通信系统的信道.ppt
1,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,载波,低通 滤波,解 调,信道,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,2,数字通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,3,信源编码是将信息转换成二进制数据，而后进行适当的压缩。例如：语音编码。 信源解码过程是这个过程的逆过程。,信源编码/信源解码,模拟信号,数字信号,采样,模拟/数字,信源编码,数字信号,4,例：语音信号编码,语音信号的频率：300Hz-3400Hz（一般为语音信号最高频率是4KHz）,5,语音信号的采样,采样定理。,6,语音信号的量化,3.5v,01100011,10010011,4.7v,7,语音信号的压缩,原始信号：2 X 4k X 8 =64kbits/s 语音信号压缩技术： GSM系统中语音信号为9kbits/s 语音信号可以压缩到1kbits/s以下,8,图像信号的压缩,图像信号是由一个个的像素组成(例800X600)，每个像素的幅度表示灰度 彩色图像有三种不同的基色 图像信号具有更多的信息量需要传输（例: 800 X 600 X 25帧/秒 X 3) 高清电视图像信号的传输需要几十兆比特/秒,9,0110101001000101,信源编码的工作一般由“信号与信息处理”专业的研究人员完成,10,信源编码：无损编码 举例Huffman,Huffman编码：设信源有8种字母，对应概率为,11,信源编码：无损编码 举例Huffman,12,信源编码：有损编码,语音编码：64kbps32/16/8/4.8/2.4/0.8kbps 预测编码PCMDPCMADPCM 参数编码 高清晰度电视：1Gbps20Mbps 分块/DCT/变换系数量化/Huffman编码 帧间前向预测编码、P帧 帧间前向后向预测编码、B帧,13,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,14,用于保证接收到的“0”， “1 ”序列是正确的 错误检测 可检查接收信息是否正确 需要加入一些冗余信息 错误纠正 可以检测并可以纠正错误 需要更多的冗余信息 重传机制 在系统能够监测到错误但不能纠正错误时 需要更多冗余产生时延,信道编码,15,正确信息： 我们明天14:0016:00开会 接收到的错误信息： 我们明天10:0016：00开会 ：接收信息有错误，但接收端无法知道,纠错编码的意义,16,正确信息： 我们明天14:0016:00开会 利用编码的方法可使错误被检测到： 我们明天下午10:0016：00开会 ：错误可被检测到，但不能被纠正 ：这里加入了一定的冗余信息,纠错编码的意义,17,利用编码的方法可使错误被检测到并被纠正 我们明天下午10:0016:00开会两个小时 ：错误可被检测，并可被纠正 ：加入了更多的冗余信息,纠错编码的意义,18,有些错误是无法检测到并被纠正的 我们明天下午16:0018:00开会两个小时 ：加入了足够的冗余信息 ：错误无法被检测并被纠正,纠错编码的意义,19,设信源码元为x3,x4,x5,x6，三位附加码元为x0,x1,x2，满足以下条件：,信道编码：举例 （7,4）汉明码,传输序列： x0,x1,x2, x3,x4,x5,x6,上述编码/解码可以纠正接收序列中一定数量的错误,20,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,21,调制: 将若干个二进制数字组成的序列映射成一组相应时间波形,例：待传序列为：0010111001,t,T,2T,3T,1,3,T：一个波形占有的时间,22,载波调制后的信号:,23,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,24,带宽限制导致低通滤波的需要,频率轴,用户1,用户6,25,利用不同的通信频带传输信号,26,通信系统的基本定义,比特：“0” ，“1” 带宽：Hz, KHz, MHz 传输速率：比特/秒(b/s, bps)，kb/s, Mb/s 信噪比：信号功率/噪声功率（dB）,27,传输比特率,若每个符号可以携带k个比特，（如 8PSK时k=3）,则系统传输的符号率 R与比特率Rb的关系有： k=Rb/R,28,几种通信系统带宽,GSM：若干200KHz频带构成 CDMA：若干1.25MHz频带构成 广播数字电视（DVB-T）：若干6/7/8MHz频带带宽构成,29,30,经过低通滤波器后的载波调制信号:,31,信道的问题,噪声的影响 时变幅度衰减 时变相位变化 传输时延 临近频道干扰,32,高斯噪声,33,无线电波的传输,34,时延特性,35,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,36,接收机的主要工作,天线接收无线电波并转化为电信号 对电信号进行滤波及解调 对接收信号进行纠错解码 对信源信号进行解压缩得到原始信号,37,接收机,数字通信的接收机复杂度大于发射机 一般来讲接收机需要对付信道对发射信号的畸变 发射信号的设计要以接收机能否正常接收到发射信号为原则,38,通信系统的构成（点到点）,信源 编码,信道 编码,调 制,低通 滤波,载波 调制,通道,载波 解调,低通 滤波,解 调,信道 解码,同步,均衡,信 宿,发射天线,接收天线,39,无线通信系统的研究内容,信道编码/解码的研究（纠错编码） BCH码，卷积码，turbo码，LDPC码 调制/解调技术的研究 BPSK，QAM，OFDM 天线与传输技术的研究 天线发射/接收，方向性天线，智能天线，多天线技术 无线通信系统的硬件实现 给出解决方案，进行硬件实现,40,例：通信系统仿真,41,例：通信模块电路板,42,芯片,
