《武漢大學(xué)通信原理》課件

《武漢大學(xué)通信原理》ppt課件通信原理概述信號(hào)與系統(tǒng)模擬通信原理數(shù)字通信原理信道編碼與差錯(cuò)控制通信新技術(shù)簡(jiǎn)介目錄CONTENT通信原理概述01信宿接收并使用傳輸?shù)男畔?，如人或?jì)算機(jī)等。接收器接收信道傳輸?shù)男盘?hào)，并將其還原為原始信息，如解調(diào)器。信道傳輸信號(hào)的媒介，如無線電波、光纖等。信源產(chǎn)生需要傳輸?shù)男畔?，如聲音、圖像等。發(fā)送器將信源產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男盘?hào)，如調(diào)制器。通信系統(tǒng)的基本組成利用導(dǎo)線或光纜等物理介質(zhì)傳輸信號(hào)。有線通信利用無線電波傳輸信號(hào)，如手機(jī)、無線路由器等。無線通信利用衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行信號(hào)傳輸。衛(wèi)星通信利用光波在光纖中傳輸信號(hào)。光纖通信通信系統(tǒng)的分類傳輸速率單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝粸楸忍?秒（bps）。誤碼率傳輸過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)與總比特?cái)?shù)的比值。頻帶利用率單位頻帶內(nèi)傳輸?shù)谋忍芈?，反映了頻譜利用率和信號(hào)處理效率。信噪比信號(hào)功率與噪聲功率的比值，反映了通信系統(tǒng)的抗干擾能力。通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)信號(hào)與系統(tǒng)02信號(hào)的分類與表示是通信原理中的基礎(chǔ)概念，涉及到信號(hào)的特性、分類和數(shù)學(xué)表示方法?？偨Y(jié)詞信號(hào)可以根據(jù)不同的特性進(jìn)行分類，如連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)、確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)等。在數(shù)學(xué)上，信號(hào)通?？梢杂脮r(shí)間函數(shù)表示，其值可以是實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)。此外，信號(hào)還可以表示為向量或矩陣形式，以便進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和分析。詳細(xì)描述信號(hào)的分類與表示頻域分析是通信原理中重要的分析方法之一，通過將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，可以更好地理解信號(hào)的頻率特性和頻譜特性?？偨Y(jié)詞頻域分析通過傅里葉變換將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，從而可以觀察到信號(hào)的頻率成分和頻譜特性。頻譜分析有助于理解信號(hào)在不同頻率下的表現(xiàn)和傳播特性，對(duì)于通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要意義。詳細(xì)描述信號(hào)的頻域分析VS系統(tǒng)是通信原理中的重要概念，涉及到系統(tǒng)的分類、數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)性能的分析。詳細(xì)描述通信系統(tǒng)可以根據(jù)不同的特性進(jìn)行分類，如線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、時(shí)不變系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)等。在數(shù)學(xué)上，系統(tǒng)通?？梢杂镁€性微分方程或差分方程表示，其解法包括解析法和數(shù)值法。此外，系統(tǒng)的性能可以通過各種指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，如穩(wěn)定性、傳輸函數(shù)、頻率響應(yīng)等。總結(jié)詞系統(tǒng)的分類與表示模擬通信原理03調(diào)制是將低頻信號(hào)附加到高頻載波上的一種信號(hào)處理方式，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩大類，模擬調(diào)制主要通過連續(xù)的參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，數(shù)字調(diào)制則通過離散的參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。調(diào)制的概念與分類調(diào)制分類調(diào)制概念調(diào)頻是指通過改變載波的頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的過程，調(diào)頻信號(hào)的頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅度變化而變化。調(diào)頻概念調(diào)相是指通過改變載波的相位來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的過程，調(diào)相信號(hào)的相位隨調(diào)制信號(hào)的幅度變化而變化。調(diào)相概念調(diào)頻與調(diào)相振幅調(diào)制概念振幅調(diào)制是將調(diào)制信號(hào)的幅度變化轉(zhuǎn)化為載波信號(hào)的幅度變化，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)囊环N調(diào)制方式。解調(diào)概念解調(diào)是將已經(jīng)調(diào)制的信號(hào)還原為原始信號(hào)的過程，通過解調(diào)可以將載波信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)提取出來。