通信课件7通信系统性能分析(精选)

若改为八进制，则: R B8 1200B 码元速率不变 Rb8 R B8 log 2 8 3600b / s
3.数字通信系统的性能度量
可靠性
数字通信系统可靠性的指标是利用差错率来衡量。 差错率通常有两种表示方法：
（1） 码元差错率（误码率 ）
发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例，也就是说， 误码率就是码元在传输系统中被传错的概率。
符号： Rb ,它与N有关
3.数字通信系统的性能度量
（3）Rb 与 RB 之间的互换
它们之间在数值上有如下关系：
Rb RB log 2 N
Rb2 RB2 log 2 2 RB2
（4）多进制与二进制传输速率之间的关系
码元速率不变，二进制信息速率与多进制信息速率之间的关系：
RbN RBN log2 N RB2 log2 N log2 N Rb2
系统信息速率不变，多进制码元速率与二进制码元速率之间的关系：
RB2 Rb2 RbN log2 N RBN
RBN

RB 2 log2 N
3.数字通信系统的性能度量
（3）Rb 与 RB 之间的互换
它们之间在数值上有如下关系：
Rb RB log 2 N
Rb2 RB2 log 2 2 RB2
可靠性：传输信息的准确程度 这两个指标始终是矛盾的
2.模拟通信系统的性能度量
有效性
模拟通信系统的有效性是用有效带宽来度量。 频带宽度占用的越窄，效率越高，有效性越好。
可靠性
模拟通信系统的可靠性一般用接收端设备输出的信噪比来衡量。 信噪比越大，通信质量越高，可靠性越好。
3.数字通信系统的性能度量

信号与系统之间存在密切的关系。一个系统通常由输入、输出和系统本身组成，而信号 则是通过系统传输的物质。系统对信号具有处理、变换和传输等功能。在通信原理中， 信号需要通过系统进行传输，因此信号与系统的关系是密不可分的。信号的特性和系统
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析

ˆ
VSB (t ) SSB (t )

输入信号平均功率 AM : DSB: SSB :
2 Si [ A0 f 2 (t )] / 2
Si f 2 (t ) / 2

Si f 2 (t )
第 7 章 通信系统的噪声性能

VSB：
Si f 2 (t )
解调输出
第 7 章 通信系统性能分析


7．1 模拟幅度调制系统的性能 解调方式:相干解调和非相干解调。 1. 相干解调 解调器前的通道可用一个等效带通滤波器代替，其带宽要保证已调信号 能够无失真地通过，并能滤除接收信号带外噪声。 AM和DSB，带宽为2Wm;SSB,VSB,带宽为Wm，Wm消息信号的最高频率限制。 加法器代表加性干扰的作用，假定本地载波与接收的信号完全同步。
( SSB , VSB )

输入信噪比
2 (Si / Ni ) AM [ A0 f 2 (t )] / 2n0Wm
(Si / Ni ) DSB f 2 (t ) / 2n0Wm
(Si / Ni ) SSB,VSB 2 f 2 (t ) / n0Wm
第 7 章 通信系统的噪声性能
G S0 / N 0 Si / N i

各种调幅系统的信噪比增益
第 7 章 通信系统的噪声性能
2 f 2 (t ) , ( AM ) 2 2 A f (t ) S0 / N 0 0 G 2, ( DSB) Si / N i 1, ( SSB,VSB)
N0 1 2
Snd ( )d n0Wm / 4

N 0 n0Wm / 8
将输入噪声功率（ (7.11)和(7.12)）分别代入上两式

实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。

《通信系统》PPT课件
目录
• 通信系统概述 • 通信信道与信号 • 通信协议与标准 • 通信系统的应用 • 通信系统的未来发展
01
通信系统概述
通信系统的定义与组成
总结词
通信系统是由发送端、传输介质和接收端组成的系统，用于 传输信息。
详细描述
通信系统由发送端、传输介质和接收端三部分组成。发送端 负责将信息转换为电信号或光信号，传输介质负责传输信号 ，接收端则负责将接收到的信号还原为原始信息。
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，能够满足未来各种应用场景的需求。
5G技术的应用场景
5G技术在智慧城市、物联网、工业自动化、自动驾驶等领 域有着广泛的应用前景，将为人们的生活和工作带来巨大 的便利。
5G技术的发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，5G技术将不 断演进和完善，未来将与人工智能、云计算等先进技术深 度融合，推动通信行业的持续发展。
解调的方法
线性解调和非线性解调等不同 的解调方法。
03
通信协议与标准
通信协议的概述
通信协议的定义
通信协议是通信过程中需要遵循的规则和约定，用于确保不同设备 之间的信息传输能够顺利进行。
通信协议的作用
通信协议规定了设备之间的通信方式、数据格式、传输速率、信号 特征等方面的要求，以确保数据传输的可靠性和高效性。
通信系统的分类
总结词
通信系统可以根据不同的分类标准进行分类，如按传输介质可分为有线通信和无 线通信，按业务类型可分为电话通信、数据通信等。
详细描述
根据传输介质的不同，通信系统可以分为有线通信和无线通信。有线通信是通过 电缆、光纤等物理介质进行信号传输，而无线通信则是通过电磁波进行传输。此 外，按业务类型，通信系统可以分为电话通信、数据通信、图像通信等。

