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1、通信原理樊昌信曹丽娜编著第六版课件第8章目录8.1 引言8.2 数字信号的调制与解调8.3 多路复用与多址技术8.4 同步原理8.5 差错控制编码8.6 加密与解密原理018.1 引言发送设备负责将信息转换为可传输的信号，包括调制器、信号源等。信道传输信号的媒介，可以是无线、有线或光纤等。接收设备将接收到的信号还原为原始信息，包括解调器、扬声器等。通信系统的基本组成数字信号在传输过程中不易受到噪声干扰，能够保证通信质量。抗干扰能力强数字通信系统可以同时传输多路信号，提高了通信系统的传输容量。传输容量大数字信号传输过程中不易出现误码，保证了通信的可靠性。可靠性高数字信号可以通过加密技术进行保密传
2、输，提高了通信的安全性。可加密传输数字通信系统的特点单位时间内传输的数据量，单位为bps（比特每秒）。传输速率传输过程中出现误码的比率，是衡量通信系统性能的重要指标。误码率单位频带内传输的数据量，是衡量通信系统频带利用效率的指标。频带利用率信号与噪声之间的功率比值，是衡量通信系统抗干扰能力的重要指标。信噪比数字通信系统的性能指标028.2 数字信号的调制与解调03调制方式的分类根据载波信号的参数不同，可以分为振幅调制、频率调制和相位调制。01数字信号调制将数字信号转换为适合传输的模拟信号的过程。02调制的作用提高信号的抗干扰能力和传输效率，实现信号的远距离传输。数字信号调制的基本概念二进制频率
3、键控（2FSK）利用载波的频率变化来传递二进制信息。二进制相位键控（2PSK）利用载波的相位变化来传递二进制信息。二进制振幅键控（2ASK）利用载波的振幅变化来传递二进制信息。二进制数字调制原理抗干扰性能二进制数字调制能够有效地抵抗噪声和干扰，提高信号的传输质量。频带利用率二进制数字调制具有较高的频带利用率，能够实现信号的高效传输。误码率在二进制数字调制中，误码率是衡量信号传输质量的重要指标。二进制数字调制性能分析二进制数字调制解调器实现二进制数字调制解调器的组成：调制器、解调器和同步系统。二进制数字调制解调器的实现方式：根据不同的调制方式，可以采用不同的解调技术，如相干解调、包络解调等。03
4、8.3 多路复用与多址技术123通过将频带分割成多个子频带，将多个信号调制到不同的子频带上，实现多路信号在同一信道上的传输。频分多路复用（FDM）将时间分割成多个时隙，将多个信号分配到不同的时隙上，实现多路信号在同一信道上的传输。时分多路复用（TDM）利用不同的扩频码对信号进行扩频，使每个用户占用一个特定的码序列，实现多路信号在同一信道上的传输。码分多址技术（CDMA）多路复用技术将整个频带分割成若干个子频带，每个子频带供一个用户使用，实现在同一信道上传输多个信号。原理可以实现多路信号的同时传输，提高了信道利用率。优点需要精确的频率同步，否则会产生干扰。缺点010203频分多路复用将时间分割成
5、若干个时隙，每个时隙供一个用户使用，实现在同一信道上传输多个信号。原理可以实现动态分配信道资源，适用于实时变化的业务需求。优点需要精确的时间同步，否则会产生时延和干扰。缺点时分多路复用原理利用不同的扩频码对信号进行扩频，使每个用户占用一个特定的码序列，实现在同一信道上传输多个信号。优点可以实现用户之间的相互独立通信，抗干扰能力强。缺点需要复杂的编码和解码过程，且对同步要求较高。码分多址技术048.4 同步原理载波同步是通信系统中的重要概念，它是指接收端对发送端载波信号的跟踪与恢复，使得接收端能够正确解调出传输的信息。载波同步的方法主要有两种，分别是自动频率控制（AFC）和锁相环（PLL）。自动
