《通信原理》复习》课件

《通信原理》复习•通信系统概述•信号与信道•模拟通信原理•数字通信原理•信息论基础目•通信系统中的噪声与干扰•无线通信原理•通信网络原理录contents01通信系统概述通信系统的基本组成发送设备接收设备将信息转换为适合将传输中的信号转传输的信号形式，换为原始信息形式，如调制器如解调器信息源信道目的地产生需要传输的信传输信号的媒介，接收信息的目的地，息，如声音、图像、如无线电波、光纤如扬声器、显示器文字等等等通信系统的分类有线通信模拟通信利用导线或光缆作为传输媒介传输连续信号的通信方式，如的通信方式，如电话线、光纤调频广播等无线通信数字通信利用电磁波作为传输媒介的通传输离散信号的通信方式，如信方式，如无线电、卫星通信数字电视、移动通信等等通信系统的性能指标0102有效性可靠性表示传输速率和信息容量的大小，表示传输质量的可靠性，即误码率即单位时间内传输的信息量的大小实时性安全性表示传输延迟的时间长短，即信号表示传输过程中的保密性能，即防传输的及时性止信息被窃取的能力030402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等信号的特性幅度、频率、相位等特性，以及信号的能量和功率等信道的分类与特性信道的分类有线信道和无线信道，对称信道和非对称信道，恒参信道和变参信道等信道的特性信道带宽、信道容量、信道增益和噪声等，以及信道的传输延迟和失真等信号通过信道的传信号通过恒参信道传输信号在恒参信道中传输时，其波形将发生失真，但频谱结构保持不变信号通过变参信道传输信号在变参信道中传输时，其波形和频谱结构都将发生变化，导致信号失真和失真噪声对信号传输的影响噪声是通信系统中的常见干扰，它会影响信号的传输质量，导致信号失真和误码率的增加03模拟通信原理调制的概念与分类调制概念调制是将低频信号附加到高频载波上的一种信号处理方式，以实现信号的传输调制分类调制可以分为模拟调制和数字调制两大类，模拟调制主要通过连续的参数变化实现信号调制，数字调制则是基于离散的数字信号进行的调制调频与调相调频概念调频是指通过改变载波的频率来实现调制的过程，调频波的频率随调制信号的大小而变化调相概念调相是指通过改变载波的相位来实现调制的过程，调相波的相位随调制信号的大小而变化调制的解调与抗干扰解调概念解调是将已调制的信号还原为原始信号的过程，对于调频信号，常用的解调方式有鉴频法和差分相干解调法；对于调相信号，常用的解调方式有相干解调和包络解调法抗干扰措施在通信过程中，信号可能会受到各种干扰的影响，为了提高信号传输的可靠性，可以采用多种抗干扰措施，如频域均衡、时域均衡、多径抑制等04数字通信原理数字信号的特性与产生数字信号的特性离散性稳定性离散性、稳定性、可处理性、抗数字信号在时间上和幅度上都是数字信号的幅度是稳定的，不会干扰性离散的像模拟信号那样受到噪声的影响数字信号的产生抗干扰性可处理性通过将连续的模拟信号进行采样、数字信号在传输过程中不易受到数字信号可以进行各种数字信号量化和编码，转换为数字信号噪声和干扰的影响处理，如滤波、编码、解码等数字信号的调制与解调数字信号的调制将数字信号转换为适合传输的信号形式常见的数字调制方式有振幅键控、频率键控、相位键控等数字信号的解调振幅键控将接收到的调制信号还原为原始的数字信通过改变载波的振幅表示数字信号的符号号解调过程与调制过程相反，需要根据不同的调制方式采用相应的解调方式相位键控频率键控通过改变载波的相位表示数字信号的符号通过改变载波的频率表示数字信号的符号数字信号的传输码型与同步数字信号的传输码型数字信号的同步为了提高数字信号传输的可靠性，需要对数字信号进行为了使接收端正确地还原出原始的数字信号，需要建立编码，常见的编码方式有曼彻斯特编码和差分曼彻斯特同步系统，确保接收端与发送端的时钟一致常见的同编码等步方式有自同步和外同步等曼彻斯特编码自同步在每个比特时间内，中间有一次电平跳变，通过电平跳通过在数据流中加入特定的同步码，使接收端能够从数变来判断比特位的值据流中提取出时钟信息差分曼彻斯特编码外同步与曼彻斯特编码类似，但在每个比特时间内，如果没有通过外部时钟源为接收端提供时钟信息，确保接收端与电平跳变，则表示比