《通信原理第一章》ppt課件目錄CONTENTS通信系統(tǒng)概述信號與頻譜模擬信號的數(shù)字傳輸數(shù)字信號的基帶傳輸信道編碼與差錯(cuò)控制01通信系統(tǒng)概述信道0102030405產(chǎn)生需要傳輸?shù)男畔?，如話筒、攝像頭等。將信源產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男盘枺缯{(diào)制器。接收信道傳輸?shù)男盘枺⑵溥€原為原始信息，如揚(yáng)聲器、顯示器等。傳輸信號的媒介，如無線電波、光纖等。接收并使用信息的設(shè)備或人。通信系統(tǒng)的基本組成發(fā)送器信源信宿接收器01020304有線通信無線通信衛(wèi)星通信數(shù)字通信通信系統(tǒng)的分類利用物理線路傳輸信號，如電話線、光纖等。利用電磁波傳輸信號，如手機(jī)、無線路由器等。傳輸數(shù)字信號，如數(shù)字電視、數(shù)字電話等。利用衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行信號傳輸。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單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，表示信息傳輸速率，通常用波特（baud）表示。表示隨機(jī)變量不確定性的量，通常用比特（bit）表示。030201信息及其度量02信號與頻譜確定信號與隨機(jī)信號連續(xù)信號與離散信號周期信號與非周期信號信號的分類確定信號是指在任意時(shí)刻，信號的取值都是確定的；隨機(jī)信號則具有不確定性。連續(xù)信號是指在時(shí)間上連續(xù)變化的信號；離散信號則是在時(shí)間上取值有限的信號。周期信號是指以一定時(shí)間間隔重復(fù)出現(xiàn)的信號；非周期信號則沒有這種重復(fù)性。描述信號的大小或強(qiáng)度。幅度描述信號變化的速度或周期性。頻率描述信號在不同時(shí)刻的相對位置或偏移。相位信號的時(shí)域特性描述信號中不同頻率分量的強(qiáng)度和分布。頻譜描述信號所占據(jù)的頻率范圍。帶寬通過頻譜分析，可以了解信號的頻率成分、能量分布等信息，有助于更好地理解和處理信號。頻域特性分析信號的頻域特性傅立葉變換頻譜分析傅立葉變換與頻譜分析利用傅立葉變換對信號進(jìn)行頻域分析的過程。通過頻譜分析，可以了解信號的頻率成分、能量分布等信息，有助于更好地理解和處理信號。將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號的方法。通過傅立葉變換，可以將復(fù)雜的時(shí)域信號分解為簡單的正弦波和余弦波的組合。03模擬信號的數(shù)字傳輸抽樣定理是模擬信號數(shù)字化的基本原理，它指出只有當(dāng)抽樣頻率大于信號最高頻率的兩倍時(shí)，才能從抽樣信號中不失真地恢復(fù)原信號。常見的抽樣方式有均勻抽樣和自然抽樣，其中均勻抽樣是固定時(shí)間間隔進(jìn)行抽樣，而自然抽樣則是隨著信號幅度變化而變化。模擬信號的抽樣抽樣方式抽樣定理由于抽樣頻率不足，導(dǎo)致原信號頻譜的重疊現(xiàn)象稱為頻譜混疊。為了避免頻譜混疊，應(yīng)確保抽樣頻率大于信號最高頻率的兩倍。頻譜混疊頻譜泄漏是指由于抽樣信號的頻譜不連續(xù)，導(dǎo)致原信號頻譜能量泄漏到其他頻率范圍的現(xiàn)象。為了減小頻譜泄漏，可以采用窗函數(shù)或?yàn)V波器對抽樣信號進(jìn)行平滑處理。頻譜泄漏抽樣定理與抽樣信號的頻譜量化誤差量化是將連續(xù)幅度的抽樣信號轉(zhuǎn)換成離散幅度的數(shù)字信號，這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生量化誤差。量化誤差的大小取決于量化級數(shù)和量化間隔。均勻量化與非均勻量化均勻量化是指量化級數(shù)和量化間隔都相等的量化方式；非均勻量化則是根據(jù)信號幅度的大小來調(diào)整量化級數(shù)和量化間隔的量化方式。非均勻量化可以減小大信號的量化誤差，提高小信號的分辨率。模擬信號的量化PCM原理脈沖編碼調(diào)制是一種將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的調(diào)制方式，它通過對抽樣、量化和編碼三個(gè)步驟將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號。