通信原理第1章通信原理概述

通信原理第1章通信原理概述CATALOGUE目录通信系统的基本概念通信系统的性能指标信号与信道的基本特性模拟调制系统数字调制系统信道编码与差错控制扩频通信原理01通信系统的基本概念

信息、信号与信道信息通信中传输的内容，表示事物之间的差异或关系。信号信息的载体，可以是电、光、声等不同形式。信道信号传输的媒介，包括有线和无线信道。连续变化的信号，如电话语音信号。模拟信号离散的信号，如计算机数据信号。数字信号模拟信号与数字信号通信系统的组成发送端、信道、接收端。通信系统的分类有线通信和无线通信。通信系统的组成与分类02通信系统的性能指标衡量通信系统传输信息快慢的指标，单位是比特/秒（bps）或比特/符号（bps）。传输速率频谱效率数据率在给定带宽内传输的比特率，单位是比特/秒/赫兹（bps/Hz）。单位时间内传输的数据量，通常用于描述数字通信系统。030201有效性衡量数字通信系统传输可靠性的指标，表示传输过程中出现错误的比特数占总比特数的比例。误码率信号与噪声之间的功率比值，用于衡量模拟通信系统的可靠性。信噪比衡量通信系统传输差错性能的指标，包括帧错误率（FER）和块错误率（BLER）。差错率可靠性在给定信噪比条件下，信道能够传输的最大比特率。信道容量影响通信系统的有效性和可靠性，不同的调制方式在带宽和抗干扰能力方面有所权衡。调制方式通过增加冗余信息来降低误码率的手段，但会牺牲有效性来换取可靠性。纠错编码通信系统的有效性、可靠性权衡03信号与信道的基本特性频率信号的频率表示信号中周期性变化的次数，是信号的基本特征之一。幅度信号的幅度表示信号的强度或振幅，是信号的基本特征之一。相位信号的相位表示信号在不同时刻所处的位置，是信号的基本特征之一。信号的基本特性信道的带宽表示信道能够传输的信号频率范围，是信道的基本特征之一。带宽信道的损耗表示信号在传输过程中所受到的损失，是信道的基本特征之一。损耗信道的噪声表示信号传输过程中所受到的干扰，是信道的基本特征之一。噪声信道的基本特性信道容量表示在给定信噪比条件下，信道能够传输的最大信息速率。信道容量香农公式是通信原理中的一个重要公式，用于计算在给定信噪比条件下，信道能够传输的最大信息速率。该公式由香农提出，因此被称为香农公式。香农公式信道容量与香农公式04模拟调制系统调制是将低频信号加载到高频载波上的过程，以便更好地传输信号。调制可以分为模拟调制和数字调制两大类。模拟调制是指连续变化的信号进行调制，而数字调制则是将数字信号转换为适合传输的格式。调制的概念与分类调制的分类调制的概念AM是一种通过改变载波的振幅来传输信息的调制方式。在AM中，载波的振幅随着低频信号的变化而变化。AM（调幅）DSB是在AM的基础上发展而来的，它只保留了载波的上下边带，消除了载波本身。DSB的优点是所需的频带比AM更窄，但解调过程更为复杂。DSB（双边带调幅）SSB是另一种线性调制方式，它只保留了载波的一个边带，从而进一步压缩了所需的频带。SSB的解调过程比DSB更为复杂。SSB（单边带调幅）线性调制（AM、DSB、SSB）FM（调频）FM是通过改变载波的频率来传输信息的调制方式。在FM中，载波的频率随着低频信号的变化而变化。FM的优点是具有较好的抗干扰性能和能够传输相位信息，常用于声音广播和无线通信等领域。PM（调相）PM是通过改变载波的相位来传输信息的调制方式。在PM中，载波的相位随着低频信号的变化而变化。PM的优点是具有较高的信息传输速率和较低的信号功率，但解调过程较为复杂。非线性调制（FM、PM）05数字调制系统利用载波的幅度变化来传递数字信息。总结词二进制振幅键控是一种数字调制方式，通过改变载波的幅度来表示二进制信息。在2ASK中，当发送1时，载波幅度为正值；当发送0时，载波幅度为0。