山东大学威海分校通信原理课件张遥老师.pptVIP

*****************课程简介课程背景本课程旨在为学生提供通信原理的基础知识和实践应用。通过对通信系统基本组成、信号特性、信号频域分析等内容的详细讲解，帮助学生全面理解通信技术的基本原理。课程内容课程涉及信号表示、线性系统分析、调制解调、编码传输等通信领域的核心概念和关键技术，为学生后续学习通信工程相关专业知识奠定基础。实践环节除理论讲授外，本课程还包括实验操作环节，让学生通过动手实践加深对通信原理的理解，培养分析问题和解决问题的能力。课程目标掌握通信原理的基础知识包括信号的表示和分类、线性时不变系统、频域分析等概念。了解通信系统的基本组成包括发送端、接收端以及信道的作用和特点。学习常见的调制和编码技术如调幅、调频、脉码调制等，掌握其原理和应用。分析信道编码和信号噪声的影响理解信噪比和各种编码技术的性能指标。主要内容理论基础包括信号和系统的基本概念、线性时不变系统的特性、傅里叶分析等。通信技术涵盖调制与解调、信道编码、多址技术等常用的通信技术。通信系统介绍典型的通信系统结构以及网络技术的发展趋势。技术前沿关注一些前沿通信技术的原理和应用,如5G、物联网、软件定义无线等。通信系统的基本组成信源通信系统的信息来源,包括音频、视频、图像等各种信号。信源能够产生和输出需要传输的信息。发送器将信源产生的信号转换为适合在信道中传输的形式,如编码、调制等。发送器确保信号可以在信道中传输。信道信息传输媒体,包括有线和无线,如电缆、光纤、无线电波等。信道承载信号从发送端传递到接收端。接收器接收端对信号进行解调、解码等处理,还原为原始信息。接收器确保信息可以被正确解译和使用。信号的表示时域表示通过描述信号在时间上的变化来表示信号。频域表示通过描述信号在频率上的分布来表示信号。实数和复数表示信号可以用实数或复数来表示。复数表示可以描述幅度和相位信息。各种信号的性质时域特性信号在时间域中的形状和变化特征,如幅值、频率、周期等。频域特性信号在频率域中的频谱分布特性,反映信号的频率成分。连续性信号可以是连续型的,也可以是离散型的(脉冲信号)。能量和功率信号的能量和功率特性,反映信号的强度和传输性能。线性时不变系统线性性线性系统具有可叠加和比例特性,输入信号和输出信号之间存在线性关系。时不变性时不变系统的特性不随时间变化,即系统的响应只与输入信号的差异有关。优势线性时不变系统更易于分析和设计,可以应用傅里叶分析等数学工具进行研究。应用线性时不变系统广泛应用于通信、信号处理、自动控制等领域。卷积积分1输入信号需要分析的输入信号2系统响应根据系统特性计算输出响应3卷积积分通过一维卷积积分得出最终输出卷积积分是描述线性时不变系统输出响应的重要工具。通过将输入信号与系统的冲击响应函数进行卷积运算,就可以得到系统的时域输出信号。该方法适用于各种类型的输入信号和系统,是分析和设计通信系统的基础。频域分析频谱图分析频谱图可以直观地展现信号在频率域上的能量分布情况。通过分析信号的频谱特性,可以更好地理解信号的性质和特征。频域分析的基础傅里叶分析是频域分析的基础,它可以将时域信号分解为不同频率的正弦波信号的叠加。滤波器的频域分析频域分析还可以用于分析滤波器的频响特性,了解滤波器对不同频率信号的传输和抑制情况。傅里叶级数周期信号分析傅里叶级数可将任意周期信号表示为正弦波和余弦波的无穷级数之和。这种分析方法有助于深入理解周期信号的结构和特性。谐波分析傅里叶级数展现了周期信号中的谐波成分,使我们能更好地理解信号的频谱特性,为后续的频域分析奠定基础。信号重构通过傅里叶级数的收敛性,我们可以利用少量谐波成分就能逼近甚至恢复原始的周期信号,这在信号处理中有广泛应用。傅里叶变换信号分解通过傅里叶变换，可以将复杂信号分解为许多正弦和余弦波的叠加。频域分析傅里叶变换可以将时域信号转换到频域进行分析和处理。频谱表示傅里叶变换可以得到信号的频谱表示,为信号的分析和滤波提供依据。信号的功率谱密度功率谱密度描述了信号在不同频率上的功率分布情况。它反映了信号中各频率分量的相对重要性。通过分析信号的功率谱密度，可以了解信号中频率分量的特点，从而更好地分析和处理信号。该图展示了一个信号的功率谱密度特性。可以看到,信号的大部分功率集中在低频区域,随着频率的升高,功率呈现逐渐下降的趋势。这反映了该信号主要由低频成分组成。采样定理1最低采样频率采样频率必须至少是信号最高频率的两倍,才能对模拟信号进行完整的数字化表示。2避免失真若采样频率过低,会导致高频信号在数字化后产生