数字通信原理图文 (1)
通信原理1
通信原理11.1 差不多概念1、通信：通信确实是异地间人与人、人与机器、机器与机器进行信息的传递和交换。
通信的目的在于信息的传递和交换。
2、信息：信息是人类社会和自然界中需要传递、交换、储备和提取的抽象内容。
由于信息是抽象的内容，为了传递和交换信息，必须通过语言、文字、图像和数据等将它表示出来，即信息通过消息来表示。
3、消息：消息是信息的载荷者。
消息有不同的形式，例如语言、文字、符号、数据、图片等。
4、信号：信号是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。
信号是消息的载体，是表示消息的物理量。
5、通信系统：我们把实现信息传输过程的全部设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。
1.2 通信系统模型1、一样模型我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。
以点对点通信为例，通信系统的一样模型如图1-1所示。
图1-1通信系统的一样模型发送设备的作用一方面是把信息转换成原始电信号。
该原始电信号称为基带信号；另一方面将原始电信号处理成适合在信道中传输的信号。
信道是指信号传输通道，按传输媒介的不同，可分为有线信道和无线信道两大类。
接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码等。
它的任务是从带有干扰的接收信号中复原出相应的原始电信号，并将原始电信号转换成相应的信息，提供给受信者。
2、模拟通信系统模型传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。
如图 l-2 所示。
图1-2 模拟通信系统模型变换器将语音信息变成电信号〔模拟信源〕，然后电信号经放大设备后能够直截了当在信道中传输。
为了提高频带利用率，使多路信号同时在信道中传输，原始的电信号〔基带信号〕一样要进行调制才能传输到信道中去。
调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直截了当传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，通过调制后的信号称为已调信号。
在接收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。
3、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
多进制数字调制系统PPT课件(通信原理)
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8PSK信号点
14
在L=8 的5种信号星座图可以看 出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信 号状态点之间的最小距离为2 的情况下,(4)方案所用的平 均信号功率最小.
15
1
6.4.1 MASK
L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值 的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构 很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与 二电平的相同.
2
A(t)
×
x(t)
A(t)
BPF
× LPF 抽样判决
… 门限电平
每个四进制码元又被称为双比特码元
ab
(A方式) (B方式)
00 10 11 01
0° 90° 180° 270°
225° 315° 45° 135°
8
10
01
11
11
00
参考相位
参考相位
00
10
01
QPSK信号的矢量图
9
a
×
输入
串/并变换
-π/2
b
×
输出
+
调制
×
LPF
抽样判决
a
-π/2
并/串
×
多进制数字调制系统
特点 1. 在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒2N b/s 2. 在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度， 会增加码元的能量，并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响。 3. 在相同的噪声下，多进制数字调制系统 的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。
数字通信原理与技术(一)
因此，调制和解调原理是通信原理所包含的最基本的 内容。
注意：一个信息传输系统是模拟式的还是数字式的，不是根据被传输的 信息信号，而是根据信道中传输的信号是模拟的还是数字的来决定。
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第一 章 绪 论
11..11 信信息息与与信信息息传传输输
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第一 章 绪 论
11..11 信信息息与与信信息息传传输输
11..22 通通信信系系统统的的组组成成及及各各部部分分作作用用
11..33 调调制制与与解解调调
11..44 通通信信系系统统的的主主要要性性能能指指标标
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1.2 通信系统的组成及各部分作用
经济性 成本
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一、模拟通信系统性能指标
•有效性 •可靠性
通过有效传输带宽Ｂ来衡量 通过接收端输出信噪比来衡量
有效性：用被传输的信息信号所占用的信道有效传输带 宽来衡量。
同一信息信号，采用的调制方式不同，其占用的有效传 输带宽也不同。调幅方式比调频方式所需要的有效传输带宽 窄，因此调幅的有效性比调频高。
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二、数字通信系统性能指标
1 、 有效性 用数字信号的传输速率来衡量
① 码元速率：每秒钟传送的码元数目。RB 波特（B） RB=1/Tb ，与采用的进制数无关； Tb ：码元间隔
② 信息速率：每秒钟传送的信息量。Rb 比特/秒( bit/s) 与码元采用的进制数N有关。
11..44 通通信信系系统统的的主主要要性性能能指指标标
数字基带传输系统PPT课件(通信原理)
,最高频带利
设系统频带为W (赫), 则该系统无码间 干扰时的最高传输速率为2W (波特)
21
当H(ω)的定义区间超过
时,满足
奈奎斯特第一准则的H(ω)不只有单一的解.
22
将
圆滑处理(滚降),只要
对W1呈奇对称,则 一准则.
满足奈奎斯特第
滚降因数
23
按余弦滚降的 表示为
当α=1时, 带宽比α=0加宽一倍, 此时,频带利用率为1B/Hz 24
译码:V是表示破坏极性交替规律的传号,V是破坏点,译码时,找 到破坏点,断定V及前3个符号必是连0符号,从而恢复4个连0码, 再将-1变成+1,便得到消息代码.
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5.3 基带脉冲传输与码间干扰
基带系统模型
d(t)
GT（ω）
C（ω） s(t)
发送滤波器 传输信道
发送滤波器输入
r(t)
+ GR（ω）
破坏极性交替
AMI码含有冗余信息，
规律
具有检错能力。
缺点 与信源统计特性有关，功率谱形状 随传号率（出现“1”的概率）而变化。
出现连“0”时，长时间不出现电平 跳变，定时提取困难。
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归一化功率谱
P=0.5 P=0.4
HDB3 AMI
1
fT
能量集中在频率为1/2码速处,位定时频率(即码速频率)分量 为0,但只要将基带信号经全波整流变为二元归零码,即可得 12 位定时信号.
