通信原理复习完整版本优秀PPT.ppt

考试留意事项1、考试形式闭卷，A、B卷2、试卷分值分布填空题（20分）、选择题（20分）、简答题（12分）、计算题（48分，总计五大题）3、试卷分值占各章比例第一章（11分），第三章（16分），第四章（13分），第五章（20分），第六章（9分），第七章（12分），第九章（12分），第十一章（4分），第十四章（3分）4、考试时间1月5号下午13:30-15:30地点：5-215第一章 绪论 驾驭要点：1.模拟通信和数字通信模型模拟通信数字通信驾驭要点：2.数字通信优缺点 数字通信的优点：（1）抗干扰实力强 （2）差错可控，传输性能好 （3）易于与各种数字终端接口 （4）易于集成化 （5）易于加密处理，且保密强度高。数字通信的缺点：数字通信的缺点：（1）、频频带带利利用用率率不不高高数数字字通通信信的的很很多多优优点点都都是是用用比比模模拟通信占据更宽的系统频带为代价而换取的。拟通信占据更宽的系统频带为代价而换取的。（2）、对同步要求高，系统设备比较困难。）、对同步要求高，系统设备比较困难。单工通信单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式是指消息只能单方向传输的工作方式半双工通信半双工通信，是指通信双方都能收发消息，是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式但不能同时进行收和发的工作方式 全全双双工工通通信信，是是指指通通信信双双方方可可同同时时进进行行收收发发消消息息的的工工作作方方式式。全全双双工工通通信信的的信道必需是双向信道。信道必需是双向信道。驾驭要点：3.了解各通信方式驾驭要点：4.离散信源的信息量 平均信息量(熵）的计算信息量信息量I与消息出现的概率与消息出现的概率P(x)之间的关系之间的关系应为 信息量的单位与对数底数a有关。a=2时，信息量的单位为比特比特(bit)；传送传送M进制波形之一的信息量进制波形之一的信息量为：为：离散信源的平均信息量离散信源的平均信息量：指信源中每个符号所含信息量的统计平均值。：指信源中每个符号所含信息量的统计平均值。H(x)=P(x1)-log2 P(x1)+P(x2)-log2 P(x2)+P(xn)-log2 P(xn)推论推论：当信源中每个符号等概独立出现时，信源的熵有最大值。：当信源中每个符号等概独立出现时，信源的熵有最大值。其最大值为：码元传输速率码元传输速率RB：简称传码率，又称符号速率：简称传码率，又称符号速率单位是波特（单位是波特（Baud），记为），记为B信息传输速率信息传输速率Rb：简称传信率，又称比特率等。它表示单位时间内传递的信息：简称传信率，又称比特率等。它表示单位时间内传递的信息量或比特数量或比特数，单位是比特比特/秒秒，可记为bit/s，或 b/s，或bps。Rb=RBH(b/s)等概传输时，熵有最大值log2M，信息速率也达到最大，即 Rb=RB log2 M(b/s)驾驭要点：5.码元速率、信息速率、频带利用率 计算，误码率、误信率的定义频带利用率频带利用率：真正衡量数字通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速：真正衡量数字通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速率率 误码率（码元差错率）误码率（码元差错率）Pe：是指发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例：是指发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例误信率（信息差错率）误信率（信息差错率）Pb是指发生差错的比特数在传输总比特数中所占的比例是指发生差错的比特数在传输总比特数中所占的比例1.字母A出现的概率是0.05，求其信息量()。（书本P11例1-1）2.某二进制离散信源，“1”、“0”发生概率分别为1/4和3/4，该信源的平均信息量为(0.811 bit/符号 )。3.A、B、C、D、E的概率是1/4、1/8、1/8、3/16、5/16，则平均信息量是()。（书本P11例1-2）4.一个数字通信系统传送四进制信号，其码元速率为800波特，则信息传输速率为(1600b/s )。5.设信源由A、B、C三个符号组成，出现概率分别为1/2 1/4 1/4，假设各符号的出现相互独立，则信源的平均信息量为(1.5 bit/符号)。6.出现概率越(小 )的消息，其所含的信息量越大；出现概率越(大 )的消息，其所含的信息量越小。例题分析：7、已知某四进制离散信源（0 1 2 3）中各符号出现的概率分别为3/8 1/8,且每个符号出现都是独立的，求（书本P11）（1）.