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《通信原理第一章》ppt课件
目录
CONTENTS
通信系统概述
信号与频谱
模拟信号的数字传输
数字信号的基带传输
信道编码与差错控制
通信系统概述
信道
01
02
03
04
05
产生需要传输的信息，如话筒、摄像头等。
将信源产生的信息转换为适合传输的信号，如调制器。
接收信道传输的信号，并将其还原为原始信息，如扬声器、显示器等。
传输信号的媒介，如无线电波、光纤等。
接收并使用信息的设备或人。
发送器
信源
信宿
接收器
01
02
03
04
有线通信
无线通信
卫星通信
数字通信
利用物理线路传输信号，如电话线、光纤等。
利用电磁波传输信号，如手机、无线路由器等。
传输数字信号，如数字电视、数字电话等。
利用卫星作为中继站进行信号传输。
表示信息多少的量，通常用比特（bit）表示。
信息量
比特率
信息熵
单位时间内传输的比特数，表示信息传输速率，通常用波特（baud）表示。
表示随机变量不确定性的量，通常用比特（bit）表示。
03
02
01
信号与频谱
确定信号与随机信号
连续信号与离散信号
周期信号与非周期信号
确定信号是指在任意时刻，信号的取值都是确定的；随机信号则具有不确定性。
连续信号是指在时间上连续变化的信号；离散信号则是在时间上取值有限的信号。
周期信号是指以一定时间间隔重复出现的信号；非周期信号则没有这种重复性。
描述信号的大小或强度。
幅度
描述信号变化的速度或周期性。
频率
描述信号在不同时刻的相对位置或偏移。
相位
描述信号中不同频率分量的强度和分布。
频谱
描述信号所占据的频率范围。
带宽
通过频谱分析，可以了解信号的频率成分、能量分布等信息，有助于更好地理解和处理信号。
频域特性分析
傅立叶变换
频谱分析
利用傅立叶变换对信号进行频域分析的过程。通过频谱分析，可以了解信号的频率成分、能量分布等信息，有助于更好地理解和处理信号。
将时域信号转换为频域信号的方法。通过傅立叶变换，可以将复杂的时域信号分解为简单的正弦波和余弦波的组合。
模拟信号的数字传输
抽样定理是模拟信号数字化的基本原理，它指出只有当抽样频率大于信号最高频率的两倍时，才能从抽样信号中不失真地恢复原信号。
常见的抽样方式有均匀抽样和自然抽样，其中均匀抽样是固定时间间隔进行抽样，而自然抽样则是随着信号幅度变化而变化。
抽样方式
抽样定理
由于抽样频率不足，导致原信号频谱的重叠现象称为频谱混叠。为了避免频谱混叠，应确保抽样频率大于信号最高频率的两倍。
频谱混叠
频谱泄漏是指由于抽样信号的频谱不连续，导致原信号频谱能量泄漏到其他频率范围的现象。为了减小频谱泄漏，可以采用窗函数或滤波器对抽样信号进行平滑处理。
频谱泄漏
量化误差
量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散幅度的数字信号，这个过程中会产生量化误差。量化误差的大小取决于量化级数和量化间隔。
均匀量化与非均匀量化
均匀量化是指量化级数和量化间隔都相等的量化方式；非均匀量化则是根据信号幅度的大小来调整量化级数和量化间隔的量化方式。非均匀量化可以减小大信号的量化误差，提高小信号的分辨率。
PCM原理
脉冲编码调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制方式，它通过对抽样、量化和编码三个步骤将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
PCM特点
PCM具有失真小、抗干扰能力强、传输质量高等优点，因此在通信、音频、视频等领域得到了广泛应用。同时，PCM也存在量化误差、动态范围有限等局限性，需要在应用中加以考虑。
数字信号的基带传输
数字信号由离散的二进制位表示，通常采用高低电平表示0和1。
数字信号的表示
数字信号可以通过不同的方法生成，如脉冲编码调制（PCM）等。
数字信号的生成
数字信号的频谱由离散的频率分量组成，每个频率分量代表特定的数据。
数字信号的频谱
数字信号的带宽决定了其传输速率和传输效率。
数字信号的带宽
数字基带信号传输系统的组成
数字基带信号传输系统包括发送端和接收端，发送端负责将数字信号转换为适合传输的信号，接收端负责将传输的信号还原为原始的数字信号。
数字基带信号传输系统的性能指标
数字基带信号传输系统的性能指标包括误码率、信噪比等，这些指标直接影响着系统的传输质量和可靠性。
信道编码与差错控制
差错控制
差错类型
误码率
差错控制方式
常见的差错类型包括随机差错和突发差错，随机差错是指单个比特出错，突发差错是指多个比特连续出错。
在数据传输过程中，为了确保数据的准确性和完整性，对传输的数据进行差错控制的方法。
主要包括前向纠错和反馈纠错两种方式，前向纠错是指在接收端检测到错误后自动纠正，反馈纠错是指接收端将检测到的错误反馈给发送端，由发送端进行纠正。
衡量数据传输可靠性的指标，表示传输过程中出现错误的比特数占总比特数的比例。
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线性分组码
生
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