6、频率控制是通过自动调整本地振荡器的频率，使其与接收到的载波信号频率保持一致；而锁相环则是通过比较接收到的载波信号与本地振荡器的相位差，来调整本地振荡器的频率，使其与接收到的载波信号相位一致。载波同步的作用是确保接收端能够正确解调出传输的信息，避免因载波频率偏差引起的失真和误差。载波同步的概念载波同步的方法载波同步的作用载波同步位同步的概念01位同步是通信系统中的另一个重要概念，它是指接收端对发送端调制信号的每一位的准确时间定位，使得接收端能够正确地解析出每一位的信息。位同步的方法02位同步的方法主要有两种，分别是插入导频法和直接法。插入导频法是在调制信号中插入用于位同步的导频信号；而直接法则是
7、在解调后通过滤波器等处理方法提取位同步信号。位同步的作用03位同步的作用是确保接收端能够正确地解析出每一位的信息，避免因时间偏差引起的失真和误差。位同步帧同步的概念帧同步是通信系统中的又一个重要概念，它是指接收端对发送端每一帧的起始和结束位置的准确判断，使得接收端能够正确地解析出每一帧的信息。帧同步的方法帧同步的方法主要有两种，分别是插入标志法和自同步法。插入标志法是在每一帧的起始和结束位置插入特定的标志信号；而自同步法则是在解调后通过滤波器等处理方法提取帧同步信号。帧同步的作用帧同步的作用是确保接收端能够正确地解析出每一帧的信息，避免因帧位置偏差引起的失真和误差。帧同步058.5 差错控制编
8、码差错控制编码的基本概念01差错控制编码是通信系统中用于控制传输过程中差错的一种编码方式。02它通过在传输的数据中加入额外的信息，使得接收端能够检测和纠正传输过程中的差错。差错控制编码可以分为线性码、循环码、卷积码等类型。03123线性分组码是一种线性码，它将输入的信息比特分为若干组，每组包含k个比特，然后添加r个校验比特，生成长度为n的码字。线性分组码的编码过程可以通过线性代数中的矩阵运算实现，解码过程可以通过高斯消元法或者克拉默法则进行。线性分组码具有较好的纠正错误能力和较低的编码复杂度，因此在通信系统中得到了广泛应用。线性分组码循环码是一类特殊的线性码，它的生成矩阵和校验矩阵都具有循环移
9、位性质。循环码的编码器和解码器都可以通过有限域上的运算实现，具有较低的硬件复杂度。循环码在数字通信、磁记录和光纤通信等领域得到了广泛应用。循环码01卷积码的编码过程中，将输入的信息比特逐个输入到编码器中，生成长度逐渐增加的码字。卷积码的解码可以采用维特比算法或者迭代算法进行，具有较低的解码复杂度。卷积码在移动通信、卫星通信和深空通信等领域得到了广泛应用。卷积码是一种非分组码，它将输入的信息比特直接映射到码字中，而不需要将信息比特分组。020304卷积码068.6 加密与解密原理解密将加密后的信息还原为原始的明文形式，以便于理解和使用。密钥加密和解密过程中所使用的特殊参数，控制加密和解密算法的工作方式。加密将明文信息转换为难以理解的形式，以保护数据的机密性和完整性。加密与解密的基本概念DES采用56位密钥和64位明文块，通过一系列复杂的变换，生成64位密文块。DES算法具有较高的安全性，但随着计算能力的提高，其密钥长度可能会被攻破。DES是一种对称加密算法，使用相同的密钥进行加密和解密。数据加密标准（DES）公钥密码体制（RSA）01RSA是一种非对称加密算法，使用不同的密钥进行加密和解密。02RSA基于数论中的一些基础性质，使用大质数来生成公钥和私钥。03RSA算法可以用于加密大量数据，但其加密速度较慢，通常用于加密对称密钥或数字签名等场景。感谢观看THANKS