樊昌信版通信原理课件

樊昌信版通信原理课件目录绪论信号与频谱信道与噪声模拟调制系统数字调制系统信道编码与差错控制同步原理01绪论010203通信系统定义通信系统是实现信息传输与交换的系统的总称，它由发送端、传输媒介和接收端组成。信息与信号信息是通信的实质，信号则是信息的载体，用于传输信息。通信目的通信的主要目的是传递信息，使接收端能够获得发送端所表达的思想、知识或图像。通信系统的基本概念负责将信息转换为可传输的信号，包括信源编码、调制等过程。发送端传输媒介接收端负责传输信号，如无线电波、光纤等。负责将传输的信号转换为信息，包括解调、解码等过程。030201通信系统的组成03卫星通信、移动通信与光纤通信根据应用场景的不同，通信系统可分为卫星通信、移动通信和光纤通信等。01有线通信与无线通信根据传输媒介的不同，通信系统可分为有线通信和无线通信。02模拟通信与数字通信根据信号形式的不同，通信系统可分为模拟通信和数字通信。通信系统的分类02信号与频谱按照不同的特性，信号可以分为连续信号和离散信号、确定性信号和随机信号、周期信号和非周期信号等。信号的分类信号的特性包括幅度、频率和相位等，这些特性决定了信号的形状、能量和传播方式。信号的特性信号的分类与特性频谱分析的概念频谱分析是对信号进行频率分解的过程，将信号表示为不同频率分量的叠加。频谱分析的方法频谱分析的方法包括傅里叶变换、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换等。信号的频谱分析调制是将低频信号加载到高频载波上，解调则是从高频信号中提取出低频信号的过程。常见的调制方法有调幅、调频和调相，解调方法有相干解调和非相干解调。信号的调制与解调调制与解调的方法调制与解调的概念03信道与噪声有线信道和无线信道，恒参信道和随参信道，调制信道和非调制信道等。信道分类信道的带宽、衰减、时延和噪声等特性对信号传输质量的影响。信道特性信道的分类与特性香农公式信道容量是信道能够传输的最大信息量，香农公式给出了信道容量的计算方法。传输速率限制根据信道容量和信号质量要求，合理选择传输速率，以保证信号传输的质量和可靠性。信道容量与传输速率加性噪声和乘性噪声，白噪声和有色噪声等。噪声分类无线通信中的多径干扰、同频干扰和邻频干扰等，有线通信中的串扰和地线干扰等。干扰来源采用抗干扰技术，如扩频、跳频、抗干扰编码等，以提高信号的抗干扰能力。抗干扰措施信道中的噪声与干扰04模拟调制系统调制的概念与分类调制概念调制是将低频信号（基带信号）附加到高频载波信号上，使其成为适合传输的信号。调制分类调制分为模拟调制和数字调制，模拟调制包括调幅、调频和调相，数字调制包括振幅键控、频率键控和相位键控等。

调幅系统调幅定义调幅是利用载波信号的振幅随基带信号变化的一种调制方式。调幅原理调幅是将基带信号的幅度变化叠加到载波信号的幅度上，形成调幅波。调幅应用调幅广泛应用于广播、电视、无线通信等领域。调频是利用载波信号的频率随基带信号变化的一种调制方式。调频定义调频是将基带信号的幅度变化转化为载波信号的频率变化，形成调频波。调频原理解调是将已调频信号还原为基带信号的过程，常用的解调方法有鉴频法、相位鉴频法等。解调方法调频系统与解调05数字调制系统二进制频率键控调制原理通过改变载波的频率，将二进制信息加载到载波信号上。二进制相位键控调制原理通过改变载波的相位，将二进制信息加载到载波信号上。二进制振幅键控调制原理通过改变载波的振幅，将二进制信息加载到载波信号上。二进制数字调制原理123通过改变载波的振幅，将多进制信息加载到载波信号上。多进制振幅键控调制原理通过改变载波的频率，将多进制信息加载到载波信号上。多进制频率键控调制原理通过改变载波的相位，将多进制信息加载到载波信号上。多进制相位键控调制原理多进制数字调制原理最大似然序列估计法根据接收到的信号序列，通过最大似然准则确定发送的数字信号序列。匹配滤波器法利用匹配滤波器对接收到的信号进行滤波处理，以获得最佳的信号检测性能。差分相干解调法利用发送端和接收端之间的相位差进行解调，以获得最佳的信号检测性能。数字信号的最佳接收06信道编码与差错控制差错控制为了降低数字通信系统中的差错概率，提高数据传输的可靠性，需要进行差错控制。差错类型常见的数字通信系统中的差错类型包括随机差错和突发差错。随机差错是指单个比特发生错误的概率较大，而突发差错是指多个比特同时发生错误的概率较大。差错控制方式差错控制方式包括前向纠错、反馈校验和混合纠错等。前向纠错是指接收端能够自动纠正传输过程中发生的差错；反馈校验是指接收端通过反馈信息请求发送端重新发送数据；混合纠错是指结合前向纠错和反馈校验两种方式进行差错控制。差错控制的基本概念线性分组码的基本概念01线性分组码是一种纠错码，它将K个信息比特编成N个比特，其中N>K，并利用N-K个校验位来检测和纠正传输过程中的错误。线性分组码的编码原理02线性分组码的编码过程是将K个信息比特通过线性组合生成N个比特，其中N-K个比特为校验位。通过选择合适的线性组合系数，可以构造出具有不同纠错能力的纠错码。线性分组码的解码原理03线性分组码的解码过程是通过校验矩阵和接收到的N个比特之间的线性关系，计算出每个比特的错误位置和错误值，从而实现纠错。线性分组码循环码的基本概念循环码是一类重要的纠错码，其编码后的码字具有循环移位的性质。循环码具有较低的编码复杂度和较好的纠错性能，因此在数字通信系统中得到了广泛应用。循环码的编码原理循环码的编码过程是将K个信息比特通过有限域上的多项式进行编码，生成N个比特。循环码的编码器可以看作是一个线性反馈移位寄存器，通过选择合适的反馈系数可以构造出具有不同纠错能力的纠错码。循环码的解码原理循环码的解码过程是通过接收到的N个比特之间的循环移位关系，计算出每个比特的错误位置和错误值，从而实现纠错。循环码的解码器通常采用硬判决或软判决的方法进行错误检测和纠正。循环码07同步原理载波同步010203载波同步是通信系统中的重要概念，它使得接收端能够与发送端的载波信号保持一致，从而正确解调出所传输的信息。载波同步的方法包括：通过接收到的信号中提取载波成分，或者在发送端将载波信号与信息信号一起调制，然后在接收端通过相干解调来恢复载波。载波同步的目的是确保接收端能够正确地解调出所传输的信息，并减少由于载波频率或相位偏差所引起的误差。位同步的方法包括：通过在发送端插入特定的位同步信号，或者在接收端采用滤波器来提取位同步信号。位同步的目的是确保接收端能够准确地检测出每一位信息，并减少由于位定时偏差所引起的误差。位同步是通信系统中的另一个重要概念，它使得接收端能够准确地检测出发送端发送的每一位信