PCM特點(diǎn)PCM具有失真小、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，因此在通信、音頻、視頻等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PCM也存在量化誤差、動(dòng)態(tài)范圍有限等局限性，需要在應(yīng)用中加以考慮。脈沖編碼調(diào)制（PCM）04數(shù)字信號的基帶傳輸數(shù)字信號由離散的二進(jìn)制位表示，通常采用高低電平表示0和1。數(shù)字信號的表示數(shù)字信號可以通過不同的方法生成，如脈沖編碼調(diào)制（PCM）等。數(shù)字信號的生成數(shù)字信號的表示與生成數(shù)字信號的時(shí)域特性數(shù)字信號的形狀數(shù)字信號具有特定的形狀，如矩形波、正弦波等。數(shù)字信號的周期性數(shù)字信號具有周期性，可以通過重復(fù)相同的波形來表示連續(xù)的數(shù)據(jù)。數(shù)字信號的頻譜由離散的頻率分量組成，每個(gè)頻率分量代表特定的數(shù)據(jù)。數(shù)字信號的頻譜數(shù)字信號的帶寬決定了其傳輸速率和傳輸效率。數(shù)字信號的帶寬數(shù)字信號的頻域特性數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)的組成數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端負(fù)責(zé)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男盘?，接收端?fù)責(zé)將傳輸?shù)男盘栠€原為原始的數(shù)字信號。數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括誤碼率、信噪比等，這些指標(biāo)直接影響著系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和可靠性。數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)05信道編碼與差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制差錯(cuò)類型誤碼率差錯(cuò)控制方式差錯(cuò)控制的基本概念常見的差錯(cuò)類型包括隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)，隨機(jī)差錯(cuò)是指單個(gè)比特出錯(cuò)，突發(fā)差錯(cuò)是指多個(gè)比特連續(xù)出錯(cuò)。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制的方法。主要包括前向糾錯(cuò)和反饋糾錯(cuò)兩種方式，前向糾錯(cuò)是指在接收端檢測到錯(cuò)誤后自動(dòng)糾正，反饋糾錯(cuò)是指接收端將檢測到的錯(cuò)誤反饋給發(fā)送端，由發(fā)送端進(jìn)行糾正。衡量數(shù)據(jù)傳輸可靠性的指標(biāo)，表示傳輸過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)占總比特?cái)?shù)的比例。01020304線性分組碼生成矩陣和校驗(yàn)矩陣最小距離漢明碼線性分組碼將信息比特通過線性方程進(jìn)行編碼，生成一定長度的校驗(yàn)碼元，將校驗(yàn)碼元與信息比特一起傳輸，在接收端通過解線性方程組進(jìn)行糾錯(cuò)。用于描述線性分組碼的生成和校驗(yàn)過程，生成矩陣用于編碼，校驗(yàn)矩陣用于解碼。衡量線性分組碼糾錯(cuò)能力的指標(biāo)，表示在最小碼距下的糾錯(cuò)能力。一種簡單的線性分組碼，具有較好的糾錯(cuò)性能和實(shí)現(xiàn)簡單等優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)碼01一種特殊的線性分組碼，其生成矩陣和校驗(yàn)矩陣具有循環(huán)移位性質(zhì)。循環(huán)碼的特點(diǎn)02循環(huán)碼具有封閉性和循環(huán)性，即對碼字的任意循環(huán)移位都能得到新的有效碼字，且循環(huán)碼的零碼具有循環(huán)移位性質(zhì)。循環(huán)碼的編碼和譯碼03循環(huán)碼的編碼過程是將信息比特通過生成多項(xiàng)式進(jìn)行編碼，生成一定長度的校驗(yàn)碼元；循環(huán)碼的譯碼過程是通過校驗(yàn)多項(xiàng)式對接收到的碼字進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷是否存在錯(cuò)誤并糾