为话务通信和非话务通信。话务通信业务主要是电话信息服务业务、语音信箱 业务和电话智能网业务。非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、数据 库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文及会议电视、图 象通信等。控制通信则包括遥测、遥控、遥信和遥调等。
2 按调制方式分类 根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。基
网、WAP、彩信、话音、 上网、WAP、彩信、话
短信
音、短信
TD-SCDMA → TD-HSDPA → TD-HSUPA → TDHSPA+ → LTE TDD
GSM → GPRS → EDGE → WCDMA → HSDPA → HSUPA → HSPA+ → LTE FDD
可视电话、高速数据 上网、WAP、彩信、话 音、短信
带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频市内电话。频带传输是对各种信 号调制后传输的总称。
3 按传输信号的特征分类 按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成模
拟通信系统和数字通信系统。 4 按通信方式分类 按消息传递的方向和时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通
信三种。
19
• 基站覆盖范围比较: • 移動 TD-SCDMA:TD-SCDMA因为上行同步，其原理根据时隙和光速计
1wlan业务接入2无线dsl面向城域覆盖3移动通信基站回程链路及企业接入网80211x245ghz54108mbps100米wlan点对多点无线连接支持ap间的切换用1企业wlan2pwlan3家庭soho无线网关80215x24ghz3106ghz025155110mbps1075米10米wpan点对点短距离连接工作在个人操作环境用于家庭及办公室的高速数据网络802154工作在低速率用于家庭控制网ieee802无线标准系列ieee80216ieee80216标准比较标准比较8021680216a80216d80216e标准情况2001年12月正式发布2003年1月正式发布2004年6月23日获批预计于2005年底发布使用频段1066ghz11ghz1066ghz11ghz6ghz信道条件视距非视距视距非视距非视距固定移动性固定固定固定游牧移动漫游调制方式qpsk16qam64qam256ofdmbpskqpsk16qam64qam256ofdmbpskqpsk16qam64qam2048ofdma256ofdmbpskqpsk16qam64qam12851210242048ofdma信道带宽2528mhz12520mhz12520mhz12520mhz传输速率32134mbps28mhz为载波带宽在20mhz信道上提供约75mbps的速率在20mhz信道上提供约75mbps的速率mhz的信道上提供约15mbps的速率额定小区半5km510km515km几kmieee802162004与16e技术对比技术参数80216200480216e子载波数256ofdm2048ofdma256ofdm12851210242048ofdma带宽mhz175mhz20mhz125mhz20mhz频段211ghz6ghz移动性固定或便携中低车速峰值速率75mbps20mhz15mbps5mhz调制方式qpsk16qam64qam信道编码卷积码块turbo码卷积turbo码ldpc码链路自适应amc功率控制harq小区间切换不支持支持增强型技术智能天线空时码空分多址宏分集16emesh网络拓扑接入控制主动带宽分配轮询竞争接入相结合qos支持4种qos等级

系统的传递函数
描述线性时不变系统的数 学模型，表示输入和输出 之间的关系。
03
CATALOGUE
模拟调制系统
调制的定义与分类
调制的定义
调制是一种将低频信号加载到高 频载波上的技术，以便通过信道 传输。
调制的分类
调制可以分为模拟调制和数字调 制两大类。模拟调制是指用连续 变化的模拟信号去调制载波的幅 度、频率或相位。
章节概述
本章将介绍数字调制的基本原理和技术，包括振幅调制、频 率调制和相位调制等。
通过学习本章，学生将能够了解数字调制的基本概念、原理 和技术，掌握数字调制系统的性能分析和设计方法，为进一 步学习通信系统的其他相关内容打下基础。
02
CATALOGUE
信号与系统
信号的分类与特性
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
周期信号
线性调制系统（AM、FM）
AM（调幅）调制
AM调制是通过改变载波的幅度来传 递信息的一种调制方式。在AM调制 中，低频信息信号叠加在载波上，并 通过信道传输。
FM（调频）调制
FM调制是通过改变载波的频率来传递 信息的一种调制方式。在FM调制中， 低频信息信号用来控制载波的频率变 化，从而实现信息的传输。
有效性
衡量通信系统传输有效信息的 能力，通常用传输速率或频谱
效率来表示。
可靠性
衡量通信系统传输信息的可靠 程度，通常用误码率（BER） 或信噪比（SNR）来表示。
实时性
衡量通信系统传输实时信号的 能力，通常用延迟时间来表示
。
安全性
衡量通信系统保护信息传输安 全的能力，通常用加密和认证
技术来表示。
误码率（BER）计算