信源的平均信息量(熵）8 8、某四进制数字传输系统的每个码元的持续时间宽度为、某四进制数字传输系统的每个码元的持续时间宽度为833*10833*10（-6-6）s,s,连续工作连续工作1 1小小时后，接收端收到时后，接收端收到6 6个错码个错码（1）.系统的码元速率系统的码元速率 信息速率信息速率（2）.系统的误码率系统的误码率第三章 随机过程驾驭要点：1、驾驭狭义平稳、广义平稳的概念，两者关系如何？狭义平稳随机过程是指随机过程的统计特性（n维分布函数和n维概率密度函数）不随时间的推移而变更。广义平稳随机过程是随机过程(t)的均值和方差与时间t无关，而其相关函数只与时间间隔有关。两者关系：狭义平稳一般是广义平稳的，反之不确定成立。2、各态历经性（遍历性）平稳随机过程，它的数字特征（均为统计平均）完全可由随机过程中的任一实现的数字特征（均为时间平均）来替代。即：假设x(t)是平稳随机过程(t)的随意一个实现，(t)的数字特征（统计平均）可由x(t)的时间平均替代，即：3 3 3 3、平稳随机过程自相关函数、平稳随机过程自相关函数、平稳随机过程自相关函数、平稳随机过程自相关函数 对对对对于于于于平平平平稳稳稳稳随随随随机机机机过过过过程程程程而而而而言言言言，它它它它的的的的自自自自相相相相关关关关函函函函数数数数是是是是特特特特殊殊殊殊重重重重要要要要的的的的一一一一个个个个函函函函数数数数。（其其其其一一一一，平平平平稳稳稳稳随随随随机机机机过过过过程程程程的的的的统统统统计计计计特特特特性性性性，如如如如数数数数字字字字特特特特征征征征等等等等，可可可可通通通通过过过过自自自自相相相相关关关关函函函函数数数数来来来来描描描描述述述述；其其其其二二二二，自自自自相相相相关关关关函函函函数数数数与与与与平平平平稳稳稳稳随随随随机机机机过过过过程程程程的的的的谱谱谱谱特特特特性性性性有有有有着着着着内内内内在在在在的的的的联联联联系系系系）。设设设设(t)(t)(t)(t)为为为为平平平平稳稳稳稳随随随随机机机机过过过过程程程程，则则则则它它它它的自相关函数的自相关函数的自相关函数的自相关函数 R()=E R()=E R()=E R()=E(t)(t+)(t)(t+)(t)(t+)(t)(t+)具有下列主要性质：具有下列主要性质：具有下列主要性质：具有下列主要性质：（1 1 1 1）R(0)=ER(0)=ER(0)=ER(0)=E2(t)2(t)2(t)2(t)(t)(t)(t)(t)的平均功率的平均功率的平均功率的平均功率 （2 2 2 2）R()=E2 R()=E2 R()=E2 R()=E2(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)的直流功率的直流功率的直流功率的直流功率 （5 5 5 5）R(0)-R()=2 R(0)-R()=2 R(0)-R()=2 R(0)-R()=2 方差，方差，方差，方差，(t)(t)(t)(t)的沟通功率的沟通功率的沟通功率的沟通功率 当均值为当均值为当均值为当均值为0 0 0 0时，有时，有时，有时，有R(0)=2R(0)=2R(0)=2R(0)=2。驾驭要点：4.4.4.4.平稳随机过程的功率谱密度平稳随机过程的功率谱密度平稳随机过程的功率谱密度平稳随机过程的功率谱密度平稳随机过程的功率谱密度平稳随机过程的功率谱密度P()P()与其自相关函数与其自相关函数R()R()是一对傅里叶变换关系是一对傅里叶变换关系,即即驾驭要点：驾驭要点：5.5.白噪声白噪声凡是功率谱密度在整个频率范围内都是匀整分布的噪声，被称之为凡是功率谱密度在整个频率范围内都是匀整分布的噪声，被称之为白噪声。白噪声。,即即白噪声的自相关函数与功率谱密度也是一对傅立叶变换关系，即白噪声的自相关函数与功率谱密度也是一对傅立叶变换关系，即白噪声的功率谱密度和自相关函数例题分析：1、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其一维分布与(时间t)无关，二维分布只与(时间间隔)有关。2、实平稳随机过程的自相关函数为 ，则平均功率是(R（0）)。3、平稳随机过程S(t)中，R()的物理意义是(直流功率 )。4、某随机相位余弦波(t)=Acos(ct+)，其中A和c均为常数，是在(0,2)内匀整分布的随机变量。（书本41例3-1，,44例3-2）（1）证明(t)是否是平稳随机过程。（2）求(t)的功率谱密度和平均功率；（3）探讨(t)是否具有各态历经性。5、某随机过程(t)=s(t)cos(ct+)，已知s(t)是一个平稳随机脉冲序列，其功率谱密度为Ps(f)，c为常数，是在(0,2)内匀整分布的随机变量，且s(t)与相互独立。（1）证明(t)是否是平稳随机过程。（2）求(t)的功率谱密度Pe(f)；6、已知s(t)是一个平稳随机脉冲序列，其功率谱密度为Ps(f)，求已调信号(t)=s(t)cos(ct)的功率谱密度Pe(f)；第四章 信道驾驭要点：1、了解信道的定义及分类、了解信道的定义及分类信道：指以传输媒质为基础的信号通道。