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《通信原理第六章》ppt课件目录CONTENTS•引言•通信系统概述•信号与信道•模拟调制系统•数字调制系统•信道编码与差错控制•通信系统的保密与安全01引言课程简介课程名称《通信原理第六章》适用对象通信工程、电子信息工程等专业的学生主要内容介绍通信系统的基本原理、信号传输、调制解调等方面的知识课程目标01020304掌握通信系统的基本原理解调制解调的基本概学会分析和设计通信系提高解决实际通信问题理和信号传输方式念和原理统中的关键模块的能力02通信系统概述通信系统的基本组成发送器接收器将信源产生的信息转换为适合接收信道传输的信号,并将其传输的信号,如调制器还原为原始信息,如扬声器、显示器等信源信道信宿产生需要传输的信息,如话筒、传输信号的媒介,如无线电波、接收并使用信息的设备或人摄像头等光纤等通信系统的分类01020304有线通信系统无线通信系统卫星通信系统数字通信系统利用导线传输信号的系统,如利用无线电波传输信号的系统,利用卫星传输信号的系统,覆传输数字信号的系统,抗干扰电话线、光纤等如手机、无线路由器等盖范围广,通信距离远能力强,传输质量高通信系统的性能指标传输速率频带利用率单位时间内传输的信息量,单单位频带内传输的信息量,越位为比特/秒(bps)高越好误码率信噪比传输过程中出现错误的概率,信号与噪声的比值,越高越好,越低越好影响通信质量03信号与信道信号的分类与特性信号的分类连续信号与离散信号、确定信号与随机信号、模拟信号与数字信号信号的特性幅度、频率、相位、时间信号的频域表示傅里叶变换、频谱分析信道的分类与特性信道的分类01有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道、恒参信道与随参信道信道的特性02带宽、容量、噪声、失真信道的数学模型03理想信道模型与实际信道模型信号通过信道的传01020304信号通过信道的传输方式调信号通过信道传输的失真线信号通过信道传输的干扰同信号通过信道传输的噪声加制传输与基带传性失真与非线性失真频干扰、邻频干扰、互调干扰性噪声与乘性噪声04模拟调制系统调制的概念与分类调制分类调制分为模拟调制和数字调制两大调制概念类,模拟调制是以连续的模拟信号作为输入,输出也是连续的模拟信调制是将低频信号(基带信号)号附加到高频载波信号上,使其成为适合传输的信号形式模拟调制的特点模拟调制具有信号连续、实时性强、抗干扰能力弱等特点,适用于传输模拟信号,如音频、视频等调幅(AM)系统调幅定义调幅特点调幅波的幅度随基带信号的变化而变调幅是一种模拟调制方式,通过改变化,抗干扰能力较弱,但实现简单,载波信号的幅度来传输信息广泛应用于广播、电视等领域调幅原理调幅的基本原理是将基带信号的幅度变化通过乘法器与高频载波信号相乘,得到调幅波调频(FM)系统调频定义调频原理调频特点调频是一种模拟调制方式,通过调频的基本原理是将基带信号的调频波的频率随基带信号的变化改变载波信号的频率来传输信息幅度变化通过一个线性相位滤波而变化,抗干扰能力强于调幅波,器与高频载波信号相乘,得到调但实现复杂度较高,主要用于无频波线电广播、卫星通信等领域调相(PM)系统调相定义调相是一种模拟调制方式,通过改变载波信号的相位来传输信息调相原理调相的基本原理是将基带信号的幅度变化通过乘法器与高频载波信号相乘,同时改变乘法器的相位,得到调相波调相特点调相波的相位随基带信号的变化而变化,抗干扰能力强于调幅波和调频波,但实现复杂度最高,主要用于卫星通信、雷达等领域05数字调制系统二进制振幅键控(2ASK)总结词利用载波的振幅变化来传递二进制信息详细描述二进制振幅键控(2ASK)是一种数字调制方法,利用载波振幅的变化来表示二进制信息在2ASK中,二进制信息