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现代通信原理课件

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《现代通信系统原理》课件

《现代通信系统原理》课件
云计算与边缘计算的协同
人工智能和机器学习技术在通信系统中的应用将更加广泛，用于优化网络性能、提高数据传输效率和降低能耗。
人工智能与机器学习
量子通信技术以其高度安全性和抗干扰能力，将成为未来通信系统的重要发展方向。
量子通信技术
可见光通信技术以其高速、低成本、低能耗等优势，有望在室内通信等领域得到广泛应用。
现代通信系统原理
目录
CONTENTS
引言模拟通信系统数字通信系统现代通信系统原理通信系统的未来展望
引言
信息源
信道
目的地
产生信息的设备或物体。
传输信号的媒介。
接收信息的目的地或用户。
利用物理线路传输信号的系统，如电缆、光纤等。
有线通信系统
利用电磁波传输信号的系统，如手机、广播、电视等。
无线通信系统
解调
实现调制与解调，将计算机或终端设备与通信网络连接起来。
调制解调器的功能
现代通信系统原理
通信系统定义
通信系统是实现信息传输与交换的系统，由信源、信道和信宿组成。
调制解调技术
调制解调技术是实现模拟信号与数字信号相互转换的关键技术，常用的调制方式有调频、调相和调幅。
信道编码技术
信道编码技术通过在信息码元中加入冗余位元，实现差错控制和纠错功能，提高数据传输的可靠性。
可见光通信技术
工业4.0与智能制造
未来通信系统将广泛应用于工业4.0和智能制造领域，支持实时数据传输和处理，提升生产效率和产品质量。
智慧城市与智ห้องสมุดไป่ตู้交通
未来通信系统将助力智慧城市和智慧交通的建设，实现城市各领域的智能化管理和高效协同。
虚拟现实与增强现实
未来通信系统将为虚拟现实和增强现实技术的发展提供有力支持，推动娱乐、教育、医疗等领域的技术革新。

现代通信原理课件

现代通信原理课件

1
数字通信原理
更适合处理大量数据和占用宽带信息。
模拟通信原理
2
适合处理具有模拟信号特点的信息。
3
数字和模拟通信原理结合
数字信号可以随时转换成模拟信号，反 之亦然，两者可以结合使用。
现代通信原理的应用领域
关键领域：
移动通信领域
包括GSM、CDMA、WCDMA、 LTE等技术。
卫星通信领域
包括地球同步卫星、低轨卫星、 导航卫星等。
总结和回顾
定义和重要性
通信原理是人类用来交流信息 的基本方式，是现代社会不可 或缺的基础设施。
区别
现代通信原理基于数字信号， 具有抗干扰能力更强、信息容 量更大、效率更高的优点。
未来发展
5G技术的应用、人工智能、物 联网等技术的发展将对现代通 信原理产生重要影响。
传统通信原理
基于模拟信号的传输，受环境干扰大、信息容量有 限。
现代通信原理
基于数字信号的传输，抗干扰能力强，信息容量更 大，效率更高。
现代通信原理的基本原理和概念
关键概念：
1 数字信号
离散化、编码、调制。
2 信道编码
纠错码、压缩码、调和码。
3 调制与解调
带通宽度、调制深度、载波相位、解调算法。
数字通信原理与模拟通信原理的对比
现代通信原理课件
本课程将帮助你了解通信原理的演变、现代通信原理的基本原理和应用领域 以及未来发展趋势。
通信原理的定义和重要性
Definition
通信原理是人类用来交流信息的基本方式，是 现代社会不可或缺的和掌握通信原理可以在信息时代中获得竞 争优势。
传统的通信原理和现代通信原理的区别
光通信领域
包括光纤通信、激光通信等技术。

现代通信技术(共32张PPT)