连接发送端和接收端的通信设备，信道：指以传输媒质为基础的信号通道。连接发送端和接收端的通信设备，其功能是将信号从发送端传送到接收端。它可分为狭义信道和广义信道。其功能是将信号从发送端传送到接收端。它可分为狭义信道和广义信道。依据信道的定义，假如信道仅是指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；依据信道的定义，假如信道仅是指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；假如信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道假如信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道称为广义信道。称为广义信道。狭义信道依据传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道两类。狭义信道依据传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等。无线信道包括地波传播、短波电离层反射、超短波或微无线信道包括地波传播、短波电离层反射、超短波或微 波长波长 视视 距中继、距中继、人人造卫星中继等。造卫星中继等。今后，为了叙述便利，常把广义信道简称为信道。今后，为了叙述便利，常把广义信道简称为信道。16162 2 2 2、恒参信道特性及对信号传输的影响、恒参信道特性及对信号传输的影响、恒参信道特性及对信号传输的影响、恒参信道特性及对信号传输的影响 恒恒恒恒参参参参信信信信道道道道的的的的信信信信道道道道特特特特性性性性不不不不随随随随时时时时间间间间变变变变更更更更或或或或变变变变更更更更很很很很缓缓缓缓慢慢慢慢。如如如如由由由由架架架架空空空空明明明明线线线线、电电电电缆缆缆缆、地地地地波波波波传传传传播播播播、对对对对称称称称电电电电缆缆缆缆、人人人人造造造造卫卫卫卫星星星星中中中中继继继继、光光光光导导导导纤纤纤纤维维维维等等等等传传传传输输输输媒媒媒媒质质质质构构构构成成成成的的的的信信信信道道道道都都都都属属属属于于于于恒恒恒恒参参参参信信信信道。道。道。道。恒参信道对信号传输的影响是确定的或者是变更极恒参信道对信号传输的影响是确定的或者是变更极其缓慢的。因此，其传输特性可以等效为一个线性其缓慢的。因此，其传输特性可以等效为一个线性时不变网络。时不变网络。只要知道网络的传输特性，就可以接只要知道网络的传输特性，就可以接受信号分析方法。受信号分析方法。3 3、随参信道的特性以及对信号传输的影响随参信道的特性以及对信号传输的影响随参信道的特性以及对信号传输的影响随参信道的特性以及对信号传输的影响 随随随随参参参参信信信信道道道道是是是是指指指指信信信信道道道道传传传传输输输输特特特特性性性性随随随随时时时时间间间间随随随随机机机机快快快快速速速速变变变变更更更更的的的的信信信信道道道道。常常常常见见见见的的的的随随随随参参参参信信信信道道道道短短短短波波波波电离层反射信道、流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道等。电离层反射信道、流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道等。电离层反射信道、流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道等。电离层反射信道、流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道等。随随随随参参参参信信信信道道道道以以以以短短短短波波波波电电电电离离离离层层层层反反反反射射射射信信信信道道道道和和和和对对对对流流流流层层层层散散散散射射射射信信信信道道道道为为为为典典典典型型型型代代代代表表表表。随随随随参参参参信信信信道道道道有有有有三三三三个特点：个特点：个特点：个特点：(1)(1)对信号的衰耗随时间随机变更；对信号的衰耗随时间随机变更；对信号的衰耗随时间随机变更；对信号的衰耗随时间随机变更；(2)(2)信号传输的时延随时间随机变更；信号传输的时延随时间随机变更；信号传输的时延随时间随机变更；信号传输的时延随时间随机变更；(3)(3)多径传播。多径传播。多径传播。多径传播。驾驭要点：4、连续信道容量、连续信道容量香农香农(Shannon)信道容量公式信道容量公式，简称其表明的是当信号与信道加性高斯白噪声的平均功率给定时，在具有确定频带其表明的是当信号与信道加性高斯白噪声的平均功率给定时，在具有确定频带宽度的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。只要传宽度的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。