【浙大课件】通信原理课件_第2章

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通信原理PPT课件

• 按照同步的功用不同，可分为
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输容量和提高传输效率。
2024/6/20
CP 第一章绪论
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2．数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太远且通信容量不太大时，数字基带信号无需调制，可以直接传送，称之为数字信号的基带传输，其模型中就不包括调制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
2024/6/20
CP 第一章绪论
5
1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为消息信号或基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
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CP 第一章绪论
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2）信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收机或匹配滤波器实现。
2024/6/20

通信原理第2章精品PPT课件

第8章差错控制编码第9章同步原理
2.1 信号概述 2.2 确知信号分析 2.3 随机信号分析
本书本的书的封面封面
2.1
信号概述
2.1.1 信号的概念 2.1.2 信号的分类 2.1.3 几种常见信号 2.1.4 信号的时域分析和频域分析
本书的封面
2.1.1
信号的概念
“信号”来源于拉丁文“signum(记号)”一词，其含意甚广。
本书的封面
信号的分类
确定性信号
信号
随机信号
周期信号
非周期信号
平稳随机信号非平稳随机信号
正弦周期信号
复杂周期信号
准周期信号
瞬变信号
各态历经信号
非各态历经信号
确知信号的分析是随机信号分析的基础，
本书重点分析确知信号的特性。
本书的封面
（1）周期信号周期信号是指经过一定时间间隔周而复始重复出现，无始无终的信号，可表达为
《通课信程原名理称》课件
第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输第7章数字调制
第8章差错控制编码第9章同步原理
本书本的书的封面封面
《通课信程原名理称》课件
第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输第7章数字调制
一定意义。
本书的
封面
信号就是用于描述、记录或传输的消息( 或者说信息)的任何对象的物理状态随时间的变化过程。简单而言，信号就是载有一定信息(或消息)的一种变化着的物理量。也可说，信号就是载有一定信息的一种物理体现。

通信原理第二章

图2-51 直扩通信系统原理 (b) 主要波形或相位
第2章调制解调射频带宽的变化射频信号s(t)的带宽取决于伪噪声码c(t)的码速率Rc。在PSK 调制的情况下，s(t)的带宽等于伪噪声码速率的2倍，即BRF
=2Rc，而几乎与数字信号d(t)的速率无关。
(a)接收机输入；(b)混频器输出；(c)中频滤波器输出
第2章调制解调假设有用信号的功率为P1＝P0，码分多址干扰信号的功率P2＝ P0，多径干扰信号的功率P3=P0，其他进入接收机的干扰和噪声信号功率N=P0。再假设所有信号的功率谱是均匀分布在 BRF=2Rc带宽之内。
第2章调制解调
相关解扩后，有用信号的频带变窄，无失真地通过带宽为Bb =2Rb 的中频滤波器。其他信号与本地参考伪噪声码无关，带被展宽，大部分能量落在中频滤波器的通频带之外，被中频滤波器滤除了。因此，解扩前后的信噪比发生了显著的改变。
第2章调制解调
图2-48 跳频(FS)系统 (a) 原理示意图； (b) 频率跳变图案
第2章调制解调
工作原理
发信机的发射载波频率，在一个预定的频率集内由伪随机码序列控制频率合成器(伪)随机的由一个跳到另一个。收信机中的频率合成器也按照相同的顺序跳变，产生一个和接收信号频率相差 fIF(中频频率)的参考本振信号，经混频后得到频率固定的中频信号，此过程称为对跳频信号的解跳。解跳后的中频信号经放大后送到解调器解调，恢复出传输的信息。
的统计特性相近。伪噪声序列是接近于高斯信道要求的最佳信
号形式。
1 N
R(τ)Ni1cici
1N 1
τ0 τ0
N
1
R(τ)
1 N
0
τ 0 τ 0
第2章调制解调

通信系统原理第2章

2014/7/15
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19
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2.1.2 信号的功率谱密度和能量谱密度
1．帕斯瓦尔（Parseval）定理对于能量信号，在时域中计算的信号总能量，等于在频域中计算的信号总能量。即：
1 E = f (t )dt F （ ) df 2
2 2

