通信系统的信道PPT课件

1 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 2 数字通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 3 信源编码是将信息转换成二进制数据 而后进行适当的压缩 例如 语音编码 信源解码过程是这个过程的逆过程 信源编码 信源解码 模拟信号 数字信号 采样 模拟 数字 信源编码 数字信号 4 例 语音信号编码 语音信号的频率 300Hz 3400Hz 一般为语音信号最高频率是4KHz 5 语音信号的采样 采样定理 6 语音信号的量化 3 5v 01100011 10010011 4 7v 7 语音信号的压缩 原始信号 2X4kX8 64kbits s语音信号压缩技术 GSM系统中语音信号为9kbits s语音信号可以压缩到1kbits s以下 8 图像信号的压缩 图像信号是由一个个的像素组成 例800X600 每个像素的幅度表示灰度彩色图像有三种不同的基色图像信号具有更多的信息量需要传输 例 800X600X25帧 秒X3 高清电视图像信号的传输需要几十兆比特 秒 9 0110101001000101 信源编码的工作一般由 信号与信息处理 专业的研究人员完成 10 信源编码 无损编码 举例Huffman Huffman编码 设信源有8种字母 对应概率为 11 信源编码 无损编码 举例Huffman 12 信源编码 有损编码 语音编码 64kbps 32 16 8 4 8 2 4 0 8kbps预测编码PCM DPCM ADPCM参数编码高清晰度电视 1Gbps 20Mbps分块 DCT 变换系数量化 Huffman编码帧间前向预测编码 P帧帧间前向后向预测编码 B帧 13 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 14 用于保证接收到的 0 1 序列是正确的 错误检测可检查接收信息是否正确需要加入一些冗余信息 错误纠正可以检测并可以纠正错误需要更多的冗余信息 重传机制在系统能够监测到错误但不能纠正错误时需要更多冗余产生时延 信道编码 15 正确信息 我们明天14 00 16 00开会接收到的错误信息 我们明天10 00 16 00开会 接收信息有错误 但接收端无法知道 纠错编码的意义 16 正确信息 我们明天14 00 16 00开会利用编码的方法可使错误被检测到 我们明天下午10 00 16 00开会 错误可被检测到 但不能被纠正 这里加入了一定的冗余信息 纠错编码的意义 17 利用编码的方法可使错误被检测到并被纠正我们明天下午10 00 16 00开会两个小时 错误可被检测 并可被纠正 加入了更多的冗余信息 纠错编码的意义 18 有些错误是无法检测到并被纠正的我们明天下午16 00 18 00开会两个小时 加入了足够的冗余信息 错误无法被检测并被纠正 纠错编码的意义 19 设信源码元为x3 x4 x5 x6 三位附加码元为x0 x1 x2 满足以下条件 信道编码 举例 7 4 汉明码 传输序列 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 上述编码 解码可以纠正接收序列中一定数量的错误 20 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 21 调制 将若干个二进制数字组成的序列映射成一组相应时间波形 例 待传序列为 0010111001 t T 2T 3T 1 3 T 一个波形占有的时间 22 载波调制后的信号 23 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 24 带宽限制导致低通滤波的需要 频率轴 用户1 用户6 25 利用不同的通信频带传输信号 26 通信系统的基本定义 比特 0 1 带宽 Hz KHz MHz传输速率 比特 秒 b s bps kb s Mb s信噪比 信号功率 噪声功率 dB 27 传输比特率 若每个符号可以携带k个比特 如8PSK时k 3 则系统传输的符号率R与比特率Rb的关系有 k Rb R 28 几种通信系统带宽 GSM 若干200KHz频带构成CDMA 若干1 25MHz频带构成广播数字电视 DVB T 若干6 7 8MHz频带带宽构成 29 30 经过低通滤波器后的载波调制信号 31 信道的问题 噪声的影响时变幅度衰减时变相位变化传输时延临近频道干扰 32 高斯噪声 33 无线电波的传输 34 时延特性 35 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 36 接收机的主要工作 天线接收无线电波并转化为电信号对电信号进行滤波及解调对接收信号进行纠错解码对信源信号进行解压缩得到原始信号 37 接收机 数字通信的接收机复杂度大于发射机一般来讲接收机需要对付信道对发射信号的畸变发射信号的设计要以接收机能否正常接收到发射信号为原则 38 通信系统的构成 点到点 信源编码 信道编码 调制 低通滤波 载波调制 通道 载波解调 低通滤波 解调 信道解码 同步 均衡 信宿 发射天线 接收天线 39 无线通信系统的研究内容 信道编码 解码的研究 纠错编码 BCH码 卷积码 turbo码 LDPC码调制 解调技术的研究BPSK QAM OFDM 天线与传输技