振幅調(diào)制與解調(diào)數(shù)字通信原理04描述數(shù)字信號(hào)隨時(shí)間變化的特性，包括脈沖寬度、幅度和形狀等。數(shù)字信號(hào)的時(shí)域表示通過頻譜分析，描述數(shù)字信號(hào)的頻率成分和特性。數(shù)字信號(hào)的頻域表示將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，涉及到量化誤差和動(dòng)態(tài)范圍。數(shù)字信號(hào)的量化數(shù)字信號(hào)的表示數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型選擇合適的碼型可以提高數(shù)字信號(hào)的傳輸效率和可靠性，如不歸零碼、曼徹斯特碼等。數(shù)字信號(hào)的同步在數(shù)字信號(hào)傳輸過程中，需要保持時(shí)鐘同步，以確保接收端正確解調(diào)數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)的傳輸方式包括基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸?shù)?，每種方式有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)。數(shù)字信號(hào)的傳03數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)調(diào)制和解調(diào)功能的設(shè)備，是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。01數(shù)字信號(hào)的調(diào)制通過調(diào)制技術(shù)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)妮d波信號(hào)，如調(diào)相、調(diào)頻和調(diào)相調(diào)頻等。02數(shù)字信號(hào)的解調(diào)在接收端將已調(diào)制的載波信號(hào)還原為原始的數(shù)字信號(hào)，涉及到同步和失真補(bǔ)償?shù)葐栴}。數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)信道編碼與差錯(cuò)控制0503信道編碼可以分為線性編碼和非線性編碼兩類。01信道編碼是一種通過增加冗余信息來提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的技術(shù)。02它通過在發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，在接收端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，以檢測(cè)和糾正傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。信道編碼的基本概念線性分組碼是一種常用的信道編碼方式，它將輸入的數(shù)據(jù)分為長(zhǎng)度為k的組，并生成長(zhǎng)度為n的碼字。常見的線性分組碼包括漢明碼、奇偶校驗(yàn)碼等。線性分組碼的編碼過程可以通過線性代數(shù)中的矩陣運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，解碼過程則可以通過矩陣運(yùn)算和概率統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。線性分組碼123循環(huán)碼是一類重要的線性碼，其碼字中的每一位都滿足一定的循環(huán)移位關(guān)系。循環(huán)碼的編碼和解碼過程可以通過有限域代數(shù)中的多項(xiàng)式運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，具有較低的復(fù)雜度。常見的循環(huán)碼包括循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）碼、BCH碼等。循環(huán)碼通信新技術(shù)簡(jiǎn)介065G技術(shù)特點(diǎn)5G技術(shù)采用了毫米波頻段、小基站、大規(guī)模天線等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延，同時(shí)提供了更好的信號(hào)覆蓋和容量。5G技術(shù)概述5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，具有高速率、低時(shí)延、大連接數(shù)等優(yōu)勢(shì)，為物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支持。5G應(yīng)用場(chǎng)景5G技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，包括智慧城市、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，為人們的生活和工作帶來了極大的便利。第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）6G是第六代移動(dòng)通信技術(shù)，目前還處于研究階段，但已經(jīng)有一些初步的概念和設(shè)想。6G技術(shù)概述6G技術(shù)將進(jìn)一步拓展頻譜資源，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，同時(shí)將更加注重智能化、安全性和靈活性，以滿足未來更加多樣化的通信需求。6G技術(shù)特點(diǎn)6G技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景將更加廣泛，包括智慧城市、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，將為人們的生活和工作帶來更加美好的未來。6G應(yīng)用場(chǎng)景第六代移動(dòng)通信技術(shù)（6G）展望量子通信是一種基于量子力學(xué)原理的通信方式，具有高度安全性和可靠性的特點(diǎn)。量子通信概