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现代通信原理乔延华课件
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目录
壹
通信原理基础
贰
模拟通信技术
叁
数字通信技术
肆
移动通信原理
伍
网络通信协议
陆
通信系统设计与优化
通信原理基础
第一章
通信系统概述
通信系统由信息源、发送器、信道、接收器和目的地组成，共同完成信息的传输。
通信系统的组成
信道编码用于在传输过程中加入冗余信息以检测和纠正错误，解码则是接收端的逆过程。
信道编码与解码
调制是将信息信号转换为适合传输的形式，解调则是接收端将信号还原为原始信息的过程。
信号的调制与解调
01
02
03
信号与噪声
信号是携带信息的物理量，可以是模拟信号如声波，也可以是数字信号如计算机数据。
信号的定义与分类
噪声是通信过程中产生的不需要的信号，如电磁干扰，它会降低通信质量，影响信息的准确传输。
噪声的来源与影响
信噪比是衡量信号质量的重要指标，表示信号强度与噪声强度的比值，高信噪比意味着更清晰的通信。
信噪比的概念
现代通信中采用多种技术减少噪声影响，例如使用滤波器、编码技术等，以提高信号的清晰度。
噪声消除技术
信息论基础
信息量通常用比特来度量，反映了信息的不确定性或新颖性。
信息的度量
信道容量是信道传输信息的最大速率，由香农公式定义，是信息论的核心概念之一。
信道容量
编码是将信息转换为适合传输的形式，解码则是将接收到的信号还原为原始信息的过程。
编码与解码
模拟通信技术
第二章
模拟信号调制
幅度调制是通过改变载波信号的幅度来传输信息信号，广泛应用于广播电台。
幅度调制(AM)
相位调制通过改变载波信号的相位来传输信息，常用于无线通信系统中。
相位调制(PM)
频率调制通过改变载波信号的频率来传输信息，具有较好的抗干扰性能，用于FM广播。
频率调制(FM)
模拟信号解调
包络检波是模拟信号解调中最简单的方法，广泛应用于AM（调幅）信号的解调。
包络检波技术
同步检波需要一个与载波频率和相位同步的参考信号，常用于FM（调频）信号的解调。
同步检波技术
频率转换解调通过将接收到的信号与本地振荡器产生的信号混合，实现频率的转换和解调。
频率转换解调
模拟通信系统性能
模拟通信系统中，信号在传输过程中可能会受到干扰，导致失真。例如，FM广播在远距离传输时可能会出现音质下降。
信号失真度
模拟通信系统对不同频率信号的响应能力不同，影响了信号的清晰度和质量。例如，老式电话线对高频信号的衰减较大。
频率响应
信噪比是衡量模拟通信系统性能的重要指标，它表示信号强度与背景噪声的比值。例如，高质量的音频设备通常具有较高的信噪比。
信噪比
数字通信技术
第三章
数字信号编码
PCM是数字信号编码的基础技术，通过采样、量化和编码将模拟信号转换为数字信号。
脉冲编码调制(PCM)
01
DPCM通过预测下一个样本值来减少所需的比特数，提高了编码效率，常用于视频和音频信号。
差分脉冲编码调制(DPCM)
02
ADPCM根据信号的统计特性动态调整量化步长，进一步提高了数据传输效率，适用于移动通信。
自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)
03
数字信号调制解调
01
数字调制技术
数字调制技术包括幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)，用于将数字信号转换为适合传输的形式。
02
解调过程解析
解调是调制的逆过程，通过同步检测、包络检测等技术从调制信号中恢复出原始的数字信息。
03
调制解调器的作用
调制解调器（Modem）是数字通信中不可或缺的设备，它负责将数字信号调制到模拟信号上，以及将接收到的模拟信号解调回数字信号。
数字通信系统性能
误码率性能
01
数字通信系统中，误码率是衡量系统性能的关键指标，它反映了数据传输的准确性。
频谱效率
02
频谱效率描述了单位频带宽度内数据传输的速率，是数字通信系统设计的重要性能指标。
信号干扰比
03
信号干扰比（SIR）衡量了有用信号与干扰信号的比值，影响通信系统的可靠性和质量。
移动通信原理
第四章
移动通信系统架构
03
核心网负责处理呼叫、数据传输、计费等，是移动通信系统中实现网络功能的关键部分。
核心网的功能
02
无线接入网包括基站控制器、基站收发台等，负责无线信号的传输和处理。
无线接入网的组成
01
移动通信系统中，基站通过无线接口与用户设备连接，同时与核心网交换数据和控制信息。
基站与核心网的连接
04
用户设备如手机、数据卡等，通过无线接入网与核心网交互，实现通信服务。
用户设备的角色
无线信道特性
多径效应
无线信号在传播过程中会遇到障碍物反射，导致接收端收到多个不同路径的信号，形成多径效应。
01
02
信号衰落
由于传播距离、障碍物等因素，无线信号强度会随时间和空间变化，产生信号衰落现象。
03
频率选择性衰落
不同频率的信号在多径传播中经历不同的衰
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