[工学]通信原理各章小结及习题课ppt课件.ppt

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1、)()(1log2bitxPI 通信系统组成：三个模型通信系统组成：三个模型信息量：信息量：主要主要性能指标性能指标符号bitxPxPXHniii12)(log)()(模拟系统模拟系统数字系统数字系统有效传输带宽有效传输带宽BSO/NO有效性有效性传输速率：传输速率：RB,Rb，定义定义频带利用率频带利用率： B, b，定义定义可靠性可靠性: Pe ,Pb11),()()(dxtxfxtEta)()(),(2121ttEttR)()()()(),(221121tattatEttB212)(),()()()(2tadxtxfxtatEtD)()(),(),(212121tatattRttBdeR

2、Pj)()(dePRj)(21)(deRfPfj2)()(dfefPRfj2)()(aa )()(RRddRhhtYtYEttRXY00)()()()()(),(ImpulseResponseh(t)X(t)Y(t)2)()()(jHPPXYReceiverPre-processingNBPFn(t)s(t)其他,02/2/),.()()()(fffffPffPfPfPccsc2exp212222sc2exp)(222aaafa)()(),(fafafaa21),()(0daaffa200),()(21exp)(202222zAzIAzzzfnnnr(t)=Acos +nc(t) cos(2

3、fct) Asin +ns(t) sin(2 fct) =zc(t) cos(2 fct) - zs(t) sin(2 fct ) =z(t) cos2 fct+ (t)0sinsincoscos)cos()(EtEEtEAEtAEtXE)5(45/5sin40cos8)22cos(cos)cos()cos()()(),(55101212122SadtEEAEttAEtXtXEttR84422AEADAE0)cos(lim)(2/2/1TTTTdttAtX2/2/21)cos()cos(lim)()(TTTTdtttAtXtX2/2/212)22cos(lim)cos(22TTATTAdtt)

4、cos(22At=kTs抽样GR()LPF抽样判决器 n(t) AWGNr (t) r(kTs)判决电平be(t)y (t)bkTrbkTrss)(, 0)(, 1判决输出”发送“”发送“0,1,)(AAte”发送“”发送“0, 01,cos)(tatecb2+ n(t) AWGNbkTxbkTxss)(, 0)(, 1判决输出x(t)”发“，”发“0)(1),()()(tntntetyiittnttntncsccisin)(cos)()(222scnBnn02分析：分析：”发“，”发“，0sin)(cos)(1sin)(cos)(cos)(ttnttnttnttntatycscccsccc

5、”，发“”，发“0)(1)()(tntnatxcc相乘后，低通滤波器输出，在抽样判决器输入端得到相乘后，低通滤波器输出，在抽样判决器输入端得到BPF的输出：的输出：x(t)值的一维概率密度为：值的一维概率密度为： ”，发“12)(exp21221nnaxxf ”，发“ 0)2exp(21220nnxxf 0 b a xp(0/1) p(1/0)f1(x)f0(x)A/2f(x)a/2发送发送1错判为错判为0的概率的概率发送发送0错判错判1的概率的概率dxxfbxPPb)() 1/0(1)2(21naberfcdxxfbxPPb)()0/1 (0)2(21naberfcLPF图3-4 相干解调原

6、理框图xtccos)(tsAM)(tmotccos)(tm)(tsAM图3-2 AM调制器模型0A包络检波器包络检波器sAM(t)mo(t)tccos)(tm)(tsDSB图3-7 DSB调制器模型双边带调制解调载波、基带信号、DSB信号及它们的频谱 HDSBfB2tccos)(tm)(tsSSB图3-9 SSB信号的滤波法产生)(SSBH滤波法产生滤波法产生SSB信号信号及相干解调及相干解调LPF图3-13 SSB信号的相干解调xtccos)(tsSSB)(tmo)(tspSSB-SC的频谱的频谱 边带滤波器边带滤波器 H()10ccH()0cc1(a)(b)HSSBfBtccos)(tm)

7、(tsVSB图3-14 VSB信号的滤波法产生)(VSBH)(tsDSBLPF图3-16 VSB 信号的相干解调xtccos)(tsVSB)(tmo)(tspHcVSBcVSBCHH,)()()(VSBH)(VSBHcc01（a）cc010.50.5（b）图3-15 残留边带滤波器特性H( )tc cos)(tm)(tsm2/mtccostcsinHI( )HQ( )m(t)sm(t)()()(:2121hQIHHHSSBm0)(1)(:QIHHDSB)()()(:2121HHHVSBQImttmttmtscQcImsin)(cos)()()(*)()(thtmtmII)(*)()(thtmt