只要传输速率小于等于信道容量，则总可以找到一种信道编码方式，实现无差错输速率小于等于信道容量，则总可以找到一种信道编码方式，实现无差错传输；若传输速率大于信道容量，则不行能实现无差错传输。若噪声传输；若传输速率大于信道容量，则不行能实现无差错传输。若噪声n(t)的的单边功率谱密度为单边功率谱密度为n0，则在信道带宽，则在信道带宽B内的噪声功率内的噪声功率N=n0B，得香农公式，得香农公式的另一形式的另一形式(信道容量三要素公式）信道容量三要素公式）:为为增大信号功率增大信号功率S可以增加信道容量，若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋可以增加信道容量，若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋于无穷大，即于无穷大，即 减小噪声功率减小噪声功率N(或减小噪声功率谱密度或减小噪声功率谱密度n0)可增加信道容量，若噪声功率可增加信道容量，若噪声功率趋于零趋于零(或噪声功率谱密度趋于零或噪声功率谱密度趋于零)，则信道容量趋于无穷大，即，则信道容量趋于无穷大，即 增大信道带宽增大信道带宽B可以增加信道容量，但不能使信道容量无限制增大。信道可以增加信道容量，但不能使信道容量无限制增大。信道带宽带宽B趋于无穷大时，信道容量的极限值为趋于无穷大时，信道容量的极限值为例题分析：1.调制信道分为（恒参信道）和（随参信道），短波电离层反射信道属于（随参）信道。2.调制信道包括（发转换器 ），媒质，（收转换器 ）。3.信号在随参信道中传输时，产生频率弥散的主要缘由是（多径衰弱 ）。4.电离层反射通道1000km时，最大时延差为2ms，那么传输煤质的相关带宽为（500 ）HZ.5.连续信道香农公式可表示（），当信道带宽趋于无穷大时，连续信道趋于（）。19196、计算传输电视图象信号时所需的带宽、计算传输电视图象信号时所需的带宽电视图象可以大致认为由电视图象可以大致认为由300000（三（三十万）个小像元组成；一般要求的对比度，每一像元大约取十万）个小像元组成；一般要求的对比度，每一像元大约取10个可辨别的亮度电个可辨别的亮度电平（例如对应黑色、深灰色、浅灰色、白色等）；假设对于任何像元，平（例如对应黑色、深灰色、浅灰色、白色等）；假设对于任何像元，10个亮度个亮度电平是独立等概率出现的，每秒发送电平是独立等概率出现的，每秒发送30帧图象；为了满足地重现图象，要求信噪帧图象；为了满足地重现图象，要求信噪比比S/N为为1000（即（即30dB）。试计算传输上述信号所需的最小带宽。）。试计算传输上述信号所需的最小带宽。解：解：（1）每一像元所含平均信息量：）每一像元所含平均信息量：因为每一像元能以独立等概率取因为每一像元能以独立等概率取10个亮度电平，所以，每个像元的平均个亮度电平，所以，每个像元的平均信息量为信息量为 （2）每帧图象的平均信息量：）每帧图象的平均信息量：（3）每秒内传送的平均信息量（信息速率）：每秒内传送的平均信息量（信息速率）：（4）传输带宽：）传输带宽：为了传输这个信号，信道容量为了传输这个信号，信道容量C至少必需等于至少必需等于Rb,由香农公式：由香农公式：20207、已知彩色电视图像由、已知彩色电视图像由 个像素组成，设每个像素有个像素组成，设每个像素有64种彩色度，种彩色度，每种彩色度有每种彩色度有16个等级，假如全部彩色度和亮度等级的组合机会均等，个等级，假如全部彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立。并统计独立。（1）计算每秒传送计算每秒传送100个画面所须要的信道容量个画面所须要的信道容量（2）假如接收机信噪比为）假如接收机信噪比为30dB，为了传送彩色图像所需信道带宽，为了传送彩色图像所需信道带宽为多少？提示为多少？提示 信道容量带宽 约50MHZ 第五章 模拟调制系统驾驭要点：1、用正弦波作为载波的调制、用正弦波作为载波的调制，包括幅度调制幅度调制和角度调制角度调制。幅度调制（幅度调制（属线性调制属线性调制）：已调信号是基带信号频谱的平移及线性变换。）：已调信号是基带信号频谱的平移及线性变换。主要有：调幅调幅（AM）、双边带调制双边带调制（DSB-SC)、单边带调制单边带调制（SSB-SC)、残留边带调制残留边带调制（VSB-SC)。2、角度调制（属非线性调制）：已调信号不再保持原来基带频谱的结构，其频、角度调制（属非线性调制）：已调信号不再保持原来基带频谱的结构，其频谱会产生无限的频谱重量。主要有谱会产生无限的频谱重量。主要有 调频（调频（FM)和调相（和调相（PM）两种。）两种。3 3、幅度调制的一般模型、幅度调制的一般模型4 4、调幅、调幅(AM)(AM)调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号.