《通信原理概述》課件

《通信原理概述》本課程介紹通信原理的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和應用場景，旨在為同學們提供對現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)認識和理解。課程導入學習目標了解通信原理的基礎(chǔ)知識和重要概念。課程內(nèi)容涵蓋模擬通信、數(shù)字通信、無線通信等領(lǐng)域。應用場景從移動通信到互聯(lián)網(wǎng)，通信原理無處不在。通信的基本概念信息傳遞通過電磁波或其他媒介傳輸信息。信號處理對信息進行編碼、調(diào)制、解調(diào)等處理。系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)建可靠、高效的通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)發(fā)送端信號源、編碼器、調(diào)制器等。信道傳輸信息的媒介，如電纜、光纖、無線電波等。接收端解調(diào)器、解碼器、信號處理等。通信系統(tǒng)的分類模擬通信信號以連續(xù)波形表示，如音頻信號。數(shù)字通信信號以離散數(shù)字表示，如計算機數(shù)據(jù)。無線通信通過無線電波傳輸信息，如手機通信。模擬通信系統(tǒng)1信號產(chǎn)生聲音、圖像等信息被轉(zhuǎn)換為模擬信號。2信號調(diào)制將模擬信號調(diào)制到載波上進行傳輸。3信號解調(diào)接收端解調(diào)載波，恢復原始模擬信號。信號的表示1時域信號隨時間變化的函數(shù)。2頻域信號在不同頻率上的分布。3復頻域信號在復頻域上的表示。頻域分析1頻譜信號在頻域上的分布圖。2帶寬信號占據(jù)的頻率范圍。3頻率成分信號中不同頻率成分的強度。信號的頻譜1音頻信號包含豐富的頻率成分。2數(shù)字信號主要集中在低頻段。3調(diào)制信號載波頻率附近出現(xiàn)新的頻譜。信號的濾波低通濾波通過低頻信號，阻擋高頻信號。高通濾波通過高頻信號，阻擋低頻信號。帶通濾波通過特定頻段的信號，阻擋其他頻段的信號。線性時不變系統(tǒng)線性疊加性：輸入信號的線性組合對應輸出信號的線性組合。時不變輸入信號延遲，輸出信號也對應延遲。頻率響應系統(tǒng)對不同頻率信號的響應特性。傅里葉變換時域與頻域?qū)⑿盘枏臅r域轉(zhuǎn)換到頻域，或反之。頻譜分析分析信號的頻率成分。系統(tǒng)分析利用傅里葉變換分析線性時不變系統(tǒng)。調(diào)制的基本原理1載波高頻信號，用于傳輸信息。2調(diào)制將信息信號疊加到載波上。3解調(diào)從載波中分離出信息信號。幅度調(diào)制角度調(diào)制頻率調(diào)制通過改變載波頻率來傳輸信息。相位調(diào)制通過改變載波相位來傳輸信息。數(shù)字通信系統(tǒng)1數(shù)字信號使用二進制編碼表示信息。2數(shù)字調(diào)制將數(shù)字信號調(diào)制到載波上。3數(shù)字解調(diào)接收端解調(diào)載波，恢復數(shù)字信號。采樣定理奈奎斯特頻率采樣頻率必須大于信號帶寬的兩倍。無失真恢復滿足采樣定理，可以從采樣信號中恢復原始信號。量化和編碼量化將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為離散數(shù)值。編碼將離散數(shù)值轉(zhuǎn)換為二進制代碼?；鶐?shù)字傳輸1信號整形使數(shù)字信號更適合傳輸。2信道編碼增加信號的抗干擾能力。3信號檢測接收端檢測信號，判斷信息。信號檢測和接收匹配濾波提高信號檢測的信噪比。判決門限根據(jù)接收信號的幅度進行判決。信道編碼1糾錯碼提高信號的可靠性。2編碼技術(shù)漢明碼、循環(huán)碼等。3解碼技術(shù)譯碼算法，恢復原始信息。信道多址接入1多址接入多個用戶共享同一信道。2技術(shù)分類時分多址、頻分多址、碼分多址等。3應用場景移動通信、衛(wèi)星通信等。多址接入技術(shù)1時分多址將時間分成多個時隙，每個用戶占用一個時隙。2頻分多址將頻譜分成多個頻段，每個用戶占用一個頻段。3碼分多址使用不同的碼字區(qū)分用戶，允許多個用戶同時占用相同的頻段。無線通信系統(tǒng)無線電波通過電磁波傳輸信息。無線信道無線電波傳播的媒介，存在衰落、干擾等。無線網(wǎng)絡多個無線設(shè)備組成的網(wǎng)絡。無線電波傳播直射波無線電波直線傳播。反射波無線電波遇到障礙物反射。衍射波無線電波繞過障礙物傳播。無線信道建模瑞利衰落信號幅度隨機變化。多徑傳播信號經(jīng)過多條路徑到達接收端。多普勒頻移由于移動導致的頻率變化。無線系統(tǒng)規(guī)劃覆蓋范圍確保信號覆蓋所有用戶。信號強度保證用戶間良好的通信質(zhì)量。無線網(wǎng)絡概述1無線局域網(wǎng)例如家庭無線網(wǎng)絡、校園無線網(wǎng)絡。2蜂窩移動網(wǎng)絡例如GSM、CDMA、LTE等。3衛(wèi)星通信網(wǎng)絡例如衛(wèi)星電視、衛(wèi)星電話等。5G通信技術(shù)高帶寬支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。低延遲提供更快的響應時間。海量連接支持更多設(shè)備同時連接。課程