8、mQQ)(cos)(0ttmAc)()(21)()(0ccccMMA)(cos)(ttmc)()(21ccMMttmttmccsin)(21cos)(21m)()()(21SSBccHMMttmttmccsin)(21cos)(21m)()()(21VSBccHMM)(cos)(tmKtAtsPcPM)(cos)(dmKtAtstFcFMsincos)(tmtAtSmfcFMcoscos)(tmtAtSmPcPMAM2HifnS0HifnS0HiAMfnS0HiffnSm0223中心频率中心频率f0带宽带宽BBPF1.对于对于AM、双边带信号、双边带信号、单边带信号、单边带信号、 FM信号信号

9、的解调，的解调，f0=?, BBPF=? BL =? 2.n(t)是高斯白噪声，是高斯白噪声， ni(t)是窄带高斯噪声，带宽与是窄带高斯噪声，带宽与BPF的带宽相等的带宽相等3.BPF带宽等于已调信号带宽，带宽等于已调信号带宽，LPF带宽等于基带信号带宽带宽等于基带信号带宽4.对于相干解调来说，输出信号与噪声有时低通型的信号对于相干解调来说，输出信号与噪声有时低通型的信号 解调器输入端的信号与噪声都是带通型的信号（或窄带信号）解调器输入端的信号与噪声都是带通型的信号（或窄带信号）中心频率f0带宽B带宽带宽BL载波反相点f1(t)f2(t)f (t)s(t)cos2wmtcoswctF1(w)

10、wm-wmw1F2(w)wmw-wm1图a图bLPFHPFcoswctf1(t)f2(t)s(t)tftttscAM2cos)6000cos(103000cos220)()4000cos(22000cos)(tttmtftcc2cos100)( 1H 2H 3H01f02f03f 7 将模拟基带信号将模拟基带信号 与载波与载波 相乘得到双边带抑制载波调幅相乘得到双边带抑制载波调幅 信信 号号,设设 .(1) 请画出请画出 信号波形图信号波形图;(2) 请写出请写出 信号的傅式频谱式信号的傅式频谱式,并画出她并画出她的振幅频谱图的振幅频谱图;(3) 画出解调框图画出解调框图,并加以简单说明并加以

11、简单说明.tftmm2sin)(tfAtccc2sin)()(SCDSBmcff6SCDSBSCDSB解解: (1) tftfAtctmtscmC2sin2sin)()()( ts(t) tC(t) tm(t)相 位 翻 转 (2) (3)mf5mf6mf5mf6)( fSf)()()()(41)()12cos10(cos2 2sin2sin)()()( mcmcmcmcmmCcmCfffffffffffffStftfAtftfAtctmtsLPF输入载波提取输出8 某调频波某调频波 ,求求:(1) 已调信号平均功率已调信号平均功率;(2) 调制指数调制指数;(3) 最大频偏最大频偏;(4)

12、调频信号带宽调频信号带宽. 200cos4102cos10)(6ttts解解: (1) (2) (3) (4) 由卡松公式可知由卡松公式可知: wAPcn50212Hzfmf100, 4HzWff400maxHzWBf1000)1 (2 9一双边带调幅一双边带调幅 信号信号,具有如题具有如题4.11图所示功率图所示功率谱密度谱密度,在传输中受到均值为零在传输中受到均值为零,双边功率谱密度为双边功率谱密度为 的加性白高斯噪声干扰的加性白高斯噪声干扰,其解调框图如图所示其解调框图如图所示:请请求出解调器求出解调器LPF输出的信噪比输出的信噪比.)(AMDSB2/0n0fcfWfcWfcWfcWfc

13、cf0P)( fPsBPF带宽为2WLPF带宽为WDSB-AM信号加性白高斯噪声)(tr载波tfc2cos输出 解: 由图示: 则输入信噪比 对于双边带调幅信号解调输出信噪比是输入信噪比的两倍WnWnPWPdffPPiiNss00022222)(00npPPNSiiDSBNsi002npNSDSBo第第6章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 要点 数字基带传输系统的组成（模型）。 数字基带信号的表达式、常用的数字系带信号信号（单双极性的RZ/NRZ、差分、多电平）。如何表示数字基带信号 数字基带信号的功率谱密度分析，功率谱密度的基本特点。特点及带宽 线路码型的目的。AMI、HDB3码、Man

14、chester码的编解码规则、信号特点（时域、频域）。编码与译码 码间干扰的概念、奈奎斯特准则、奈奎斯特极限、理想低通系统，升余弦滚降系统。基本定理、判有无ISI方法 数字基带信号的接收原理、利用低通滤波器接收时的误码率分析、最佳门限问题。基本方法（如何分析数字基带传输系统的误码率？思路），结论的含义 眼图的测量方法、眼图所体现的信息 部分响应系统的目的，相关编码和预编码的原理和作用。第I类和第IV类部分响应系统中具体的编码规则、频域及时域特性。会进行第I类和第IV类部分响应系统的预编码和相关编码 了解均衡的目的、时域线性均衡的基本原理。 基本概念：信息速率/码元速率、比特间隔/码元间隔、误比

