《通信原理》第六版課件第4章

《通信原理》第六版課件第4章目錄contents引言信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ)模擬調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)信道編碼與差錯(cuò)控制通信系統(tǒng)的性能評(píng)估引言01通信系統(tǒng)的基本功能信息傳輸、信號(hào)處理和資源管理。通信系統(tǒng)的分類有線通信和無(wú)線通信，模擬通信和數(shù)字通信等。通信系統(tǒng)模型包括發(fā)送端、傳輸媒介和接收端三個(gè)主要組成部分。通信系統(tǒng)的基本概念掌握數(shù)字調(diào)制的基本原理和技術(shù)，理解調(diào)制解調(diào)器的原理和實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)第4章主要介紹了數(shù)字調(diào)制的基本原理和技術(shù)，包括振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制等。同時(shí)，還介紹了調(diào)制解調(diào)器的原理和實(shí)現(xiàn)方法，以及數(shù)字調(diào)制的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。內(nèi)容概述第4章的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容概述信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ)02周期信號(hào)具有重復(fù)性，而非周期信號(hào)則沒(méi)有。周期信號(hào)與非周期信號(hào)連續(xù)信號(hào)在時(shí)間或空間上連續(xù)變化，而離散信號(hào)則具有間斷性。連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)實(shí)信號(hào)的振幅和相位都是實(shí)數(shù)，而復(fù)信號(hào)則包括實(shí)部和虛部。實(shí)信號(hào)與復(fù)信號(hào)確定性信號(hào)的值可以預(yù)測(cè)，而隨機(jī)信號(hào)的值則無(wú)法預(yù)測(cè)。確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)信號(hào)的分類與特性線性時(shí)不變系統(tǒng)滿足疊加性和齊次性，而非線性時(shí)變系統(tǒng)則不滿足。線性時(shí)不變系統(tǒng)與非線性時(shí)變系統(tǒng)時(shí)域系統(tǒng)描述信號(hào)在時(shí)間上的變化，而頻域系統(tǒng)描述信號(hào)在頻率上的變化。時(shí)域系統(tǒng)與頻域系統(tǒng)因果系統(tǒng)只對(duì)過(guò)去和現(xiàn)在的輸入產(chǎn)生響應(yīng)，而非因果系統(tǒng)則對(duì)未來(lái)的輸入也有響應(yīng)。因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后能夠回到原來(lái)的狀態(tài)，而非穩(wěn)定系統(tǒng)則會(huì)繼續(xù)偏離。穩(wěn)定系統(tǒng)與非穩(wěn)定系統(tǒng)系統(tǒng)的分類與特性通過(guò)分析信號(hào)在時(shí)間上的變化來(lái)研究系統(tǒng)的特性。時(shí)域分析法通過(guò)分析信號(hào)在頻率上的變化來(lái)研究系統(tǒng)的特性。頻域分析法通過(guò)分析信號(hào)在復(fù)頻率上的變化來(lái)研究系統(tǒng)的特性。復(fù)頻域分析法通過(guò)分析離散時(shí)間信號(hào)的變化來(lái)研究系統(tǒng)的特性。離散時(shí)間系統(tǒng)分析法信號(hào)與系統(tǒng)分析方法模擬調(diào)制系統(tǒng)03調(diào)制的概念調(diào)制是將低頻信號(hào)（基帶信號(hào)）附加到高頻載波信號(hào)上，使其成為適合傳輸?shù)男盘?hào)。調(diào)制的分類根據(jù)調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)，調(diào)制可以分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制；根據(jù)載波信號(hào)的相位和幅度變化，調(diào)制可以分為振幅調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）。調(diào)制的概念與分類

