《通信原理第六章》课件.pptx

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1、通信原理第六章ppt课件目录CONTENTS引言通信系统概述信号与信道模拟调制系统数字调制系统信道编码与差错控制通信系统的保密与安全01引言通信原理第六章课程名称通信工程、电子信息工程等专业的学生适用对象介绍通信系统的基本原理、信号传输、调制解调等方面的知识主要内容课程简介010204课程目标掌握通信系统的基本原理和信号传输方式理解调制解调的基本概念和原理学会分析和设计通信系统中的关键模块提高解决实际通信问题的能力0302通信系统概述信宿接收并使用信息的设备或人。接收器接收信道传输的信号，并将其还原为原始信息，如扬声器、显示器等。信道传输信号的媒介，如无线电波、光纤等。信源产生需要传输的信息，

2、如话筒、摄像头等。发送器将信源产生的信息转换为适合传输的信号，如调制器。通信系统的基本组成有线通信系统无线通信系统卫星通信系统数字通信系统通信系统的分类01020304利用导线传输信号的系统，如电话线、光纤等。利用无线电波传输信号的系统，如手机、无线路由器等。利用卫星传输信号的系统，覆盖范围广，通信距离远。传输数字信号的系统，抗干扰能力强，传输质量高。单位时间内传输的信息量，单位为比特/秒（bps）。传输速率传输过程中出现错误的概率，越低越好。误码率单位频带内传输的信息量，越高越好。频带利用率信号与噪声的比值，越高越好，影响通信质量。信噪比通信系统的性能指标03信号与信道信号的特性幅度、频率、

3、相位、时间信号的频域表示傅里叶变换、频谱分析信号的分类连续信号与离散信号、确定信号与随机信号、模拟信号与数字信号信号的分类与特性03信道的数学模型理想信道模型与实际信道模型01信道的分类有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道、恒参信道与随参信道02信道的特性带宽、容量、噪声、失真信道的分类与特性信号通过信道的传输方式：调制传输与基带传信号通过信道传输的失真：线性失真与非线性失真信号通过信道传输的噪声：加性噪声与乘性噪声信号通过信道传输的干扰：同频干扰、邻频干扰、互调干扰01020304信号通过信道的传04模拟调制系统调制是将低频信号（基带信号）附加到高频载波信号上，使其成为适合传输的信号形式

4、。调制概念调制分为模拟调制和数字调制两大类，模拟调制是以连续的模拟信号作为输入，输出也是连续的模拟信号。调制分类模拟调制具有信号连续、实时性强、抗干扰能力弱等特点，适用于传输模拟信号，如音频、视频等。模拟调制的特点调制的概念与分类 调幅（AM）系统调幅定义调幅是一种模拟调制方式，通过改变载波信号的幅度来传输信息。调幅原理调幅的基本原理是将基带信号的幅度变化通过乘法器与高频载波信号相乘，得到调幅波。调幅特点调幅波的幅度随基带信号的变化而变化，抗干扰能力较弱，但实现简单，广泛应用于广播、电视等领域。调频原理调频的基本原理是将基带信号的幅度变化通过一个线性相位滤波器与高频载波信号相乘，得到调频波。调

5、频定义调频是一种模拟调制方式，通过改变载波信号的频率来传输信息。调频特点调频波的频率随基带信号的变化而变化，抗干扰能力强于调幅波，但实现复杂度较高，主要用于无线电广播、卫星通信等领域。调频（FM）系统调相是一种模拟调制方式，通过改变载波信号的相位来传输信息。调相定义调相的基本原理是将基带信号的幅度变化通过乘法器与高频载波信号相乘，同时改变乘法器的相位，得到调相波。调相原理调相波的相位随基带信号的变化而变化，抗干扰能力强于调幅波和调频波，但实现复杂度最高，主要用于卫星通信、雷达等领域。调相特点调相（PM）系统05数字调制系统总结词利用载波的振幅变化来传递二进制信息详细描述二进制振幅键控（2ASK