详细描述二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）总结词利用载波频率的变化来传递数字信息。详细描述二进制频移键控是一种数字调制方式，通过改变载波的频率来表示二进制信息。在2FSK中，当发送1时，载波频率为f1；当发送0时，载波频率为f2。二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）VS利用载波相位的变化来传递数字信息。详细描述二进制相移键控是一种数字调制方式，通过改变载波的相位来表示二进制信息。在2PSK中，当发送1时，载波相位为0或π；当发送0时，载波相位为π/2或3π/2。总结词二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）多进制数字调制（MASK、MPSK、MQAM）总结词利用多个幅度级别的载波来传递多进制数字信息。详细描述多进制振幅键控是一种数字调制方式，通过改变载波的幅度级别来表示多进制信息。在MASK中，根据发送的位数，载波可以有多个不同的幅度级别。多进制数字调制（MASK、MPSK、MQAM）利用多个相位级别的载波来传递多进制数字信息。总结词多进制相移键控是一种数字调制方式，通过改变载波的相位级别来表示多进制信息。在MPSK中，根据发送的位数，载波可以有多个不同的相位级别。详细描述结合多进制振幅键控和多进制相移键控的特点，利用多个幅度和相位级别的载波来传递多进制数字信息。多进制正交幅度调制是一种数字调制方式，通过同时改变载波的幅度和相位级别来表示多进制信息。在MQAM中，根据发送的位数，载波可以有多个不同的幅度和相位级别。总结词详细描述多进制数字调制（MASK、MPSK、MQAM）06信道编码与差错控制差错类型差错控制主要针对的是随机错误和突发错误，其中随机错误指的是独立发生的错误，突发错误指的是多个连续的相同类型的错误。差错控制方式差错控制方式包括前向纠错、反馈校验和混合纠错等。前向纠错方式通过在发送端加入纠错码，使得接收端能够自动纠正传输过程中的错误；反馈校验方式通过在接收端反馈给发送端校验信息，让发送端重新发送有错误的信号；混合纠错方式则结合前向纠错和反馈校验两种方式。差错控制的基本概念线性分组码的基本概念线性分组码是一种纠错码，它将信息码元和校验码元按照线性关系进行组合，使得整个码组具有特定的性质。要点一要点二线性分组码的编码原理线性分组码的编码过程是在信息码元的基础上，根据一定的规则添加校验码元，使得整个码组满足线性关系。线性分组码循环码的基本概念循环码是一类重要的纠错码，其码字具有循环移位的性质。循环码具有严格的数学基础，其编码和检错过程相对简单。循环码的编码原理循环码的编码过程是将信息位左移一定的位数后，再加上循环移位后的校验位。在接收端，通过检测接收到的码组是否满足循环移位的性质，可以判断是否存在错误。循环码07扩频通信原理扩频通信是一种信息传输方式，通过将信息扩展到更宽的频带中进行传输，以提高信息传输的可靠性和安全性。扩频通信利用伪随机序列将信息信号扩展到一个比信息信号带宽更宽的频带中，以实现信息的传输。扩频通信具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗窃听能力强等优点，因此在军事通信、卫星通信、无线通信等领域得到广泛应用。扩频通信的基本概念与原理

直接序列扩频（DS-SS）直接序列扩频是一种常用的扩频通信方式，它将信息信号通过一个伪随机序列进行调制，扩展到更宽的频带中。直接序列扩频具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强等优点，因此在无线通信和移动通信等领域得到广泛应用。直接序列扩频的缺点是信号的功率谱密度较低，容易受到窄带干扰的影响。跳频扩频具有抗干扰能力