现代通信技术(共32张PPT)
2
第15章 现代通信技术
一、无线通信方式
1. 同频单工方式
通信双方使用同一频率。
单工是指接受和发射不能同时进行。 系统图
f
发射机
天线
发射机
接收机
接收机
特点：
接收与发射的转换
结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。
3
第15章 现代通信技术
2. 双频双工方式
系统图
发射机 接收机
f1
双 工 器
f2
f1 f2 天线
移动 交换台
制 器
用 器
接收机
有线 市话局
中继线
MTSO
MBS1
有线用户
基站 N 发射机
控
共
制
用
器
器
接收机
MBS N
15
第15章 现代通信技术
2. 网络结构
基站
移动用户台
市话局
MTSO 移动电话交换局
蜂窝式公众移动 系统
16
第15章 现代通信技术
蜂房式公众移动 系统 由三部分组成:
① 移动 交换局（MTSO）
依靠空中电离层的反射进行传播（短波、中波）。
(3) 直射波
直接传播方式传播的电磁波（超短波、微波）。
7
第15章 现代通信技术
三、调制和解调
按调制信号的不同调制方式可分为： 模拟信号的调制
数字信号的调制 按调制参数不同调制方式可分为：
振幅调制（简称调幅 AM） 频率调制（简称调频 FM）
相位调制（简称调相 PM）
城市的多条光缆系统，最长为 2 400 km。
28
第15章 现代通信技术
一、光纤结构
由若干根导线绞制成光缆， 光缆出厂长度为 1～5 km。

现代通信原理课件

现代通信原理课件
u (t)(t) v (t) g 2 (t) v (t)概 [ 1 22 率 P ]
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的表达式
u0 (t) =
g1(t)v(t)概 [ 率 P]为 g2(t)v(t)概 [ 率 1P为 ]
v(t)E [(t) ]P1 (tg ) (1 P )g 2(t)代入上
15
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.1]HDB3编码举例
0 +1 0 0 0 +V0 -1 +1 -B0 0 0 -V0 0 -+1 0 +-1 0
第1个破坏节
第2个破坏节
16
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.2]HDB3解码举例
0 +1 0 0 0 +01 -1 +1 -01 0 0 -01 0 +1 0 -1 0
第七章 数字信号的基带传输系统
如果输入00000,00000,00000,…
则输出110010,110010,110010,…
如果输入00001,00001,00001,00001,…
则输出110011,100001,110011,100001,…
如果输入00001,00010,00001,00010,…
同 u 1 ( t) 理 a 1 [ g 1 ( t T b ) g 2 ( t T b )]
u 2 ( t) a 2 [g 1 ( t 2 T b ) g 2 ( t 2 T b )]
N
可 u(t知 )的截短 a n[g 函 1(tn数 b)T g2(为 tnb)T] n N
N
对应付立anF 叶 {g[1(变 tnbT 换 )g2(t为 nbT )}] nN

现代通信原理课件课件

现代通信原理课件课件
物联网通信的关键技术 物联网通信的关键技术包括无线 传感器网络技术、RFID技术、 ZigBee技术等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。

通信原理(全套1162页PPT课件)

通信原理(全套1162页PPT课件)
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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2.4 信號通過線性時不變系統
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.2 模擬角度調製
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
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2.1 確知信號
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2.1 確知信號
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2.1 確知信號

