通信对抗原理第1章 绪论
通信原理PPT课件
– 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
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CP 第一章 绪论
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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。
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1第一章 通信绪论
图1-1是通信系统的基本模型，能反映各种通信系统的 共性。有时根据通信系统研究对象或关心问题的不同，会 出现一些更具体的通信系统的模型。比较常见的有模拟通 信系统模型和数字通信系统模型两种。
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1.3 信道及信道容量
所有电路和传输介质可以用一个可以进行数字序列变换的信道 加以概括，此信道称为编码信道。 调制信道和编码信道的示意图如图1-6所示。另外，根据研究 对象和关心问题的不同，也可以定义其他形式的广义信道编码器输 出调制器发转换器传输介质收转换器解调器译码器输入调制信道编 码信道
图1-1中，信源的作用是产生或形成消息。消息有许多种类型， 如语言、文字、图像、数据等。从时间上看，消息有连续消息和离 散消息两种，前者如语言，活动图像等；后者如电报，数据等。
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1.1 通信系统的基本概念来自发送设备的作用是将消息变换为适合在信道中传送的 信号。变换的方式很多，有时可以将信号直接在信道中传 送，有时需将信号的频谱进行搬移，有时需进行A/D转换等。 通常将信号分为两类：当信号的波形和取值均为时间的连 续函数时，称为模拟信号；当信号的波形和取值均为时间 的离散函数时，则称为数字信号。
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1.1 通信系统的基本概念
1.1.2 通信系统的模型
通信系统是指完成通信这一过程的全部设备、软件和传输媒介 的总称。需要指出的是：通信软件在现代通信系统中的地位越来越 重要，甚至可以替代传统通信系统中的硬件电路，使通信系统的功 能变得更强大，支撑的业务更多，可靠性更高，设备体积更小巧。 因此，在定义通信系统的概念时，应加入通信软件这一关键内容。 图1-1所示为通信系统的基本模型。
电子科技大学通信原理李晓峰版课件-第1章绪论
信息的度量与性质
信息的度量
除了信息量之外，还有其他一些度量信息的方法，如冗余度、互信息等。冗余度衡量了信息中重复内容的多少， 而互信息则表示两个随机变量之间的相关性。
信息的性质
信息具有可压缩性、可加性和不确定性。可压缩性意味着可以通过编码技术减少信息的位数；可加性意味着多个 信息源的信息可以合并；不确定性则与信息的不确定性有关。
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信息论基础ห้องสมุดไป่ตู้
信息量的定义与计算
信息量的定义
信息量是衡量信息多少的量，通常用熵来表示，熵是系统不 确定性的量度。在通信中，信息量用来衡量传输的信号所包 含的信息量大小。
信息量的计算
信息量的计算基于概率论，通过计算随机变量的不确定性来 得出信息量。在离散随机变量中，信息量等于各个事件发生 的概率的对数之和；对于连续随机变量，信息量等于概率密 度函数的积分对数的面积。
电子科技大学通信原理李 晓峰版课件-第1章绪论
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目 录
• 通信系统概述 • 信号与信道 • 信息论基础 • 通信原理的发展历程
01
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通信系统概述
通信系统的基本组成
信息源
产生需要传输的信息 ，如声音、图像、文 字等。
发送设备
将信息转换为适合传 输的信号形式，如调 制器、编码器等。
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传输速率
单位时间内传输的信息量，单 位为比特/秒（bps）。
误码率
传输过程中出现错误的概率， 单位为比特/千比特（bit/kb
）。
频带利用率
单位频带内传输的信息量，单 位为比特/秒/赫兹（bps/Hz
）。
通信原理第一章
任何人、任何时候在任何地方以任意的方式进行通信。
1.1.1 通信系统的一般模型（主要培养全局系统的概念） 通信: 从一地向另一地传递和交换信息。
通信系统：实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质基于点与点之间的通信系统的模型用图1 -1 来描述。
送设备信道接收设备受信者噪声源接收端信息源：消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为基带信号。
包括：电话机、电视摄像机和电传机、计算机等。
前者是模拟信源，输出模拟信号；后者是数字信源，输出数字信号。
发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，比如：放大、调制、编码等等； 信道：指传输信号的物理媒质。
包括：大气（自由空间）、明线、电缆或光纤。
模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号。
数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。
通信系统分为模拟通信系统+数字通信系统。
1. 模拟通信系统模型图1-4 模拟通信系统模型信息源调制器信道解调器受信者噪声源课程重点调制器：原始基带信号变换成适合信道传输的信号；从信号与系统的角度：调制器=频带搬移。
调制后的信号称为已调信号、频带信号。
已调信号有三个基本特征：一：携带有完整的基带信息二：适合在信道中传输三：信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称频带信号。
信道编译码 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”。