特位的值为0；如果电平跳变，则发送端的时钟一致表示比特位的值为105信息论基础信息量的概念与计算信息量信息量是信息论中的一个基本概念，表示信息的多少在通信中，信息量用来衡量传输的信息内容多少计算方法信息量的计算通常采用概率论的方法，通过计算事件发生的概率来计算信息量信道容量与香农公式信道容量信道容量表示信道传输信息的最大能力，是衡量信道性能的重要指标香农公式香农公式是通信理论中的重要公式，用于计算信道的容量，即信道传输信息的最大速率信息编码与压缩技术信息编码压缩技术信息编码是将信息转换为适合传输的信压缩技术是一种减少数据量的方法，通过号的过程在通信中，信息编码可以提去除数据中的冗余和减少表示数据的位数高传输效率和可靠性VS来减小数据所占用的存储空间和传输时间06通信系统中的噪声与干扰噪声的分类与特性白噪声高斯噪声功率谱密度为常数，时间上随机但统计特性幅度分布服从高斯分布的噪声，常见于实际不随时间变化的噪声通信系统脉冲噪声有色噪声突然出现的幅度较大的噪声，常见于无线通功率谱密度随频率变化的噪声，如窄带噪声信信道干扰的产生与抑制无线干扰电磁干扰不同无线通信系统间的相互干扰，需由电磁辐射引起的干扰，需通过电磁通过频谱管理和频率分配解决屏蔽和滤波技术抑制共模干扰串扰存在于通信线路中的同时传输的正负通信线缆中相邻线对之间的信号耦合信号的干扰，需通过差分传输技术消干扰，可通过线缆设计和物理隔离减除小抗干扰技术与方法扩频技术信噪比提升通过扩展信号带宽降低信噪比要求，如直通过提高发送端信号功率或降低接收端噪接序列扩频和跳频扩频声功率来提高信噪比差分传输和相干检测频域和时域均衡消除共模干扰的有效方法，常用于数字通通过调整信号频谱或时间波形来减小信道信系统失真和干扰影响07无线通信原理无线通信系统的组成与特点无线通信系统组成无线通信特点无线通信系统主要由发射机、信道、接收机无线通信具有灵活性高、覆盖范围广、不受三部分组成发射机负责将信号转换为适合线缆限制等优点，但也存在传输质量受环境传输的电磁波，信道是电磁波传播的媒介，影响大、保密性差等缺点接收机则负责将接收到的信号还原成原始信号无线电波的传播特性无线电波传播方式无线电波传播特性无线电波的传播方式包括直射、反射、折射、无线电波的传播特性包括传播损耗、传播延散射和吸收在自由空间中，无线电波以直迟和多径效应传播损耗是指无线电波在传射方式传播；在有障碍物的情况下，可能会播过程中能量逐渐减小的现象；传播延迟是发生反射、折射、散射；在遇到吸收性介质指信号传播速度与光速相近，导致信号传输时，无线电波会被吸收时间相对较长；多径效应是指由于不同路径的信号相互叠加，导致接收端接收到的信号产生失真和衰落无线通信中的调制技术要点一要点二调制的作用常见的调制方式调制是无线通信中的关键技术之一，其作用是将低频信号常见的调制方式包括调幅（AM）、调频（FM）和调相加载到高频载波上，以便更好地传输信号通过调制，可（PM）这些调制方式各有特点，适用于不同的应用场景以改变载波的幅度、频率或相位，以承载需要传输的信息例如，调频方式在抗干扰和保密性方面性能较好，常用于军事通信等领域08通信网络原理通信网络的组成与分类通信网络的组成通信网络的分类通信网络由终端设备、传输设备和交换设备三部分组成通信网络可以根据不同的标准进行分类，如按传输媒介终端设备包括电话、电视、计算机等；传输设备包括电可以分为有线通信网络和无线通信网络；按服务范围可缆、光缆、无线电波等；交换设备包括交换机、路由器以分为局域网、城域网和广域网；按使用目的可以分为等专用网和公用网等通信网络的协议与体系结构通信协议体系结构通信协议是通信网络中各设备之间进行信息传输和交通信网络的体系结构是指网络的组织结构和层次结构，换的规则和约定，包括物理层协议、数据链路层协议、常见的体系结构有OSI模型和TCP/IP模型网络层协议和应用层协议等通信网络的性能优化通信网络的性能指标性能优化方法通信网络的性能指标包括带宽、延迟、丢包率、吞吐为了提高通信网络的性能，可以采用多种优化方法，如量等，这些指标直接影响着网络的质量和效率带宽分配、流量控制、路由优化、缓存管理等同时，还需要注意网络安全和隐私保护等问题，以确保网络的安全性和可靠性THANKS感谢观看。