通信原理的課件

通信原理的課件匯報人：AA2024-01-19CATALOGUE目錄通信基本概念與原理模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)信道與噪聲特性分析無線通信原理與技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢01通信基本概念與原理通信是指信息從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说倪^程，涉及信號的編碼、傳輸和解碼等環(huán)節(jié)。通信定義根據(jù)通信方式不同，可分為有線通信和無線通信；根據(jù)信號性質(zhì)不同，可分為模擬通信和數(shù)字通信。通信分類通信定義及分類信宿接收并處理還原后的信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如揚聲器、顯示器等。解碼器將接收到的信號還原成原始信息，如數(shù)字信號解調(diào)、模擬信號還原等。信道傳輸信號的媒介，如有線信道、無線信道等。信息源產(chǎn)生原始信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如話筒、攝像頭等。編碼器將原始信息轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)男盘栃问剑缒M信號數(shù)字化、數(shù)字信號調(diào)制等。信息傳輸過程通信系統(tǒng)組成與功能信源編碼壓縮信源冗余度，提高傳輸效率，如語音壓縮編碼、圖像壓縮編碼等。調(diào)制與解調(diào)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以便在模擬信道上傳輸，以及將接收到的模擬信號還原為數(shù)字信號，如振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制等。信道編碼增加信號抗干擾能力，保證傳輸可靠性，如差錯控制編碼、擴頻通信等。同步與信道復(fù)用實現(xiàn)收發(fā)雙方時鐘同步以及多路信號在同一信道上的傳輸，如載波同步、位同步、幀同步以及頻分復(fù)用、時分復(fù)用等。02模擬通信系統(tǒng)

模擬信號調(diào)制原理調(diào)制定義將基帶信號（原始信號）變換為已調(diào)信號的過程，目的是使信號適應(yīng)信道傳輸特性，提高信號傳輸效率。調(diào)制方式根據(jù)載波參數(shù)（幅度、頻率、相位）的變化方式，可分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。調(diào)制作用實現(xiàn)頻譜搬移，減小干擾，提高系統(tǒng)抗干擾能力。載波的振幅隨基帶信號變化而變化，但載波的頻率和相位保持不變。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）只傳輸基帶信號的兩個邊帶，載波被抑制。雙邊帶調(diào)幅（DSB）只傳輸基帶信號的一個邊帶，載波和另一邊帶被抑制。單邊帶調(diào)幅（SSB）介于雙邊帶和單邊帶之間的一種調(diào)制方式，既保留了部分載波又傳輸了部分邊帶。殘留邊帶調(diào)幅（VSB）幅度調(diào)制技術(shù)相位調(diào)制（PM）載波的相位隨基帶信號變化而變化，但載波的振幅和頻率保持不變。頻率調(diào)制（FM）載波的頻率隨基帶信號變化而變化，但載波的振幅和相位保持不變。調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系調(diào)頻時相位也必然發(fā)生變化，因此調(diào)頻波也可看作是調(diào)相波的一種特例。在實際應(yīng)用中，由于調(diào)頻波具有更好的抗干擾性能，因此應(yīng)用更為廣泛。角度調(diào)制技術(shù)03數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字信號基帶傳基帶信號的定義與特性基帶信號是未經(jīng)調(diào)制的原始數(shù)字信號，具有低頻分量和直流分量。其特性包括信號波形、頻譜和帶寬等?；鶐鬏斚到y(tǒng)的組成基帶傳輸系統(tǒng)由發(fā)送濾波器、信道和接收濾波器組成。發(fā)送濾波器用于限制信號帶寬，減少干擾；信道是信號的傳輸媒介；接收濾波器用于提取信號并濾除噪聲?；鶐鬏?shù)恼{(diào)制方式基帶傳輸可以采用多種調(diào)制方式，如振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。這些調(diào)制方式通過改變載波的振幅、頻率或相位來傳輸數(shù)字信息。頻帶信號的定義與特性頻帶信號是經(jīng)過調(diào)制后的數(shù)字信號，具有高頻分量。其特性包括信號波形、頻譜和帶寬等，與基帶信號有所不同。頻帶傳輸系統(tǒng)的組成頻帶傳輸系統(tǒng)由調(diào)制器、信道和解調(diào)器組成。調(diào)制器將數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)念l帶信號；信道是信號的傳輸媒介；解調(diào)器將接收到的頻帶信號還原為數(shù)字基帶信號。頻帶傳輸?shù)恼{(diào)制方式頻帶傳輸可以采用多種調(diào)制方式，如正交振幅調(diào)制（QAM）、正交頻分復(fù)用（OFDM）等。這些調(diào)制方式通過改變載波的振幅、頻率和相位等多個參數(shù)來傳輸數(shù)字信息，提高了頻譜利用率和抗干擾能力。數(shù)字信號頻帶傳差錯控制是指在數(shù)字通信系統(tǒng)中采取的一系列措施，用于檢測、糾正和預(yù)防數(shù)據(jù)傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯誤。其目的是提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。