6、）是一种数字调制方法，利用载波振幅的变化来表示二进制信息。在2ASK中，二进制信息通过开关载波的振幅来传递，通常使用高电平表示二进制“1”，低电平表示二进制“0”。二进制振幅键控（2ASK）总结词利用载波频率的变化来传递二进制信息详细描述二进制频移键控（2FSK）是一种数字调制方法，利用载波频率的变化来表示二进制信息。在2FSK中，二进制信息通过改变载波的频率来表示，通常使用两个不同的频率来表示二进制“1”和“0”。二进制频移键控（2FSK）利用载波相位的变化来传递二进制信息总结词二进制相移键控（2PSK）是一种数字调制方法，利用载波相位的变化来表示二进制信息。在2PSK中，二进制信息通过改变

7、载波的相位来表示，通常使用两个不同的相位来表示二进制“1”和“0”。详细描述二进制相移键控（2PSK）多进制调制系统利用多个状态来表示多位信息总结词多进制调制系统是一种数字调制方法，利用多个状态来表示多位信息。与二进制调制系统相比，多进制调制系统使用更多的状态来表示信息，因此具有更高的频带利用率和抗干扰能力。常见的多进制调制系统包括四相相移键控（QPSK）和正交幅度调制（QAM）。详细描述06信道编码与差错控制在数据传输过程中，为了降低或消除传输差错，通过一定的编码技术对信息进行控制和纠正的过程。差错控制差错类型差错控制方式随机错误和突发错误，其中随机错误是指单个比特出错，突发错误是指多个比特

8、同时出错。自动重传、前向纠错和混合纠错。030201差错控制的基本概念123将信息码元编成一组，加上一定的校验位，使得整个码组具有某种确定的数学特性，以便在传输过程中发现或纠正错误。定义奇偶校验码、线性分组码等。分类在纠错能力范围内，能够纠正多个比特错误。线性分组码的特点线性分组码定义一种特殊的线性分组码，其码元在码组中循环移位仍然是一有效码组。特点循环码具有循环特性，即任何一个码组的循环移位后仍为有效码组，这使得解码过程变得简单且高效。实现方法通过模2加法运算实现循环码的编码和译码。循环码定义01将输入的信息序列分成k个比特一组，然后编码器将这些k比特组转换成n比特组（nk）的输出序列。特点

9、02卷积码具有记忆特性，即编码过程中当前输出的不仅与当前输入有关，还与之前的输入有关。这使得卷积码在纠错能力范围内能够纠正多个比特错误。解码方法03卷积码通常采用维特比（Viterbi）算法进行解码，该算法能够有效地降低接收端误码率。卷积码07通信系统的保密与安全通过特定的算法和密钥将明文信息转换为密文，以保护信息的机密性和完整性。信息加密明文信息经过加密算法和密钥的处理，转换为无法直接阅读的密文信息，只有持有解密密钥的人才能将密文还原为明文。加密过程保护敏感信息不被非法获取、窃取或篡改，确保通信系统的安全和可靠。加密目的信息加密的基本概念对称密码体制和非对称密码体制。密码体制分类加密和解密使

10、用相同的密钥，如DES、AES等。对称密码体制加密和解密使用不同的密钥，如RSA、ECC等。非对称密码体制对称密码体制运算量较小，加密速度快，但密钥管理困难；非对称密码体制安全性较高，但运算量大，加密速度慢。特点比较密码体制的分类与特点使用64位密钥和64位明文块进行加密，通过一系列复杂的变换得到64位密文块。DES算法已被认为不够安全，逐渐被AES算法取代。DES算法使用128位、192位或256位密钥和128位明文块进行加密，通过多轮迭代和变换得到相应的密文块。AES算法被认为是目前最安全的加密算法之一。AES算法数据加密标准（DES）与AES算法公钥基础设施是一个提供公钥管理和证书服务的系统，用于实现通信系统的安全性和可靠性。PKI通过颁发数字证书来确认通信双方的身份，并使用公钥加密和私钥解密的方式实现信息的安全传输。PKI数字签名是一种通过数字证书对信息进行签名和验证的过程，用于确认信息的完整性和来源。数字签名采用非对称密码体制，发送方使用私钥对信息进行签名，接收方使用公钥验证签名并获取原始信息。数字签名公钥基础设施（PKI）与数字签名THANKSTHANKYOUFORYOURWATCHING