線性調(diào)制系統(tǒng)（AM、DSB、SSB）AM（振幅調(diào)制）通過(guò)改變載波信號(hào)的振幅來(lái)反映低頻調(diào)制信號(hào)的幅度變化。DSB（雙邊帶調(diào)制）去除AM信號(hào)中的一個(gè)邊帶，保留了與低頻調(diào)制信號(hào)同頻的邊帶。SSB（單邊帶調(diào)制）去除AM信號(hào)中的兩個(gè)邊帶，只保留一個(gè)與低頻調(diào)制信號(hào)同頻的邊帶。通過(guò)改變載波信號(hào)的頻率來(lái)反映低頻調(diào)制信號(hào)的幅度變化。FM（頻率調(diào)制）通過(guò)改變載波信號(hào)的相位來(lái)反映低頻調(diào)制信號(hào)的幅度變化。PM（相位調(diào)制）非線性調(diào)制系統(tǒng)（FM、PM）數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)042ASK(二進(jìn)制振幅鍵控)通過(guò)改變載波信號(hào)的振幅表示二進(jìn)制信息。二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的振幅來(lái)表示二進(jìn)制信息。在2ASK中，二進(jìn)制信息“0”和“1”通過(guò)不同的振幅表示，例如“0”可以表示為低振幅，“1”可以表示為高振幅。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（2ASK、2FSK、2PSK）012FSK(二進(jìn)制頻率鍵控)02通過(guò)改變載波信號(hào)的頻率表示二進(jìn)制信息。03二進(jìn)制頻率鍵控（2FSK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的頻率來(lái)表示二進(jìn)制信息。在2FSK中，二進(jìn)制信息“0”和“1”通過(guò)不同的頻率表示，例如“0”可以表示為低頻率，“1”可以表示為高頻率。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（2ASK、2FSK、2PSK）2PSK(二進(jìn)制相位移位鍵控)通過(guò)改變載波信號(hào)的相位表示二進(jìn)制信息。二進(jìn)制相位移位鍵控（2PSK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的相位來(lái)表示二進(jìn)制信息。在2PSK中，二進(jìn)制信息“0”和“1”通過(guò)不同的相位表示，例如“0”可以表示為0度相位，“1”可以表示為180度相位。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（2ASK、2FSK、2PSK）多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（MASK、MFSK、MPSK）通過(guò)改變載波信號(hào)的相位表示多進(jìn)制信息。MASK(多相相位移位鍵控)多相相位移位鍵控（MASK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的相位來(lái)表示多進(jìn)制信息。在MASK中，多進(jìn)制信息通過(guò)不同的相位表示，例如在四相相位（QPSK）中，“00”、“01”、“10”和“11”分別表示0度、90度、180度和270度相位。MFSK(多頻頻移鍵控)通過(guò)改變載波信號(hào)的頻率表示多進(jìn)制信息。多頻頻移鍵控（MFSK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的頻率來(lái)表示多進(jìn)制信息。在MFSK中，多進(jìn)制信息通過(guò)不同的頻率表示，例如在四頻頻移鍵控（4FSK）中，“00”、“01”、“10”和“11”分別表示不同的頻率。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（MASK、MFSK、MPSK）要點(diǎn)三MPSK(多相相移鍵控)要點(diǎn)一要點(diǎn)二通過(guò)改變載波信號(hào)的相位表示多進(jìn)制信息。多相相移鍵控（MPSK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變載波信號(hào)的相位來(lái)表示多進(jìn)制信息。在MPSK中，多進(jìn)制信息通過(guò)不同的相位表示，例如在四相相移鍵控（4PSK）中，“00”、“01”、“10”和“11”分別表示0度、90度、180度和270度相位。要點(diǎn)三多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理（MASK、MFSK、MPSK）單擊此處添加正文，文字是您思想的提一一二三四五六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文，單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，為了最終呈現(xiàn)發(fā)布的良好效果單擊此4*25}差分相位移位鍵控（DPSK）是一種數(shù)字調(diào)制方法，通過(guò)改變相鄰符號(hào)之間的相位差來(lái)表示二進(jìn)制信息。在DPSK中，二進(jìn)制信息“0”和“1”通過(guò)不同的相位差表示，例如“0”可以表示為0度相位差，“1”可以表示為180度相位差。通過(guò)改變相鄰符號(hào)之間的相位差來(lái)表示二進(jìn)制信息。差分相位調(diào)制（DPSK）信道編碼與差錯(cuò)控制05信道編碼是在發(fā)送端對(duì)原始信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a，以增加信息在傳輸過(guò)程中的可靠性。信道編碼的目的是在傳輸過(guò)程中檢測(cè)和糾正可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，提高通信系統(tǒng)的可靠性。信道編碼可以分為線性編碼和非線性編碼兩類，其中線性編碼包括分組碼和線性碼等。信道編碼的基本概念線性分組碼的編碼過(guò)程是將k位信息元通過(guò)一個(gè)線性變換轉(zhuǎn)換成n位碼組，其中線性變換的系數(shù)是固定的。線性分組碼的解碼過(guò)程是通過(guò)一定的算法將接收到的n位碼組還原成k位信息元，其中需要用到線性代數(shù)中的知識(shí)。線性分組碼是一種常見(jiàn)的信道編碼方式，其基本思想是將k位信息元編成n位碼組，其中n>k，且滿足一定的線性關(guān)系。線性分組碼

循環(huán)碼循環(huán)碼是一種特殊的線性分組碼，其碼字具有循環(huán)移位的性質(zhì)。循環(huán)碼的編碼過(guò)程是將k位信息元通過(guò)一個(gè)循環(huán)移位轉(zhuǎn)換成n位碼組。循環(huán)碼的解碼過(guò)程也是通過(guò)一定的算法將接收到的n位碼組還原成k位信息元，其中需要用到多項(xiàng)式運(yùn)算和模運(yùn)算等數(shù)學(xué)知識(shí)。卷積碼是一種非線性編碼方式，其基本思想是將信息元經(jīng)過(guò)一系列的移位寄存器和模2加法器進(jìn)行編碼。卷積碼的編碼過(guò)程中，輸入的信息元同時(shí)影響著后面的多個(gè)輸出，這種影響會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸消失。卷積碼的解碼過(guò)程通常采用維特比算法或最大似然算法等算法進(jìn)行解碼，這些算法可以有效地降低誤碼率并提高通信系統(tǒng)的性能。卷積碼通信系統(tǒng)的性能評(píng)估06有效性可靠性實(shí)時(shí)性安全性通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)01020304用數(shù)據(jù)傳輸速率來(lái)衡量，表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。用誤碼率或誤比特率來(lái)衡量，表示傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。用傳輸延遲來(lái)衡量，表示數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所需的時(shí)間。用加密和認(rèn)證等安全措施來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的機(jī)密性和完整性。通過(guò)數(shù)學(xué)模型和公式推導(dǎo)，對(duì)通信系統(tǒng)的性能進(jìn)行理論分析。解析法仿真法實(shí)驗(yàn)法通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，模擬通信系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，評(píng)估其性能表現(xiàn)。通過(guò)實(shí)際搭建通信系統(tǒng)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，獲取性能數(shù)