能量谱密度定义：
G( f ) F ( f )
2
单个矩形脉冲的能量谱密度为：
G( f ) E Sa f ( E )2 Sa 2 f
2
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2.1.2 信号的功率谱密度和能量谱密度
例：求周期为 T 、脉宽为、幅度为 E 的周期性矩形脉冲的功率谱密度。解：根据前面计算结果
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2.1.1 信号的频谱和频谱密度
指数傅里叶级数表示式： E sin nt 2 E Cn Sa n 2
T nt 2 T
Cn
(a )
0
5

n
-1
0
5

(b)
图2-2 周期信号的双边幅度谱和相位谱（ a）双边幅度谱；（b）双边相位谱
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2.1.1 信号的频谱和频谱密度
各类信号之间的关系：确知的周期信号和随机信号是功率信号；确知的非周期信号可能是功率信号，也可能是能量信号。反过来说，功率信号可以是确知的周期、非周期信号或随机信号，能量信号是非周期信号。
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通信原理课件 ppt

信号与系统之间存在密切的关系。一个系统通常由输入、输出和系统本身组成，而信号则是通过系统传输的物质。系统对信号具有处理、变换和传输等功能。在通信原理中，信号需要通过系统进行传输，因此信号与系统的关系是密不可分的。信号的特性和系统
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射、散射等方式传播，受到地形、建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空气阻力、地面吸收等因素的影响，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、中波、短波等不同频段，不同频段的无线电波具有不同的传播特性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标，表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标，表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信号的过程。
通信原理课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析

通信原理基础知识.ppt

1T
2. 直流分量：
vdc
v(t)
lim
T
2T
v(t)dt
T
周期为T0的周期信号v(t)，
v(t) lim 1 T v(t)dt 1 T0 /2 v(t)dt
T 2T T
T0 T0 / 2
[ ] lim 1 T [ ]dt T 2T T
2021/3/23
时间平均运算符
4/135
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32/135
另一方面，再来考察某一时刻 ti ,噪声电压的取值：
该取值是不唯一的，是一个随机变量。记为: X ti ，
在不同时刻是不同的随机变量，因而可以说随机过程是随机变量随时间变化的过程，或者说随机过程是一簇无穷多个随机变量的集合。记为：
X t, X t1, , X t2, , , X ti, ,
从实验可见，热噪声的变化过程不能用一个（或几个）确定的时间函数来描述，但它可以用一簇无穷多个样本函数来描述。随机过程（如热噪声电压）既是样本的函数，也是时间的函数。热噪声电压表示为：
X t, X t,1, X t,2 , , X t,n ,
简记为： X t x1 t, x2 t, , xn t,
✓ 随机事件域（ Random Event Field）随机事件域 F：由样本空间的全体子集构成。
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✓ 概率事件是随机的。赋予事件一个出现可能性的度量值，称为概率（Probability）。
常由相对频率（Relative frequency）来计算，
P
A
试验中A出现的次数总试验次数
的样本点，记为ξ。
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《通信原理》课件

互联网通信技术及应用
互联网通信技术
01
介绍互联网通信技术的发展历程，包括TCP/IP协议、路由器、
交换机等关键技术的特点和作用。
互联网通信网络
02
介绍互联网通信网络的结构和组成，包括局域网、城域网、广
域网等不同网络的特点和应用。
互联网通信应用
03
介绍互联网通信在各个领域的应用，如电子邮件、即时通讯、
通信协议的标准化组织
国际电信联盟（ITU）
是全球最大的电信标准化组织，负责制定全球电信标准。
Internet工程任务组（IETF）
是负责制定互联网标准的组织，包括TCP/IP协议族和其他互联网相关标准。
电气电子工程师协会（IEEE）
是一个全球性的专业组织，负责制定电气和电子工程领域的标准，包括通信协议标准。
在线视频会议等。
感谢观看
THANKS
信源
产生需要传输的信息，如话筒、摄像头等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人，如扬声器、显示器等。
通信系统的分类
有线通信
利用导线或光缆传输信号，如电话线、光纤等。
模拟通信
传输连续变化的信号，如调频广播。
无线通信
利用电磁波传输信号，如手机、卫星通信等。
数字通信
01
通信协议的分层结构是指将通信协议划分为不同的层次，每个层次都有特定的功能和协议规范。
02
常见的分层结构包括OSI七层模型和TCP/IP四层模型。
OSI七层模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
03
TCP/IP四层模型包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。