假设调制信号m(t)的均值为0.AM调制器模型AM波形和频谱图AM信号的波形和频谱结论一：当满足|m(t)|maxA0 时AM信号的包络与调制信号成正比，用包络检波的方法很简洁复原出原始的调制信号，否则产生包络失真。不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以接受同步检波器（相干解调）。AM频谱结构：AM信号的频谱由载频重量和上、下两个边带组成，上边带与原调制信号频谱结构相同，下边带是镜像。AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH。结论二：AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。在“满调幅”（|m(t)|max=A0时，也称100调制）条件下，载波重量仍占据大部分功率，而含有有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较低5 5、抑制载波双边带调制（、抑制载波双边带调制（、抑制载波双边带调制（、抑制载波双边带调制（DSB-SCDSB-SC）在在在在AMAM信信信信号号号号中中中中，载载载载波波波波重重重重量量量量并并并并不不不不携携携携带带带带信信信信息息息息，信信信信息息息息完完完完全全全全由由由由边边边边带带带带传传传传送送送送。假假假假如如如如将将将将载载载载波波波波抑抑抑抑制制制制，直直直直流流流流A0A0去去去去掉掉掉掉，即即即即可可可可输输输输出出出出抑抑抑抑制制制制载载载载波波波波双双双双边边边边带带带带信信信信号号号号，简简简简称称称称双双双双边边边边带带带带信信信信号号号号（DSBDSB）。其时域和频域表示式分别为其时域和频域表示式分别为其时域和频域表示式分别为其时域和频域表示式分别为SDSB(t)=m(t)cosct SDSB(t)=m(t)cosct SDSB()=SDSB()=M(+c)+M(-c)M(+c)+M(-c)双边带信号（双边带信号（DSB）波形和频谱 结论：结论：（1）DSB信信号号的的包包络络与与调调制制信信号号的的变变更更规规律律不不一一样样，不不能能接接受受包包络络检检波波来来复复原原调制信号，接受相干解调调制信号，接受相干解调(同步检波同步检波)（2）DSB信信号号虽虽然然节节约约了了载载波波功功率率，功功率率利利用用率率提提高高了了，但但它它的的频频带带宽宽度度仍仍是是调制信号带宽的两倍，与调制信号带宽的两倍，与AM信号相同。信号相同。BDSB=2fH （3）DSB信信号号的的上上、下下两两个个边边带带是是完完全全对对称称的的，携携带带了了调调制制信信号号的的全全部部信信息息，因此仅传输其中一个边带。节约发送功率，因此仅传输其中一个边带。节约发送功率，-引出单边带调制。引出单边带调制。6、单边带调制(SSB)只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法（了解）。1.用滤波法形成单边带信号 产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，保留所须要的一个边带，滤除不要的边带。滤波器H()设计志向低通特性HLSB()取出下边带信号频谱SLSB()志向高通特性HUSB()取出上边带信号频谱SUSB()SSB调制方式在传输信号时，不但可节约载波放射功率，而且它所占用的频带宽度为BSSB=fH，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中的一种重要调制方式 SSB信号的解调和DSB一样不能接受简洁的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能干脆反映调制信号的变更，需接受相干解调。7 7 7 7、相干解调与包络检波、相干解调与包络检波、相干解调与包络检波、相干解调与包络检波相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调器的一般模型相干解调器的一般模型相干解调器的一般模型相干解调器的一般模型 相干解调器原理：为了无失真地复原原基带信号，接收端相干解调器原理：为了无失真地复原原基带信号，接收端相干解调器原理：为了无失真地复原原基带信号，接收端相干解调器原理：为了无失真地复原原基带信号，接收端必需供应一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）必需供应一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）必需供应一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）必需供应一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频重量，即可得到原始相乘后，经低通滤波器取出低频重量，即可得到原始相乘后，经低通滤波器取出低频重量，即可得到原始相乘后，经低通滤波器取出低频重量，即可得到原始的基带调制信号。