波信号的振幅 参数，即利用的幅度变化来传送的信息。如 调幅(AM)、振幅键控(ASK)等。
频率调制 ：调制信号改变载波信号的频率 参数，即利用的频率变化来传送的信息。如 调频(FM)、频率键控(FSK)等。
相位调制 ：调制信号改变载波信号的相位 参数，即利用的相位变化来传送的信息。如 调相(PM)、相位键控(PSK)等。
2020/10/13
8
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
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已调信号的时域表达式 已调信号的频谱分析-频谱特征和信号带宽 调制系统的实现方法、特点及解调方法 与其它相关调制系统的比较
2020/10/13
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2.1 调制的功能及分类
调制的定义
让载波的某个参数随调制信号的变化而变化的过程或 方式称为调制。
调制的功能
1、对消息信号进行频谱搬移，使之适合信道传输的 要求； 把基带信号调制到较高的频率(一般调制到几百 kHz到几百MHz甚至更高的频率)，使天线容易辐射； 2、便于频率分配：为使无线电台发出的信号互不干扰， 每个发射台都被分配给不同的频率；有利于实现信道 多路复用，提高系统的传输有效性；可以减小噪声和 干扰的影响，提高系统的传输可靠性。
《现代通信原理》课程第 7 讲
主要内容：第二章 模拟调制系统 2.1 调制的 功能及分类 目的、要求：理解掌握调制的概念、功能及分类 重点（难点）: 调制的功能及分类
2020/10/13
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课前复习
现代通信系统的组成
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设
宿
备
质
备
干 扰
2020/10/13
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关于调制系统学习中需要注意的问题