15、特率/误符号率、频带利用率。几种常见的基带信号波形10100110 E(a) E E110011 E0101011(b)(c) E E1010011(d) E E1100011 E E 3E 3E010 011100 11 10 00 1(e)( f )0差分编码（传号差分）设设bk为差分码，为差分码，ak为原始数据，编码规则：为原始数据，编码规则：1kkkbabak: 1 0 0 1 1 1 1bk: 1k0001010k-11 变变0不变不变（1）由连续谱和离散谱组成（2）连续谱总存在（为什么？）（3）离散谱是否存在取决于g1(t)和g2(t)及其出现概率mssssssmffmfGPmfP

16、GffGfGPPffP)()()1 ()()()()1 ()(221221)()()(fPfPfPvus连续谱连续谱离散谱离散谱总结数字基带信号PSD特点： P.140最下面两段(1)(2) （1）二进制基带信号的带宽主要依赖于G1(f)和G2(f)。占空比越小，占有频带越宽。通常用谱的第一零点带宽来近似信号带宽。 （2）根据离散谱线中m=1时分量是否存在，可以判断能否从信号中直接提取位定时分量（提取位同步信号，用于抽样判决）。6.3 什么是ISI?产生原因d(t)n(t)GT( ) C( ) GR ( )抽样抽样判决器判决器 GR( )s(t)nR(t)r(t)()()()(RTGCGH 设

17、输入基带信号：设输入基带信号：决定，冲击串强度由基带信号：nnsnanTtatd)()( 系统总特性：系统总特性：r(t)在第K个码元抽样时刻的取值:为可能的时偏，00)(ttkTrs)()()(000tkTntTnkhathasRknsnkISI6.4 抽样时刻无ISI条件：奈奎斯特第一准则 频域条件：奈奎斯特第一准则BiBeqRCiRHH,)2()(BiBeqRfCiRfHfH21,)()(或为码元宽度，此处ssBTTR1 时域条件的整数0, 00,)(kkCkThs理想低通系统奈奎斯特带宽和奈奎斯特速率 若理想低通数字基带系统的带宽为fN，则最高码元速率为2 fN ，这个传码率叫做奈奎斯

18、特速率； 码元速率为2 fN的基带信号在理想低通系统中无ISI传输需要的最小带宽为fN ，这个带宽叫做奈奎斯特带宽； 理想低通系统 最大频带利用率：2 B/Hz，或 2log2M b/(sHz) 最大码元速率：2 W（单位B），W为带宽（单位Hz） 最大信息速率：2 W log2M （单位b/s ）理想低通系统的优缺点 优点：频带利用率高； 缺点： 不易实现； 时域波形拖尾长，衰减慢，对位定时误差敏感。 寻找易实现、衰减快的传输特性 余弦滚降系统 直线滚降系统余弦滚降系统的最大传输速率 和最大频带利用率 最大传输速率，W为带宽 最大频带利用率 在这样的系统中以多大的速率进行传输无ISI？)(1

19、22max,BaudWfRNB)/(12max,max,HzBaudBRBB为正整数nnRRBB,max,)/(1log22max,sbMWRb)/(1log22max,max,HzsbMBRbb)/(log2sbMRRBb余弦滚降系统的优缺点 优点：优点： 易实现易实现 时域波形衰减快，对位定时误差的敏感性低。时域波形衰减快，对位定时误差的敏感性低。 缺点：缺点： 频带利用率低；有效性低频带利用率低；有效性低)/(12max,max,HzBaudBRBB已知H(),怎么求RB,max？ 根据频域条件求解： 根据H(),求等效的奈奎斯特带宽fNH( fN)=0.5|H( f )| max 已知

20、滚降系数及带宽时，怎么求最大传输速率？BiBRfCiRfH21,)(f /kHz10.5fNf /kHz1.51fN=?2-21)/(12max,max,HzBaudBRBB)(12max,max,BaudWWRBB如何判断抽样时刻有无码间串扰？1 已知h(t)与RB: 直接利用P.148公式（6.4-2）时域条件判断; 码元宽度Ts=1/ RB; 已知H()与RB: 利用P.149公式（6.4-11）频域条件判断BiBRiRH| ,)2(常数BiBRfiRfH21| ,)(常数或的整数0, 00,)(kkCkThs判断抽样时刻有无码间串扰的其他方法2 已知H()与RB： 首先求出系统等效的奈