的基带调制信号。的基带调制信号。的基带调制信号。包络检波 适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0，包络检波器结构：通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，包络检波器干脆从已调波的幅度中提取原调制信号。AM信号几乎无一例外地接受包络检波。DSB、SSB和VSB均是抑制载波的已调信号，其包络不干脆表示调制信号，因而不能接受包络检波法解调。接受相干解调 输出信噪比反映了系统的抗噪声性能输出信噪比反映了系统的抗噪声性能。衡量同类调制系统不同解调器对输入信噪比的影响，还可用输输出出信信噪噪比比和和输输入入信信噪比的比值噪比的比值G来表示，即 评价一个模拟通信系统质量的好坏，最终是要看评价一个模拟通信系统质量的好坏，最终是要看解调器的输出信噪比解调器的输出信噪比。输出信噪比定义为G称为调制制度增益。8、各线性调制系统的抗噪声性能各线性调制系统的抗噪声性能线性调制相干解调的抗噪声性能分析模型9、DSB调制抗噪声性能调制抗噪声性能BPF的带宽B=2fH，为双边带信号的带宽。DSB调制系统的制度增益为G=2若白噪声的双边功率谱密度为n0/2 Ni=n0B 双边带解调输入与输出噪声功率的关系双边带解调输入与输出噪声功率的关系1010、角调制的基本概念及表达式、角调制的基本概念及表达式一、角调制的基本概念一、角调制的基本概念使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变更而振幅保持使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变更而振幅保持恒定的调制方式，称为频率调制（恒定的调制方式，称为频率调制（FMFM）和相位调制）和相位调制(PM)(PM)，分别简称为调频和调相。分别简称为调频和调相。因为频率或相位的变更都可以看成是载波角度的变更，故调频和调相又统称为角度调制。角度调制与线性调制不同，已调信号频谱非线性变换，产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。角度调制抗噪性能高好角度调制抗噪性能高好 但带宽高但带宽高二、角度调制的表达式 调信任号可表示为 SPM(t)=Acosct+Kpm(t)调频信号可表示为 SFM(t)=Acosct+三、单音频调频三、单音频调频FM 与与PM1111、各模拟调制系统性能比较、各模拟调制系统性能比较比较了各种模拟系统的传输带宽比较了各种模拟系统的传输带宽B B、制度增益、制度增益GG、输出信噪比、输出信噪比 和主要用途：和主要用途：（1 1）抗噪声性能：）抗噪声性能：FMFM最好，最好，DSB/SSBDSB/SSB，VSBVSB次之，次之，AMAM最差最差（2 2）频谱利用率：）频谱利用率：SSBSSB最高，最高，VSBVSB较高，较高，DSB/AMDSB/AM次之，次之，FMFM最差最差（3 3）功率利用率：）功率利用率：FMFM最高，最高，DSB/SSBDSB/SSB，VSBVSB次之，次之，AMAM最差最差（4 4）设备困难度：）设备困难度：AMAM最简，最简，DSB/FMDSB/FM次之，次之，VSBVSB较困难，较困难，SSBSSB最困难最困难1212、频分复用、频分复用频分复用的概念频分复用的概念 复用：是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在复用：是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。同一信道上传输的复合信号的方法。常见的信道复用分为频分复用和时分复用两种。常见的信道复用分为频分复用和时分复用两种。频分复用：就是按频率区分信号的复用方法。频分复用：就是按频率区分信号的复用方法。时分复用：就是按时间区分信号的复用方法。时分复用：就是按时间区分信号的复用方法。通常，在通信系统中，信道所供应的带宽往往总比传输通常，在通信系统中，信道所供应的带宽往往总比传输一路信号所需的带宽宽得多。因此，一个信道只传送一路信一路信号所需的带宽宽得多。因此，一个信道只传送一路信号有时是特别奢侈的。为了充分利用信道的带宽，因而提出号有时是特别奢侈的。为了充分利用信道的带宽，因而提出了信道频分复用的问题。了信道频分复用的问题。1、在AM、DSB、SSB、FM四个通信系统中，牢靠性最好的是(FM )，牢靠性相同的是(DSB、SSB)。2、某调频波为 ，此调频波的最大相位偏移(10 )。3、某调频波 ，则调频指数为（8 ），最大频偏为（1600 ）Hz。4、AM解调方式有（相干解调 ）、（包络解波 ）。