接收端的信道译码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。
作用：提高通信系统抗干扰能力。
数字调制与解调 把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号。
基本的数字调制方式有振幅键控ASK、频移键控FSK、绝对相移键控PSK、相对（差分）相移键控DPSK。
通信原理第1章
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xM
所包含的信息量分别为
log2 P(x1) ， log2 P(x2 ) ， ， log2 P(xM )
其他分类方式：
同步通信和异步通信
专线通信和网通信
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第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
度量信息量的原则
能度量任何消息，并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关
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第1章 绪论
1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型
模拟信号和数字信号
模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克 风输出电压：
0
t
(a) 话音信号
0
t
(b) 抽样信号
图1-2 模拟信号
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第1章 绪论
数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电 报信号、计算机输入输出信号：
学时 56(6学时实验)
先修课程 《信号与系统》《高频电子线路》等
后续课程《数据通信》、《微波技术》、《光纤通信》
等
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课程的基本内容
信道 同步
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通信原理
第1章 绪论
1.1 通信的基本概念 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类与通信方式 1.4 信息及其度量 1.5 通信系统主要性能指标 1.6 小结
尔实验室共同发明了晶体管。 1958年，Robert Noyce发明了第一块以硅为材料制作的集成电路（IC
Integrated Circuit) 5.电视 Philo T.Farnsworth于1928年，Vladimir K.Zworykin于1929年分别发明
通信原理—绪论1讲精品
小结
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第1章 概论
电子技术系
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电子技术系
目标要求
通信系统概述 概述 通信系统组成 通信系统分类 通信方式 信息及其度量 主要性能指标 信道
基本要求
了解通信的发展；
掌握消息、信息、信号的定义； 掌握数字通信的概念，理解数字通信的优点； 掌握数字通信系统模型及其主要性能指标； 掌握信道模型，并会分析信道特性对信号传输
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电子技术系
通信系统概述 概述 通信系统组成 通信系统分类 通信方式 信息及其度量 主要性能指标 信道
什么是通信？
异地间人与人、人与机器、机 器与机器进行信息的传递和交换。
小结
9/1/2019
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电子技术系
通信的发展
通信系统概述 概述 通信系统组成 通信系统分类 通信方式 信息及其度量 主要性能指标 信道
麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831～1879)英国物
理学家
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电子技术系
通信的发展
通信系统概述
概述
通信系统组成 通信系统分类
通信方式
信息及其度量
主要性能指标 信道 小结
赫兹 （1857-1894）德
国物理学家
9/1/2019
赫兹对人类最伟大的贡献是 用实验证实了电磁波的存在
1888年，成了近代科学 史上的一座里程碑。赫兹 的发现具有划时代的意义， 它不仅证实了麦克斯韦发 现的真理，更重要的是开 创了无线电电子技术的新 纪元。为了纪念他在电磁 波发现中的卓越贡献，后 人将频率的单位命名为赫 兹。
通信原理 第五版 第一章 绪论
重复地区
盲区
18101公里
35860Km
12725Km
卫星中继通信示意图
2. 有线
电线（导线、双绞线(也称对称电缆）在300KHz以下）， 同轴电缆（1GHz以下）， 波导（1GHz～300GHz）， 光纤（100THz～10000THz）
通信理论不断完善，通信手段不断发展，通信器件不断更新
三、通信系统组成
1. 基本组成：
信息源 发送设备 传输媒质
噪声与干扰
接收设备
受信者
2. 模拟信号与数字信号 信息信号有两种类型： 模拟信号：是一个时间连续、取值无限的信号； 语音: 300~3400Hz 音乐: 20Hz~20KHz 均属于模拟信号的范畴 图像: 0 ~6 MHz 数字信号: 是一个时间离散、取值有限的信号。
狭义信道
信 源 编 码 信 道 编 码 发 转 换 器 收 转 换 器 信 道 译 码 信 源 译 码
信 源
调 制
媒 质
解 调
信 宿
调制信道 广义信道
图.信道的划分
编码信道
信道
狭义信道
无线信道 有线信道 调制信道
广义信道
恒参信道 随参信道
无记忆编码信道 编码信道 有记忆编码信道
3.信道模型 (1)编码信道: 由于信道对传输信号的影响最终表现为在数字序列 的变化上，即经过信道的输出是否与编码器的输出一致，则译 码器译出的数字信号就以某种概率发生错误，引起误码，它用 数字信号的转移概率表示其信到模型。
通信对抗原理
通信对抗原理1.引言随着科技的发展，通信技术成为现代社会中不可或缺的一部分。