第k个接收 基本波形
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码间干扰
随机干扰
5.4 无码间干扰的基带传输特性
基带传输特性
识别
h(t) 为系统
的冲激响应
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当无码间干扰时, 对h(t)在kTs抽样,有:
数字通信原理
数字通信原理第一章概述一、通信及通信系统的构成1、概念2、构成二、信息、信号及分类1、信息：用来排除不定性的东西。
2、信号：是用来携带信息的载体。
3、信号分类：模拟信号：强度的取值随时刻连续变化，取值个数无限。
数字信号：强度参量的取值是离散变化的，取值个数有限。
PAM信号是模拟信号。
（时刻上离散，但幅度取值不是有限个。
）三、模拟通信和数字通信四、数字通信的特点及性能指标1、特点：（1）抗干扰能力强，无噪声积存（2）便于加密处理（3）利于采纳时分复用实现多路通信（4）设备便于集成化、小型化（5）占用频带宽2、性能指标：信息传输速率（bit/s）：每秒钟传输的信息量。
有效性指标符号传输速率（Bd）：单位时刻内传输码元的数目。
频带利用率：单位频带内的传输速率。
误码率：在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。
可靠性指标抖动：是指数字信号码相关于标准位置的随机偏移。
M进制信号与二进制信号码元数n的关系为：M = 2n因此，信息传输速率与符号传输速率的关系是：Rb = NB·M2log式中：Rb 为信息传输速率。
NB为符号传输速率。
M为码元（或符号）的进制数。
例如：四进制码元序列符号传输速率2000Bd，其信息传输速率为多少？Rb = NB· log2M= 2000×log24= 4000 bit/s用来衡量数字通信系统传输效率（有效性）的指标应当是单位频带内的传输速率。
误码率（平均误码率）P e = ∞→N lim Nn传输总码数发生误码个数第二章 语声信号数字化编码第一节 差不多概念A/D 变换 抽样：是将模拟信号在时刻上离散化的过程。
量化：是将信号在幅度上离散化的过程。
编码：是将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。
D/A 变换：译码、滤波（低通）第二节 PCM 编码一、抽样1、抽样定义及实现的电路模型)(t f s = )(t f ×)(t S T2、抽样定理（能判定信号的类型，确定抽样频率的大小，画出频谱图）（1） 低通型信号：是指低端频率从0或某一频率0f 到某一高限频率M f 的带限信号，并有0f 〈M f －0f 的限定条件。
数字通信原理课件第二章
的BPF的输入端，测
dB -30 -40
出各个输出端的平均
值，即可画出功率谱 密度特性曲线。
-80
62.5 250 500 Hz
3. 语音信号的动态范围 语音信号的动态范围定义为：
Pmax L 10 lg Pmin
dB
（5）
式中，Pmax，Pmin分别是语音信号的最大、最小 功率。
字与原单字数的百分比，一般称之为单字清晰度，
简称清晰度。
3. 自然度 把语音经过通信系统传到对方并转换成语音信号 后，在收话端由几个人收听其与原来所发的语音
在音色上的相似程度，或由收听者来判断发话人
是谁来衡量。通常，利用四级评分法（最好、较 好、较差、最差）来区别优劣程度。此评分法称 为自然度。
2.2.1 PCM的概念
图2.3 连续信号抽样示意图
图2.4 抽样器及抽样波形示意
图2.5 相乘器抽样模型
图2.6 开关函数
2. 抽样定理 一、定理 设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fM。
如果用时间间隔为TS≤1/2fM的开关信号对f(t)进 行抽样，则f(t)就可被样值信号fS(t)=f(nTS) 来 唯一地表示。或者说，要从样值序列无失真地 恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为
也大。 b. 实现方法：压缩扩张技术。 c. 压缩扩张技术的要点：在发送端对输入量化器的
信号先进行压缩处理，在
接收端再进行相应的扩张
（S/Nq）dB下降的分贝数。
（2）Xe>0.1 这一段可以认为是大信号区。在这一段量化信 噪比主要由过载量化噪声所决定。
当Xe>0.1时，（S/Nq）dB与编码位数 l 无关。
适用于信号分布范围较小，并且分布均匀的场 合。
通信原理
信息，因此仅传输一个边带即可，这就是单边带调制(SSB)
单边带调制（SSB）：
产生 SSB 信号的方法有两种：滤波法和相移法。
移相法：
sSSB (t )
1 2
m(t )
c osct
1 2
mˆ (t)
sin
ct
mˆ (t )是m(t )的希尔伯特变换
若保留上边带，则有
sUSB (t)
1 2
Am cos(C
缺点：
需要更宽的传输带宽 （如一路模拟话音为 4KHz, 数字话路为 64kHz 带宽）数字通信的
优点以带宽为代价；需要复杂的同步系统
3 通信系统主要性能指标
通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性
有效性：在给定带宽条件下，能够传输更多的消息。
指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”
AM
PS PAM
m2 t A02 m2 t
当|m(t)|max = A0 时（100％调制），调制效率最高，这时 ηmax ＝ 1/3 双边带调制（DSB）：
时域表示式：无直流分量 A0 sDSB (t ) m(t ) cosct
频谱：无载频分量
SDSB ()
1 [M 2
(
c )
M
(
mo2 (t) no2 (t)
制度增益定义： G S0 / N0 Si / Ni
式中输入信噪比 Si /Ni 的定义是：
Si Ni
解调调器输入已调信号平均功率 解调调器输入噪声的平功率
s
2 m
(t
)
ni2 (t)
DSB 调制系统的制度增益为 2。SSB 调制系统的制度增益为 1