差錯控制編碼技術(shù)包括檢錯碼和糾錯碼兩種。檢錯碼用于檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中是否出現(xiàn)錯誤，但不能糾正錯誤；而糾錯碼不僅能檢測錯誤，還能在一定程度上糾正錯誤。常見的差錯控制編碼技術(shù)有奇偶校驗碼、循環(huán)冗余校驗碼（CRC）等。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，可以采用不同的差錯控制策略來應(yīng)對不同類型的錯誤。例如，對于隨機錯誤，可以采用前向糾錯（FEC）技術(shù)，通過在發(fā)送端添加冗余信息來糾正接收端檢測到的錯誤；對于突發(fā)錯誤，可以采用自動重傳請求（ARQ）技術(shù)，通過反饋信道請求發(fā)送端重新發(fā)送出錯的數(shù)據(jù)包。差錯控制的基本概念差錯控制編碼技術(shù)差錯控制策略差錯控制技術(shù)04信道與噪聲特性分析信道是通信系統(tǒng)中傳輸信息的媒介，它提供了信號從發(fā)送端到接收端的傳輸路徑。根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同，信道可分為有線信道和無線信道兩大類。有線信道包括雙絞線、同軸電纜、光纖等；無線信道包括地波、天波、空間波等。信道定義及分類信道分類信道定義信道容量與香農(nóng)定理信道容量信道容量是指在給定條件下，信道能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?，它反映了信道的傳輸能力。香農(nóng)定理香農(nóng)定理給出了在給定信噪比條件下，信道容量的計算公式，為通信系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。噪聲來源通信系統(tǒng)中的噪聲來源多種多樣，包括熱噪聲、散彈噪聲、宇宙噪聲等。此外，還有人為因素產(chǎn)生的噪聲，如工業(yè)干擾、電氣干擾等。噪聲影響噪聲會對通信系統(tǒng)的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如降低信號質(zhì)量、增加誤碼率等。因此，在通信系統(tǒng)設(shè)計中需要充分考慮噪聲的影響，并采取相應(yīng)的措施進行抑制。噪聲來源及影響05無線通信原理與技術(shù)電磁波是一種橫波，其電場和磁場振動方向相互垂直，且與傳播方向垂直。電磁波基本概念電磁波傳播方式電磁波傳播特性電磁波在自由空間中傳播時，其能量以球面波的形式向外擴散。電磁波在傳播過程中會受到衰減、散射、折射、反射、衍射等多種影響。030201電磁波傳播特性將信源產(chǎn)生的信息信號轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)男盘?，并完成信號的放大和調(diào)制。發(fā)射機提供信號傳輸?shù)耐?，包括無線信道和有線信道兩種類型。信道接收信道中傳輸?shù)男盘?，并進行放大、解調(diào)等處理，還原出原始的信息信號。接收機無線通信系統(tǒng)組成模擬調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制技術(shù)多址技術(shù)擴頻技術(shù)無線傳輸技術(shù)通過改變載波的幅度、頻率或相位來傳輸模擬信號，如AM、FM等。允許多個用戶共享同一信道進行通信，如FDMA、TDMA、CDMA等。將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號進行傳輸，如ASK、FSK、PSK等。通過擴展信號的頻譜來提高抗干擾能力和保密性，如直接序列擴頻、跳頻擴頻等。06現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成包括光源、光纖、光檢測器等部分，實現(xiàn)信號的發(fā)送、傳輸和接收。光纖通信技術(shù)應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電話、電視、計算機網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，是現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要傳輸手段。光纖傳輸原理利用光的全反射原理，通過光纖傳輸信息，具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強等優(yōu)點。光纖通信技術(shù)利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。衛(wèi)星通信原理由衛(wèi)星、地球站、跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)等組成。衛(wèi)星通信系統(tǒng)構(gòu)成廣泛應(yīng)用于軍事、民用等領(lǐng)域，如電話、電視、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｐl(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用衛(wèi)星通信技術(shù)03移動通信技術(shù)應(yīng)用廣泛應(yīng)用于手機通信、無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域，是現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要組成部分。01移動通信原理利用無線電波在空間的傳播實現(xiàn)信息的交換，具有移動性、靈活性和便捷性等優(yōu)點。02移動通信系統(tǒng)構(gòu)成包括移動臺、基臺、移動交換局等部分，實現(xiàn)信號的發(fā)送、接收和交換。移動通信技術(shù)123具有更高的數(shù)據(jù)