现代通信技术PPT课件

现代通信技术PPT课件

03 现代通信技术的关键技术
数据传输技术
数据传输技术是现代通信技术的核心，它负责将信息从一个地方传输到另一个地方。
常见的数据传输技术包括有线传输和无线传输。有线传输通过电缆、光纤等物理介 质传输数据，而无线传输则通过电磁波传输数据。
数据传输技术的主要指标包括传输速率、传输质量和传输距离。随着技术的发展， 数据传输速率越来越快，传输质量也越来越高。
详细描述
随着用户数量的增长和通信需求的增加，网络拥堵问题愈发严重，表现为网络延迟、丢包 和数据传输速度下降等。这主要是由于网络设备处理能力的不足和通信信道的有限带宽所 致。
解决方案
采用先进的网络设备和技术，如高速路由器、交换机和光传输设备等，提高网络设备的处 理能力和通信信道的带宽。同时，采用流量整形、拥塞控制和动态路由算法等技术，优化 网络流量，缓解网络拥堵问题。
信号处理技术
信号处理技术是现代通信技术的关键 技术之一，它负责对信号进行加工、 变换和提取信息。
信号处理技术的发展对于提高通信系 统的性能和推动通信技术的进步具有 重要意义。
常见的信号处理技术包括调制解调、 压缩编码、信道均衡等。这些技术能 够提高信号的传输质量和可靠性，减 小噪声和干扰的影响。
通信协议与标准
04 现代通信技术的未来发展
5G通信技术
5G技术概述
5G通信技术是第五代移动通信技术，具有高速率、低时延、 大连接等优势，为物联网、智能家居、自动驾驶等领域提 供了强大的技术支持。
5G技术的应用场景
5G技术在智慧城市、工业自动化、远程医疗、虚拟现实等 领域有着广泛的应用，将极大地推动各行业的数字化转型。
02 现代通信技术的主要类型
有线通信技术
光纤通信

现代通信原理课件_曹志刚钱亚生_清华大学出版社_第九章

现代通信原理课件_曹志刚钱亚生_清华大学出版社_第九章
34
9.1.3 三元码
三元码的特点 传号交替反转码
HDBn HDB3码 编码效率
HDB3码介绍:在HDBn码中运用最
为广泛的是3阶高密度双极性码，即 HDB3码。在CCITT建议中PCM一 次群，二次群，三次群都采用 HDB3码。
35
9.1.3 三元码
三元码的特点 传号交替反转码
HDBn HDB3码 编码效率
根据码型所包含的电平幅度取值 区分：
二元码：
NRZ RZ 差分码 数字分相码 CMI码 5B6B码
三元码
信号交替反转码 HDBn码 HDB3码
多元码
M进制码 2B1Q码 ISDN所应用的144kbps
10
9.1.2二元码(1)
单极性非归零码 双极性非归零码 单极性归零码 三者的特点
— Not Return Zero code在整个码元期 间电平保持不变. — 零电平和正电平分别对应着二进制 代码0和1.
第 9章
数字信号的基带传输
1
内容
前言 9.1 数字基带信号的码型 9.2 数字基带信号的功率谱 9.3 波形传输的无失真条件 — —奈奎斯特准则
2
前言
数字信号传输的基本方式
基带传输 频带传输
基带传输系统的组成
–
– –
信道信号形成器 信道接收滤波器 抽样判决器
基带传输的研究意义
3
数字信号传输的基本方式
B3ZS码
3连0以00V或者B0V代替，因此可以认为是 HDB2码
41
9.1.3 三元码
三元码的特点 传号交替反转码
HDBn HDB3码 编码效率
定义：输入二进制信码的信息量与理想
三元码信息容量之比值。即 ＝CB/CC， 其中：
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第1路第1次采样第2路第1次采样 的PCM编码 的PCM编码
8bit
1秒
8000
称为一"帧"
第n路第1次采样第1路第2次采样第2路第2次采样 的PCM编码 的PCM编码 的PCM编码
t
开始下一帧
第10章 信道复用和多址方式
§10.3.2 时分复用的带宽计算
设有8路PAM公用一个物理信道
t
任一路的采样间隔
第10章 信道复用和多址方式
§10.2.1 频分多路复用(FDM)
频率复用:是指多路信号在频率位置上分开， 但同时在一个信道内传输。因此，频率复 用信号在频谱上不会重叠，但在时间上是 重叠的。
原理框图
第10章 信道复用和多址方式
各路滤波器 的通频带互 不重叠
第10章 信道复用和多址方式
FDM合成后的频谱图（单边）
第10章 信道复用和多址方式
本章主要内容
第10章 信道复用和多址方式
§10.1 引言
什么是“复用”和复用技术的分类 “多址接入”及其与“复用”的关系
§10.2 频分复用和多级调制 §10.3 时分复用基本原理 §10.4 数字复接技术（数字信号的时分复用） §10.5 码分复用简介 §10.6 多址技术
第10章 信道复用和多址方式
三、多址技术及其的分类
多址：以卫星通信为例，多个地球站通过共同的 卫星同时建立各自的信道，从而实现各地球站通 信的一种方式。
分类： 频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA） 空分多址（SCDMA）
第10章 信道复用和多址方式
三路时分复用后总码率 为12 24 36 72(kbit/ s)
复合信号的带宽B 72kHz
最小理论带宽Bmin