通过开关载波的振幅来传递,通常使用高电平表示二进制“1”,低电平表示二进制“0”二进制频移键控(2FSK)总结词利用载波频率的变化来传递二进制信息详细描述二进制频移键控(2FSK)是一种数字调制方法,利用载波频率的变化来表示二进制信息在2FSK中,二进制信息通过改变载波的频率来表示,通常使用两个不同的频率来表示二进制“1”和“0”二进制相移键控(2PSK)总结词利用载波相位的变化来传递二进制信息详细描述二进制相移键控(2PSK)是一种数字调制方法,利用载波相位的变化来表示二进制信息在2PSK中,二进制信息通过改变载波的相位来表示,通常使用两个不同的相位来表示二进制“1”和“0”多进制调制系统总结词利用多个状态来表示多位信息详细描述多进制调制系统是一种数字调制方法,利用多个状态来表示多位信息与二进制调制系统相比,多进制调制系统使用更多的状态来表示信息,因此具有更高的频带利用率和抗干扰能力常见的多进制调制系统包括四相相移键控(QPSK)和正交幅度调制(QAM)06信道编码与差错控制差错控制的基本概念010203差错控制差错类型差错控制方式在数据传输过程中,为了随机错误和突发错误,其自动重传、前向纠错和混降低或消除传输差错,通中随机错误是指单个比特合纠错过一定的编码技术对信息出错,突发错误是指多个进行控制和纠正的过程比特同时出错线性分组码定义将信息码元编成一组,加上一定的校验位,使得1整个码组具有某种确定的数学特性,以便在传输过程中发现或纠正错误分类奇偶校验码、线性分组码等2线性分组码的特点在纠错能力范围内,能够纠正多个比特错误3循环码定义一种特殊的线性分组码,其码元在码组中循环移位仍然是一有效码组特点循环码具有循环特性,即任何一个码组的循环移位后仍为有效码组,这使得解码过程变得简单且高效实现方法通过模2加法运算实现循环码的编码和译码卷积码定义01将输入的信息序列分成k个比特一组,然后编码器将这些k比特组转换成n比特组(nk)的输出序列特点02卷积码具有记忆特性,即编码过程中当前输出的不仅与当前输入有关,还与之前的输入有关这使得卷积码在纠错能力范围内能够纠正多个比特错误解码方法03卷积码通常采用维特比(Viterbi)算法进行解码,该算法能够有效地降低接收端误码率07通信系统的保密与安全信息加密的基本概念信息加密通过特定的算法和密钥将明文信息转换为密文,以保护信息的机密性和完整性加密过程明文信息经过加密算法和密钥的处理,转换为无法直接阅读的密文信息,只有持有解密密钥的人才能将密文还原为明文加密目的保护敏感信息不被非法获取、窃取或篡改,确保通信系统的安全和可靠密码体制的分类与特点密码体制分类对称密码体制对称密码体制和非对称密码体制加密和解密使用相同的密钥,如DES、AES等非对称密码体制特点比较加密和解密使用不同的密钥,如RSA、ECC对称密码体制运算量较小,加密速度快,等但密钥管理困难;非对称密码体制安全性较高,但运算量大,加密速度慢数据加密标准(DES)与AES算法DES算法使用64位密钥和64位明文块进行加密,通过一系列复杂的变换得到64位密文块DES算法已被认为不够安全,逐渐被AES算法取代AES算法使用128位、192位或256位密钥和128位明文块进行加密,通过多轮迭代和变换得到相应的密文块AES算法被认为是目前最安全的加密算法之一公钥基础设施(PKI)与数字签名PKI公钥基础设施是一个提供公钥管理和证书服务的系统,用于实现通信系统的安全性和可靠性PKI通过颁发数字证书来确认通信双方的身份,并使用公钥加密和私钥解密的方式实现信息的安全传输数字签名数字签名是一种通过数字证书对信息进行签名和验证的过程,用于确认信息的完整性和来源数字签名采用非对称密码体制,发送方使用私钥对信息进行签名,接收方使用公钥验证签名并获取原始信息THANKSTHANK YOUFOR YOURWATCHING。