通信原理ppt课件

5G技术发展趋势
未来，5G技术将进一步演进，支持更多频段、更高速度和更低延迟，同时将促进更多创新业务的发展。
物联网技术在通信领域的应用与前景
物联网技术在通信领域的应用
物联网技术在智能家居、智能交通、智能医疗等领域的应用不断深化，为人们的生活带来便利。
物联网技术的未来前景
未来，随着技术的不断进步，物联网将进一步扩展应用范围，与人工智能、云计算等技术结合，形成更加智能化的解决方案。
PART 02
模拟通信
REPORTING
模拟通信的基本概念
模拟通信定义
模拟通信是以时间连续的模拟信号表示信息，如语音、视频等。
模拟通信原理
模拟通信通过将信息转化为电流、电压、电磁波等物理量，在传输过程中进行调制和解调，最终还原为原始信号。
模拟通信系统组成
模拟通信系统包括信源、调制器、信道、解调器、信宿等部分。
通信的基本要素
通信的基本要素包括信息源、发送设备、传输介质、接收设备和目的地。
通信系统的组成
发送设备
发送设备是将信息转换为电信号或光信号的设备，如调制器、放大器等。
接收设备
接收设备是将电信号或光信号转换为信息的设备，如解调器、放大器等。
信息源
信息源是指产生信息的源头，可以是各种传感器、计算机、麦克风等。
模拟信号的调制与解调
调制定义
调制是将原始信号转化为适合传输的信号的过程，常见的调制方
式包括调幅、调频和调相。
解调定义
解调是将接收到的调制信号还原为原始信号的过程，与调制相反
。ห้องสมุดไป่ตู้
调制与解调的应用
调制与解调在无线通信、有线通信、卫星通信等领域都有广泛应

通信原理 2 ppt课件

相位调制——如模拟调相（PM），相移键控（PSK），脉位调制（PPM）。
4
通信原理课件
2020/11/14
本章纲要
4.1 幅度调制
1.常规双边带调幅（Amplitude Modulation， AM）
2.双边带抑制载波（Double Sideband－ Suppressed Carrier，DSB－SC）
上边带（USB）：|f|>fc的频率分量
频谱图
下边带（LSB）：|f|<fc的频率分量
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通信原理课件
2020/11/14
Hale Waihona Puke DSB－SC频谱特点
1、上、下边带均包含调制信号的全部信息，在载频处无载波分量，这就是抑制载波的效果；
2、幅度减半，带宽加倍，BDSB＝2fm；
3、线性搬移。
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通信原理课件
2020/11/14
消息信号频谱 3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-200
-150
-100
-50
0
50
DSBSC信号频谱 2
1.5
1
0.5
0
-200
-150
-100
-50
0
50
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通信原理课件
100
150
200
100
150
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例题1 （教材P91习题4-2）
SSB（Single Sideband）
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通信原理课件
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幅度调制
4.1.1 一般原理 1. 概念：用调制信号去控制高频正弦载波的幅

