通信原理課件

通信原理課件本課件將介紹通信原理的基本概念、基本理論和典型應用，幫助你理解通信系統(tǒng)的工作原理，掌握設計和實現(xiàn)通信系統(tǒng)的能力。緒論通信的發(fā)展從古代的烽火傳遞信息，到現(xiàn)代的衛(wèi)星通信、光纖通信，通信技術不斷發(fā)展，深刻改變著人類社會。通信的意義通信技術是現(xiàn)代社會信息化的基石，促進經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和人類生活水平的提高。信號和系統(tǒng)信號的定義信號是信息的載體，可以是電壓、電流、聲波等物理量。系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是處理信號的裝置，可以對信號進行放大、濾波、調(diào)制等操作。系統(tǒng)分類線性系統(tǒng)滿足疊加原理和齊次性原理。非線性系統(tǒng)不滿足疊加原理或齊次性原理。時不變系統(tǒng)系統(tǒng)的特性不隨時間變化。時變系統(tǒng)系統(tǒng)的特性隨時間變化。連續(xù)時間信號和系統(tǒng)連續(xù)時間信號在時間上連續(xù)變化的信號，例如模擬音頻信號。連續(xù)時間系統(tǒng)處理連續(xù)時間信號的系統(tǒng)，例如模擬濾波器。連續(xù)時間傅里葉級數(shù)1周期信號2三角函數(shù)分解3頻率成分4頻譜連續(xù)時間傅里葉變換非周期信號將非周期信號分解為不同頻率的正弦波。頻譜分析通過傅里葉變換可以分析信號的頻率成分和能量分布。采樣及重構采樣將連續(xù)時間信號轉(zhuǎn)換成離散時間信號的過程。重構根據(jù)離散時間信號恢復原始連續(xù)時間信號的過程。離散時間信號和系統(tǒng)離散時間信號在時間上離散的信號，例如數(shù)字音頻信號。離散時間系統(tǒng)處理離散時間信號的系統(tǒng)，例如數(shù)字濾波器。離散時間傅里葉變換周期性離散時間傅里葉變換的結果是周期的。頻譜分析可以分析離散時間信號的頻率成分和能量分布。Z變換離散時間信號的復頻域表示Z變換將離散時間信號從時域變換到復頻域。系統(tǒng)分析Z變換可以方便地分析離散時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性和頻率響應。線性時不變系統(tǒng)線性滿足疊加原理和齊次性原理。時不變系統(tǒng)的特性不隨時間變化。穩(wěn)定系統(tǒng)對有限輸入產(chǎn)生有限輸出。卷積線性時不變系統(tǒng)的基本運算卷積是線性時不變系統(tǒng)輸出與輸入之間的關系。時域分析通過卷積運算可以分析系統(tǒng)的時域特性。頻率響應和脈沖響應頻率響應系統(tǒng)對不同頻率信號的響應特性。脈沖響應系統(tǒng)對單位脈沖信號的響應特性。濾波器低通濾波器通過低頻信號，阻擋高頻信號。高通濾波器通過高頻信號，阻擋低頻信號。帶通濾波器通過特定頻段的信號，阻擋其他頻率信號。帶阻濾波器阻擋特定頻段的信號，通過其他頻率信號。調(diào)制和解調(diào)調(diào)制將基帶信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)念l帶信號。解調(diào)將頻帶信號轉(zhuǎn)換為原始的基帶信號。模擬通信系統(tǒng)1調(diào)制將音頻信號轉(zhuǎn)換為高頻信號。2傳輸通過無線電波或電纜傳輸信號。3解調(diào)恢復原始的音頻信號。數(shù)字通信系統(tǒng)1編碼將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)男盘枴?調(diào)制將編碼后的信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)念l帶信號。3傳輸通過無線電波或電纜傳輸信號。4解調(diào)將接收到的信號轉(zhuǎn)換為編碼后的信號。5解碼恢復原始的數(shù)字信號。信號傳輸?shù)幕驹?發(fā)射機產(chǎn)生信號。2信號通過信道傳輸。3接收機接收信號。信道編碼提高信號抗干擾能力在信號中添加冗余信息，以便在接收端糾正傳輸過程中的錯誤。常見的信道編碼漢明碼、CRC碼、卷積碼等。信道多址技術頻分多址將頻譜分成多個子頻段，每個用戶使用一個子頻段。時分多址將時間分成多個時隙，每個用戶使用一個時隙。碼分多址使用不同的碼序列區(qū)分不同的用戶。擴頻技術抗干擾能力強將信號帶寬擴展，降低信號功率密度，使干擾信號的影響減小。保密性高采用特殊的擴頻碼，使信號難以被截獲和破譯。無線通信系統(tǒng)1蜂窩移動通信將服務區(qū)域劃分為多個小區(qū)，每個小區(qū)有一個基站。2衛(wèi)星通信利用衛(wèi)星作為中繼站，實現(xiàn)地球上不同地點之間的通信。3無線局域網(wǎng)使用無線電波連接多個設備，實現(xiàn)局域網(wǎng)通信。移動通信系統(tǒng)移動電話可以隨時隨地進行通話和數(shù)據(jù)傳輸。移動互聯(lián)網(wǎng)使用移動設備訪問互聯(lián)網(wǎng)。光纖通信系統(tǒng)高帶寬光纖可以傳輸大量的信息。低損耗光纖傳輸信號的損耗非常小。通信網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)全球最大的計算機網(wǎng)絡。移動通信網(wǎng)絡為移動設備提供通信服務。企業(yè)局域網(wǎng)連接企業(yè)內(nèi)部的計算機和其他設備。通信系統(tǒng)綜合設計1需求分析2系統(tǒng)架構設計3硬件設計4軟件設計5測試和優(yōu)化信息論基礎信息熵度量信息的不確定性。信道容量表示信道傳輸信息的最大速率。編碼原理信源編碼壓縮信息，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。信道編碼提高信號抗干擾能力，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。保密通信加密對信息進行加密，使其無法被他人理解。解密使用密鑰將加