BN

72k 2
36kHz
补充作业
第10章 信道复用和多址方式
对10路最高频率为4kHz的模拟信号分别进 行128个量化级PCM量化编码后,再对这10 路信号进行时分复用,求
(1)复用后的传信率
(2)复用后的信号带宽
(3)基带传输时的理论最小带宽
第10章 信道复用和多址方式
§10.4 数字复接技术
一、复接和分接的概念 二、复接的实现的基本原理 三、复接的方式分类 四、商用PCM(属于一种同步复接)简介
第10章 信道复用和多址方式
一、复接和分接的概念
1 0 1 1 0 1 0 1 第 (1 ) 路 P CM30/3 2基 群 第 (2 ) 路 P CM30/3 2基 群 第 (3 ) 路 P CM30/3 2基 群 第 (4 ) 路 P CM30/3 2基 群
(b) 二 次 群 (按 位 复 接 )
(c) 二 次 群 (按 字 复 接 )
两种复接方式示意图
四、“复用”和“多址”的关系
二者的技术本质是完全一样的 * 相同：通信 过程－信号的复合、传输、信号的
分离 当上页所述复用技术应用于“点到点”的通信方
式时，通常叫做“多路复用” 例如微波通信、电话数字中继（PCM一次群） 当复用技术应用于“点到多点”的通信方式时， 通常叫做“多址接入” 例如多个手机同时与基站进行的通信
按各路信号的时钟是否统一分为
同步复接 异步复接（基本已经淘汰） 准同步复接
第10章 信道复用和多址方式
1 按位复接。 复接器每次复接一个支路的一比特信号，
依次轮流复接各支路信号，这种复接就称 为逐位（逐比特）复接。
特点：按位复接简单易行，且对存储器容量 要求不高。 其缺点是对信号交换不利。
第10章 信道复用和多址方式
2按码字复接。复接器每次复接一个支 路的一个码字（8bit），依次复接各支 路的信号，这种复接就称为按码字复接。
特点：复接后码流保留了完整的码字结构， 有利于合成和处理。这种方法有利于数字电 话交换，但要求有较大的存储容量。
第10章 信道复用和多址方式
(a) 一 次 群
所以其每个采样编码为log2256=8(bit) 每一路的码率为fs×log2M(bit/s)
多路PCM复用后总码率Rb总为各路码率之和 复合PCM信号带宽为B=Rb总 对应最小理论带宽为Rb总/2
第10章 信道复用和多址方式
[例题]设有3路模拟信号，最高频率分别为 1kHz,2kHz,3kHz，每路都进行64量化级的PCM编 码，求3路PCM复用后的信号带宽和理论最小带宽
第10章 信道复用和多址方式
复接条件：被复接的各支路数字信号彼此之 间必须同步并与复接器的定时信号同步方 可复接。
根据此条件划分的复接可分为 同步复接、异源（准同步）复接、异步复接 三种。
第10章 信道复用和多址方式
三、复接的方式分类
按各路信号交织的情况分为
位复接 字复接 帧复接
第10章 信道复用和多址方式
§10.2.2 多级调制
多级调制
对同一基带信号进行2次或更多次的调制
复合调制
属于多级调制的一种特殊情况 每次调制的种类不同（如第一级调制采用调幅，
第二级调制采用调频）
2级调制的框图
第10章 信道复用和多址方式
第10章 信道复用和多址方式
合并后的复用信号可直接通过信道传输，也可以 经过再次调制后进行传输。
频分复用的缺点:是设备复杂；若信道存在 非线性时，会产生路间干扰。
第10章 信道复用和多址方式
§10.3 时分复用基本原理和带宽计算
§10.3.1 时分复用（TDM）基本原理
基本原理：各路信号分时轮流使用同一物理信道（类 比例如：不同的班级在同一教室、不同时间上课）
时域上：互不重叠，相互隔离 频域上：频谱重叠 信号种类：一般属于基带信号（可采用奈奎斯特定