通信原理第2章

• 2. 随机变量的分布函数 • 对于随机试验仅知道它可能出现什么样的随机事件并不重要，重要的是知道这些事件出现的可能性有多大。引入随机变量后，我们不仅关心取什么数为值，更重要的是知道它取某些数值的可能性大小，也就是说，要关心它以多大的概率取某些数为值。
• 设X是一个随机变量，x是任一实数。定义随机变量的分布函数F(x)是X的取值小于或等于x的概率，即 F ( x) = P( X ≤ x) • （2.3-11） • 从定义可知，随机变量X的分布函数F(x) 是在整个实数轴上定义的。F(x)在x处的函数值表示随机变量X在(-∞,x]上取值的概率。
−∞
2. 自相关函数
• 如果两个信号的信号完全相同，此时互相关函数就变成自相关函数
R (τ ) =
∫
∞ −∞
f ( t ) f ( t + τ ) dt
• 3. 归一化相关函数和相关系数 • 归一化自相关函数定义为 R ( τ )
11
R
11
(0 )
• 归一化互相关函数定义为 • 互相关系数定义为
2.4 随机过程
2.4.1随机过程的一般表述随机过程的一般表述
1.随机过程随机过程自然界中事物的变化过程可以大致分成为两类。一类是其变化过程具有确定的形式，或者说具有必然的变化规律，用数学语言来说，其变化过程可以用一个或几个时间t的确定函数来描述，这类过程称为确定性过程。例如，电容器通过电阻放电时，电容两端的电位差随时间的变化就是一个确定性函数。而另一类过程没有确定的变化形式，也就是说，每次对它的测量结果没有一个确定的变化规律，用数学语言来说，这类事物变化的过程不可能用一个或几个时间t的确定函数来描述，这类过程称为随机过程。下面我们给出一个例子：

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∞
s( t ) =
C0 =
1 T0
n = −∞ T0 / 2
∑C
∫
ne
j 2 π nt / T 0
( 2 .2 − 2 )
⋮
− T0 / 2
s ( t ) dt
( 2 .2 − 3 )
(2.2 － 4)
Cn = Cn e
jθ n
－双边谱，复振幅
|Cn| －振幅(幅度谱)， θn－相位谱
第2章确知信号
物理意义：可以看作是用δ函数在 t = t0时刻对f(t)抽样。由于单位冲激函数是偶函数，即有 δ(t) = δ(-t)，所以式(2.2-30) 可以改写成： ∞ f ( t0 ) = ∫ f ( t )δ ( t0 − t )dt (2.2-31) −∞
第2章确知信号
�
δ函数的性质4： δ函数也可以看作是单位阶跃函数的
∆(f)
δ (t )
1
0
t
0
f
第2章确知信号
�
δ函数的性质3：
f ( t0 ) = ∫
∞ −∞
f ( t )δ ( t − t 0 )dt
∞
(2.2-30)
【证】因为
∫
∞
−∞
f ( t )δ ( t − t0 )dt = f ( t0 )∫ δ ( t − t0 )dt = f ( t0 )
−∞
�
频谱密度的定义： ∞ − j 2π f t S ( f ) = s ( t ) e dt 能量信号s(t) 的傅里叶变换： ∫−∞
j 2π f t s ( t ) = S ( f ) e df S(f)的逆傅里叶变换为原信号： ∫
−∞ ∞
� �
S(f)和Cn的主要区别：
� �
S(f)是连续谱，Cn是离散谱； S(f)的单位是V/Hz，而Cn的单位是V。
∫
T/2
−T / 2
s ( t )e
dt =
∫
1
0
sin( π t )e − j 2πnt dt =
−2 π ( 4n 2 − 1 )
−2 ∞ 1 j 2 π nt s( t ) = e ∑ π n = −∞ 4 n 2 − 1
由于此波形为偶函数，故其频谱为实函数。
第2章确知信号
�
2.2.2 能量信号的频谱密度
1 2 2 an + bn 2
1. 实信号可以表示成包含直流分量C0、基波(n = 1时)和各次谐波 (n = 1, 2, 3, …)。 2. 实信号s(t)的各次谐波的振幅等于 3. 实信号s(t)的各次谐波的相位等于
2 2 an + bn
θ
称为单边谱。
4. 频谱函数Cn又称为双边谱， |Cn|的值是单边谱的振幅之半。
导数。单位阶跃函数的定义： ��