而通信对抗作为一种重要的进攻手段，针对通信系统的软件或硬件漏洞、信号特征等方面进行干扰和破坏，已成为现代战争和安全领域中一项重要的技术。
本文将介绍通信对抗的原理及其应用。
2.通信对抗的种类通信对抗可以分为无源对抗、有源对抗、反正常对抗三种。
无源对抗是利用被动手段获取目标通信信息，在此基础上推断出目标通信系统的结构、性能、异常特征等信息。
有源对抗是通过器材主动产生干扰、迷惑、攻击等行为，伪造信息、截获信息并进行有目的的篡改，以达到制造混乱、破坏、窃密等目的。
反正常对抗则是通过利用目标通信系统的漏洞，以反向的方式影响、破坏目标通信系统的正常运行。
3.通信对抗的原理通信对抗的基本原理是干扰和破坏目标通信的一种方式。
干扰包括对目标通信信号的抑制、干涉、混乱以及信息干扰等，而破坏则是指通过产生假信号、篡改信息、阻止通信等方式来削弱目标通信系统的总体效用。
通信对抗可以运用各种现代科技手段来实现，如电磁脉冲、高能射线、激光束等威力强大的物理干扰手段，以及计算机病毒、网络攻击等数字干扰手段。
4.通信对抗的应用通信对抗在现代战争、安全领域中，发挥着重要的作用。
在战争中，通信对抗可以使敌人的通信系统处于混乱状态，使其无法有效地指挥，破坏其作战计划和部署。
在安全领域中，通信对抗可以帮助提高信息安全防护能力，防止机密信息泄露和非法入侵。
此外，通信对抗还可以应用于网络安全、物联网、卫星通信、人脸识别等领域。
通信对抗作为一种独特的技术手段，具有广泛的应用前景。
5.结语通信对抗是一项强大的进攻手段，其原理在复杂系统中实现。
通信对抗的种类包括无源对抗、有源对抗和反正常对抗。
可以通过物理干扰手段和数字干扰手段实施通信对抗。
通信对抗有着广泛的应用前景，已成为现代战争和安全领域中的重要技术手段。
通信原理 第1章 绪论
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1.1.2 消息、信息与信号-6
■ 基带信号：原始电信号；频谱从零频附近开始， 如语音信号为300－3400Hz，图像信号为0－ 6MHz
■ 频带信号：经过调制后的信号；三个特征，1、 携带信息；2、适合在信道中传输；3、频谱具有 带通形式且中心频率远离零频
模拟信息源 调制器
■ 信号分为两大类：模拟信号和数字信号。
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1.1.2 消息、信息与信号-4
■ 模拟信号（analog signal）：代表信息或 消息的参量连续取值或无穷多个值，且直接 与连续消息相对应。
■ 也称连续信号，这里连续的含义是指代表信息 的参量连续变化，在某一取值范围内可以取无 穷多个值，而不一定在时间上也连续。
■ 4.按传输媒质分类：按传输媒质分，通 信系统可分为有线通信系统和无线通信 系统两大类。
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1.3.1 通信系统的分类-4
■ 5.按工作波段分类：按通信设备的工作频 率不同分为长波通信、中波通信、短波通 信、微波通信、远红外线通信等。
■ 6.按信号复用方式分类：传输多路信号有 三种复用方式，即频分复用、时分复用和 码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法 使不同信号占据不同的频率范围；时分复 用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不 同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲 序列分别携带不同信号。
(a) 二 进 制 双 极 性 信 号
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(b) 2 P S K 信 号
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f (t)
f (nT)
取样后
0 (a) 连续信号
t 0 T 2T
t
(b) 抽样信号（PAM信号）
通信原理复习资料
通信原理复习资料第一章 绪论1.信息的基本概念：消息中所包含的有效内容。
2.信源编码的基本功能：一、提高信息传输的有效性，二、完成A/D 转换。
3.信道编码的目的：增强数字信号的抗干扰能力。
4.数字通信系统模型：信息源→信源编码→加密→信道编码→数字调制→信道→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者(另：噪声源→信道)5.消息中不确定的内容才构成信息；信息量的多少与接收者收到消息是感到的惊讶程度有关。
消息所表达的事件越不可能发生，越不可预测，信息量就越大。
6.消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。
7.信息量的计算：()()x P x P I 22log 1log -== ()b 8.离散信源的熵的计算：()()()iMi ix P x P x H ∑=-=12log ()符号/b9.通信系统主要的性能指标：有效性、可靠性。
有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度，时间间隔)； 可靠性：接收信息的准确度。
10.模拟通信系统的有效性可用有效传输频带/带宽来度量；带宽越小，有效性越好。
11.可靠性通常用接收端解调器输出信噪比来度量；输出信噪比越高，通信质量就越好。
12.数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。
码元传输速率:TR B 1=()B （每个码元的长度为T 秒） 消息信息传输速率：M R R B b 2log = ()s b / （M 表示进制） 频带利用率：()Hz B B R B/=η BR b b =η )/(Hz s b ⋅ 13.数字通信系统的可靠性用差错率来衡量；差错率常用误码率和误信率表示。
误码率：传输总码元数错误码元数=e P 误信率：传输比特元数错误比特数=b P第二章 确知信号1.信号可以分成两类：①能量信号：其能量等于一个有限正值，但平均功率为零；②功率信号：其平均功率等于一个有限正值，但能量为无穷大。
第三章 随机过程（有两个计算题）1.从两个角度来说明随机过程：①随机过程是所有样本函数的集合；②随机过程看作是时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。