BN

nfs 2
(Hz)
第10章 信道复用和多址方式
[例题]设有10路模拟信号,每路最高频率均为 20kHz,对每路信号进行PAM采样后再时分复 用,求复用后的复合信号带宽和理论最小带宽
解： 每路信号的最高频率 fm 20kHz
每路信号的采样频率 fs 2 fm 40kHz
第10章 信道复用和多址方式
§10.1 引言
一、什么是“复用”
在“点到点”(Point-to-Point)通信方式中，在同 一信道上，传输多路信号的复合信号，并且能在 接收端正确将各路信号分离，从而实现多路信号 公用一个信道的技术。
二、复用技术的分类
频分复用（Frequency Division Multiplex） 时分复用（TDM） 码分复用（CDM） 其他复用（如空分复用、波分复用等、OFDM…）
将2路或2路以上的数字信号，合并成1路高 速数字信号的过程
可以类比为向一列准时的火车上装货的过程
本质还是一种时分复用 分接是复接的逆过程
相当于从火车上卸货
第10章 信道复用和多址方式
二、复接的实现的基本原理
数字复接系统主要由数字复接器和分接器组成。
复接器是把两个或两个以上的支路（低次群）按 时分复用方式合并成一个单一的高次群
第10章 信道复用和多址方式
* 不同：
信道复用 多址方式
信号来源 话路 站址

网络资源分配 固定 动态
第10章 信道复用和多址方式
§10.2 频分复用和多级调制
理论基础：调制定理（也是付立叶变换的 一个性质）
频域特点：各路信号在频域互相隔离 时域特点：各路信号在时域上相互叠加 信号种类：属于频带信号 接收端分离方法：滤波器
真和多次谐波，引起路间干扰，因此FDM对信道 的非线性失真要求很高。而TDM系统的非线性失 真要求可降低。
第10章 信道复用和多址方式
PA M 时 分 复 用 原 理 示 意 图
时隙
第10章 信道复用和多址方式
1 23 N
...
...
2 1
N1 2
*
...
...
帧
Ts
2 Ts
t
* 帧：各个消息构成的单一抽样的一组脉冲Ts
设这是8路语音的PAM 则每一路的采样间隔为 1 秒
8000
则每一个采样时间宽度 1 秒
64000
B 1 64kHz

第10章 信道复用和多址方式
PAM时分复用的带宽计算
推广到n路PAM的时分复用情况
则每一个采样时间宽度 1 秒
fsn
B

1


nfs
(Hz)
若采用理想基带系统Bmin
各个广播电台在这些子信道上同时进行信号传 输而互不干扰，这就是一个由频率进行划分的 多路复用技术的具体例子。
第10章 信道复用和多址方式
频分复用系统的最大优点:是信道利用率高， 容许复用的路数多，同时分路也很方便， 它是目前模拟通信系统中采用的最主要的 一种复用方式，例如，无线电广播、电视 广播、有线和微波通信都广泛采用频分复 用方法。
解： 第一路路信号的最高频 率 fm1 1kHz
第一路信号的采样频率 fs1 2 fm1 2kHz
每次采样都编为 log2 64 6(bit)
第一路的码率为 6 2 12(kbit/ s) 同理可求出第二路码率 为24(kbit/ s) 第三路码率为 36(kbit/ s)
示例
第10章 信道复用和多址方式
中波广播频率的带宽是从535 kHz到1605 kHz。
这个通信信道上又按照不同的频率划分成为若 干个子信道，每个子信道的带宽是9 kHz，每 个子信道供给广播电台的一个频道使用。
例如天津广播电台交通频道的中心频率是567 kHz，生活频道的中心频率是1386 kHz。