5、某调频波为 ，此调频波的载波频率（HZ）。6、AM系统在（）状况下会出现门限效应。7、在残留边带调制系统中，为了不失真地复原信号，其传输函数 应满足（）。习题分析：习题分析：9、8、9、设某信道具有匀整的双边噪声功率谱密度 ，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号的频带限制在 ，而载波为 ，已调信号的功率为 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一志向带通滤波器滤波。试问：（1）该志向带通滤波器应具有怎样的传输特性。（2）解调器输入端的信噪功率比为多少。（3）解调器输出端的信噪功率比为多少。（4）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。解10、某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为 W，由放射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB，试求：（1）双边带DSB时的放射机输出功率；（2）单边带SSB时的放射机输出功率；解第六章 数字基带传输系统驾驭要点：1 1、基带传输系统的基本结构、基带传输系统的基本结构、基带传输系统的基本结构、基带传输系统的基本结构 基带传输系统的基本结构。2、常用数字基带信号常用数字基带信号常用数字基带信号常用数字基带信号（1）.单极性不归零波形 单极性不归零波形如图 所示，这是一种最简洁、最常用的基带信号形式。这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，或者说，它在一个码元时间内用脉冲的有或无来对应表示0或1码。特点是极性单一，有直流重量，脉冲之间无间隔。（2）.双极性不归零波形双极性不归零波形 在在双双极极性性不不归归零零波波形形中中。脉脉冲冲的的正正、负负电电平平分分别别对对应应于于二二进进制制代代码码1、0，由由于于它它是是幅幅度度相相等等极极性性相相反反的的双双极极性性波波形形，故故当当0、1符符号号等等可可能能出出现现时时无无直直流流重重量量。这这样样，复复原原信信号号的的判判决决电电平平为为 0，因因而而不不受受信信道道特特性性变变更更的的影影响响，抗抗干干扰实力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输扰实力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输。（3）.单极性归零波形单极性归零波形 单单极极性性归归零零波波形形与与单单极极性性不不归归零零波波形形的的区区分分是是有有电电脉脉冲冲宽宽度度小小于于码码元元宽宽度度，每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，所以称为归零波形。每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，所以称为归零波形。（4）.双极性归零波形双极性归零波形 它是双极性波形的归零形式，如图6.2-1(d)所示。图可见，每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。图 6-3(d)3 3、常见的传输码型、常见的传输码型、常见的传输码型、常见的传输码型（1）AMI码码传号交替反转码传号交替反转码 AMI编编码码规规则则是是将将二二进进制制消消息息代代码码“1”(传传号号)交交替替地地变变换换为为传传输输码码的的“+1”和和“-1”，而，而“0”(空号空号)保持不变保持不变。例如：消息代码消息代码 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 AMI码：码：+1 0 0 1 +1 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 -1+1 AMI码对应的基带信号是正负极性交替的脉冲序列，而码对应的基带信号是正负极性交替的脉冲序列，而0电位保持不变的规律电位保持不变的规律。（2）HDB3码码3阶高密度双极性码阶高密度双极性码 HDB3码码是是AMI码码的的一一种种改改进进型型，其其目目的的是是为为了了保保持持AMI码码的的优优点点而而克克服服其其缺缺点点，使使连连“0”个个数数不不超超过过3个个。其其编编码码规规则如下：则如下：10 当当信信码码的的连连“0”个个数数不不超超过过3时时，仍仍按按AMI码码的的规规则则编编，即传号极性交替；即传号极性交替；AMI编码编码 20 当当连连“0”个个数数超超过过3时时，则则将将第第4个个“0”改改为为非非“0”脉脉冲冲，记记为为+V或或-V，称称之之为为破破坏坏脉脉冲冲。