华中科技大学电信系《通信原理》课件-ch.pptVIP

**********************《通信原理》课件本课件旨在帮助学生理解通信原理的基本概念和技术。内容涵盖信号与系统、数字调制解调、信道编码、无线通信等。课程概述课程目标掌握通信原理基本知识，理解各种通信系统的原理，并应用于实践。课程内容信号与系统、调制解调、信道编码、噪声与干扰、信号检测等。课程应用无线通信、移动通信、互联网、卫星通信等领域。通信系统基本原理发送端将信息转换为电信号，并进行编码和调制。信道传输信号的介质，例如无线电波、光纤或电缆。接收端接收信号，并进行解调和解码，恢复原始信息。信号与系统概念11.信号的定义信号是信息的载体，可以是物理量，例如电压、电流等。22.系统的定义系统是对输入信号进行处理，并产生输出信号的装置或过程。33.信号与系统的分类根据信号的性质，可以分为连续信号和离散信号；根据系统的性质，可以分为线性系统和非线性系统。44.信号与系统分析通过时域和频域分析方法，可以深入了解信号的特性和系统的行为。时域分析基础1信号的定义信号是信息的载体，是随时间变化的物理量。2信号的分类根据信号的幅度变化形式，可分为连续信号和离散信号。3信号的表示信号可以用函数、图形、表格等方式表示。4信号的基本参数幅度、频率、相位等。时域分析是研究信号随时间变化规律的方法，是通信原理的基础。傅里叶变换1定义傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，分析信号的频率成分。2应用广泛应用于信号处理、图像处理、音频处理、通信系统等领域。3类型主要包括连续傅里叶变换和离散傅里叶变换，分别用于处理连续信号和离散信号。频域分析信号频谱频域分析是将信号分解成不同频率的正弦波的叠加，通过观察信号的频谱，可以了解信号的频率成分、带宽等信息。滤波器设计根据频谱信息，可以设计滤波器，以去除信号中的噪声或干扰，提取有用信号成分。系统特性频域分析可以用于分析系统的特性，例如系统的频率响应、相位响应等，有助于理解系统对不同频率信号的响应。通信系统分析频域分析在通信系统设计和分析中起着重要作用，例如信道分析、调制解调分析等。信号的取样与重构信号取样将连续信号转换成离散信号的过程。通过在时间轴上等间隔地采样信号，以获得信号在这些时间点的值。取样定理为了能够从离散信号中完全恢复原始连续信号，采样频率必须不小于信号最高频率的两倍。信号重构利用取样得到的离散信号，使用插值法等方法来重建原始连续信号。数字信号处理基础数字信号处理概述数字信号处理是通信系统中必不可少的组成部分。它涉及对数字信号进行处理，以改善信号质量，提取有用信息，并为通信传输提供必要的编码和解码。主要内容离散时间信号与系统离散傅里叶变换(DFT)快速傅里叶变换(FFT)数字滤波器设计调制解调原理11.信号转换调制将数字信号转换为模拟信号，以便通过模拟信道传输。22.信息传递调制后的模拟信号承载着数字信号的信息，并通过无线电波传播。33.信号恢复解调从接收到的模拟信号中恢复原始数字信号。44.系统应用广泛应用于各种通信系统，例如无线通信、有线通信和卫星通信。信道编码基础纠错编码通过增加冗余信息，提高传输数据的可靠性。常见类型包括汉明码、循环码、卷积码等。信道容量表示信道能够可靠传输的最大信息量，取决于信道带宽和信噪比。编码效率编码效率是指信息码元与总码元之比，代表编码的冗余程度，编码效率越高，冗余越少。信道模型与信道容量信道模型是描述通信信道特性的数学模型，是通信系统设计和性能分析的基础。信道容量是指在给定的信道条件下，能够可靠传输的最大信息量，是衡量信道传输效率的重要指标。信道模型通常包括信道噪声、信道衰落、信道干扰等因素，并根据不同的应用场景和技术特点进行不同的建模。信道容量可以通过香农公式计算，该公式表明信道容量与信道带宽、信噪比成正比。带通信号与带通系统带通滤波器带通滤波器仅允许特定频率范围内的信号通过，同时抑制其他频率。带通信号频谱带通信号的频谱集中在特定频率范围内，这与基带信号的频谱不同。发射机设计发射机设计必须考虑到带通滤波器，以确保信号在无线电频率范围内的有效传输。接收机设计接收机设计同样需要考虑带通滤波器，以分离所需信号并抑制噪声。振幅调制振幅调制（AM）是一种模拟调制技术，其中载波信号的振幅随调制信号的变化而变化。AM广泛应用于广播、无线电通信和电视信号传输。频率调制频率调制是一种将信息信号转换为载波频率变化的调制方式。信息信号的幅度变化会引起载波频率的线性变化。频率调制可以有效抵抗噪