xDSL技术
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。

均匀量化的缺陷
-0.52=-1 〔1-0.52〕/0.52=92% 均匀量化严重降低小幅值信号的信
噪比，一般采用非均匀量化。
模拟信号数字化
非均匀量化
实际中常采用的方法有两种：见P123
✓一种是采用13折线近似A律压缩特性 ✓一种是采用15折线近似μ律压缩特性
A律压缩特性
A律压缩特性公式为：
方向。
模拟信号数字化
自然界的许多信号都是模拟的， 将模拟信号转化为数字信号传输 可以利用数字传输的优点。
模拟信号转化为数字信号，称为 A/D变换。
传输到接收端转换为模拟信号，
称为D模/拟A信变号 换。信源编码
数字信号
采样→量化→编码
模拟信号数字化
模拟 信息源
采样、量化 和编码
数字 通信系统
但其中靠近零点的1、2段斜率也 都等于16，与正方向的第1、2段 斜率一样，又可以合并为一根， 因此，正、负双向共有2×(8-1)1=13 折，故称其为13折线。
各段的斜率见下表。
A=86.6与 13 折线压缩特性的比较
y0
1 2 34 8 8 88
5
671
8 88
x0
按折 0 线分 段时 的x 段落
样频率fs ≥ 2fH，那么可以由采样序列无失真地重建恢 复原始信号m(t) 。
模拟信号数字化
脉冲载波调制
✓ 脉冲幅度调制PAM：用基带信号m(t)去改 变脉冲的幅度。
✓ 脉冲宽度调制PWM：用基带信号m(t)去改 变脉冲的宽度。
✓ 脉冲相位调制PPM：用基带信号m(t)去改变 脉冲的相位。
模拟信号数字化
低通信号冲激采样及频谱
…
w 2ws
采样定理的含义

A系统：
b
Rb B
2400 2400
（1 b/（s
Hz））
B系统：
b
Rb B
2400 （ 2 b/（s Hz）） 1200
所以，B系统的有效性更好。
— 17 —
17
第一章 通信技术概论
1.4 信系统性能指标
— 18 —
评注：两个传输速率相同的系统，若占用的带宽不同，则两者的传输 速率不同，所以频带利用率更好地反映了数字通信系统的有效性。
19
第一章 通信技术概论
1.4 信系统性能指标
— 20 —
2.数字通信系统的可靠性指标 数字通信系统的可靠性可用信号在传输过程中出现错误的概率来衡量，即用差 错率来衡量。差错率也有两种表示方法：误码率（Pe）和误信率（Pb）表示。 （1）误码率（Pe），指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切 的说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率，即：
例：某信源在1秒内传送1000个符号，且每个符号的平均信息量为1b， 则该信源的信息速率Rb为1000b/s.
11
第一章 通信技术概论
1.4 信系统性能指标
— 12 —
在“0”、“1”等概率出现的二进制系统中，每个码元含有的信息量为1b，所以
二进制数字信号系统的码元速率和信息速率在数量上相等。
在采用多（N）进制码元的传输中，若N个符号相互独立且等概出现，则每个码元
**结论：若数字传输系统的进制不同，其传输速度 通过信息传输速率来衡量。
26
第一章 通信技术概论
小结
— 27 —
任务1：通信的 1. 掌握通信的目的、基本概念；2. 了解通信发展的历史
基本概念、组 ；3. 能区分信号、信息、消息的概念。4. 掌握通信系统

1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
通信系统性能分析4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

»减小本振泄漏，在FDD系统中作为频域双工器
– 低噪声放大器
»低噪声，在不造成接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益，抑制后
2021年3月5日
频谱搬移
图 5.4.2 变频前后的频谱图
线性频率变换
第4页
通信电子线路
贺州学院机械与电子工程学院
我们知道，在频谱搬移电路中，输出信号的频
率成分与输入信号的频率成分不同，因此，要实现 频谱搬移，要求电路必须能够产生新的频率成分。
根据我们所学知识，线性电路是不能产生新的
频率成分的（为什么？），因此要实现频谱搬移， 必须使用非线性电路，在非线性电路中，其核心是 非线性器件。
(a)
C()
(b)
第二章 2021年3月5日
贺州学院机械与电子工程学院
Y ()
(c)
第16页
通信电子线路
混频
3) 复信号下变频
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X ()
yI (t) xI (t) cos(LOt) xQ (t) sin(LOt) yQ (t) xQ (t) cos(LOt) xI (t) sin(LOt)
End 第6页
通信电子线路
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图 5.2.4 线性电阻上的电压 与电流波形
图 5.2.5 正弦电压作用于二极管 产生非正弦周期电流
输出电流与输入电压相比，波形不同，周期相同。 可知，电流中包含电压中没有的频率成分。
2021年3月5日
第7页
通信电子线路
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结论：时域相乘 => 频域卷积 => 频谱搬移
2021年3月5日
第11页
通信电子线路
混频