V码码的的极极性性应应与与其其前前一一个个非非“0”脉冲脉冲(+1或或-1）的极性相同，）的极性相同，-插插V 30 相相邻邻V符符号号之之间间有有奇奇数数个个非非0符符号号时时不不变变，有有偶偶数数个个非非0符符号号时时，将将该该小小段段的的第第一一个个0变变换换成成+B或或-B，B符符号号的的极极性性与与前前一一非非0符符号号相相反反，并并让让后后面面的的非非0符符号号从从V（含含V）符符号号起起先先交交替变更；替变更；插插 B例如：代 码：1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1 AMI码：-1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1（插V）：-1000 V+1000+V -1 +1 000 +V -1 +1（插B）：-1000 -V+1000 +V -1 +1 -B00 -V+1 -1 HDB3码：-1000 -V+1000 +V -1 +1 -B00 -V+1 -1 其中的V脉冲和B脉冲与1脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码。虽然HDB3码的编码规则比较困难，但译码却比较简洁。4、驾驭码间干扰定义、驾驭码间干扰定义*码间干（串）扰：是由于系统传输总特性（包括收、发滤码间干（串）扰：是由于系统传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不志向，导致前后码元的波形畸变、展波器和信道的特性）不志向，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，扩散到当前码元的抽样宽，并使前面波形出现很长的拖尾，扩散到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。码间串扰严峻时，会造成错误判决。码间串扰严峻时，会造成错误判决。因此，为了使误码率尽可能的小，必需最大限度的减小码间串扰和随机噪声的影响。这也正是探讨基带脉冲传输的基本动身点。5、眼图的定义和视察方法 眼图：是指利用试验手段便利地估计和改善（通过调整）系统性能时在示波器上视察到的一种图形。视察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,可以从示波器显示的图形上,视察出码间干扰和噪声的影响,从而估计系统性能的优劣程度。在传输二进制信号波形时,示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。习题分析：1、已知信息代码为1010 0000 0000 11，写出相应的AMI码和HDB3码。AMI码：+10-10 0000 0000+1-1 HDB3:+1 0-1 0 0 0-V+B00 +v 0-1+12、若消息代码序列为01100101，则其AMI码为（0+1-100+10-1）。3、在数字通信中，眼图是用试验方法视察（码间干扰 ）和（噪声 ）对系统性能的影响。第第7章章 数字带通传输系统数字带通传输系统数字带通系统的基本结构驾驭要点：1、驾驭数字带通系统结构和常用数字调制方式基本的三种数字调制方式是：振幅键控（基本的三种数字调制方式是：振幅键控（ASK)、移频键控（、移频键控（FSK)和移相和移相键控（键控（PSK或或DPSK)2 2、二进制振幅键控（、二进制振幅键控（2ASK2ASK）2ASK信号的调制与解调信号的调制与解调 二进制振幅键控信号的产生方法如图二进制振幅键控信号的产生方法如图 所示，图所示，图(a)是接受模拟相乘的方法实是接受模拟相乘的方法实现，现，图图(b)是接受数字键控的方法实现。是接受数字键控的方法实现。3 3、二进制移频键控（、二进制移频键控（、二进制移频键控（、二进制移频键控（2FSK2FSK）数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图二进制移频键控信号非相干解调器原理图二进制移频键控信号相干解调器原理图图 7.1-92FSK非相干解调过程的时间波形 二进制移相键控信号的时间波形数字信息 1 0 0 1 3 3、二进制移相键控（、二进制移相键控（2PSK2PSK）2PSK信号的调制与解调信号的调制与解调 二二进进制制移移相相键键控控信信号号的的调调制制原原理理图图如如图图所所示示。其其中中图图(a)是是接接受受模模拟拟调调制制的的方方法产生法产生2PSK信号，图信号，图(b)是接受数字键控的方法产生是接受数字键控的方法产生2PSK信号。信号。2PSK信号的解调原理图 2PSK信号的解调通常都是接受相干解调，解调器原理图如图 所示。在相干解调过程中须要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波.若信噪比r确定，2PSK系统的误码率低于