21、奎斯特带宽fN(Hz), 判断以下关系式是否满足？ RB =2 fN /n，n为正整数； 满足，则抽样时刻有无码间串扰; 否则，有ISI。 已知滚降系数、带宽W及RB： 对于余弦滚降和直线滚降系统来说： H( 2fN)=0.5 |H()| max;或 H( fN)=0.5 |H( f )| max； 为正整数；成立若nHzBaudnWnRRBB),/(112max,如何比较基带传输系统性能 从四个方面比较： 1）有无码间串扰： 2）频带利用率： 3）时域波形衰减速度： 4）实现的难易程度：6.5 无ISI基带系统的误码率分析 接 收滤波器抽 样判决器+抽样脉冲ka图4-18 抗噪性能分析模型k

22、a)(tnR)(tn)(tx)(ts)(ts)(RGdV抗噪声性能分析模型抗噪声性能分析模型)()()(tntstxRn(t):AWGNnR(t)是什么随机过程？瞬时值的一维概率密度函数是什么随机过程？瞬时值的一维概率密度函数抽样时刻抽样时刻x(t)的值的值x(kTs)如何表示？分发送如何表示？分发送“0”，发送，发送“1”两种情两种情况况0抽样值的概率密度曲线抽样值的概率密度曲线)(0 xf)(1xfdV) 1/0(P)0/1 (PxAA”时发送“，”时发送“，0)(1)()(bRbRbkTnAkTnAkTx2)(exp21)(221nnAxxf2)(exp21)(220nnAxxf采用双极

23、性传输时抽样时刻接受信号的值：采用双极性传输时抽样时刻接受信号的值：基带传输系统总的误码率可表示为：基带传输系统总的误码率可表示为： 最佳判决门限及最佳判决门限及0 0、1 1等概时的系统误码率等概时的系统误码率)0/1 ()0() 1/0() 1 (PPPPPeddvVdxxfPdxxfP)()0()() 1 (01) 1 ()0(ln22*,PPAVnd双neAerfcP221,双neAerfcP2221,单) 1 ()0(ln22*,PPAAVnd单6.66.6眼图的应用眼图的应用 眼图只是部分统计了信号可以估计噪声强弱 最佳抽样时刻判决门限噪声容限过零点畸变斜率=对定时误差的敏感度可以

24、抽样的时间（1）最佳抽样点（时刻）：位于“眼睛”张开最大处（2）判决门限电平：横轴位置（3）对定时误差的灵敏度：斜边的斜率，越陡越灵敏（4）畸变范围：眼图的阴影区域（垂直高度）（5）噪声容限：在抽样时刻上，上下阴影区间隔距离的一半 6.7.1部分响应系统 1.问题提出： 理想低通系统和升余弦滚降系统的优缺点 部分响应系统的基本思想： 通过合理地设计时域波形，人为的、有规律的在抽样时刻引入码间干扰，可以达到压缩频带，改善陡截止传输特性，使频带利用率达到2B/Hz，并加速时域波形的衰减速度。 2.如何实现 3.系统组成（尤其第I、IV类部分响应系统） 预编码、相关编码的原理、作用及编译码 4部分相

25、应系统的优缺点 易实现，波形衰减快，频带利用率达到2B/Hz， 误码率增加（可靠性降低）第I类部分响应系统组成(a)(b)TT相加模2判决抽样脉冲信息判决相关编码预编码收ak发ak发ak相加发送滤波信道接收滤波模2判决收akT抽样脉冲部分响应系统的一般形式 预编码（模L 加）： 相关编码：算术加 模L判决：)1(22121.NkNkkkkbRbRbRbRa) 1(22121.NkNkkkkbRbRbRbRCLkkCamod相关电平数：相关电平数：1) 1(1NiiRL第IV类部分响应系统方框图预编码：ak=bk-bk-2 模L(可先算术减，再取模运算)相关编码: Ck=bk-bk-2 (算术加

26、)模L判决: ak=Ck mod L 发送发送滤波器滤波器接收接收滤波器滤波器模模L判决判决信道信道2Ts+模模L和和akbkck理想低通系统理想低通系统分段判断以判断以1000B的速率传输是否有的速率传输是否有ISI4000 21000 -1000 1 2 3 4 5平移叠加平移叠加 从做到右依次为：i=2,i=1,i=0,i=-1,i=-2时，平移叠加的结果，在| 1000范围内等于2，满足奈奎斯特第一准则。1000 -1000 022 RB= 2000 2000 -2000 BiBRiRH| ,)2(常数 1、某给定低通信道带宽为、某给定低通信道带宽为3000Hz，在此，在此信道上进行基

27、带传输，当数字基带传输系信道上进行基带传输，当数字基带传输系统为理想低通或统为理想低通或50%升余弦时，分别确定升余弦时，分别确定无码间串扰传输的最高速率以及相应的频无码间串扰传输的最高速率以及相应的频带利用率。（奈奎斯特第一准则，无带利用率。（奈奎斯特第一准则，无ISI的的条件）条件） 2.某基带系统的频率特性是截止频率为某基带系统的频率特性是截止频率为1 MHz、幅度为、幅度为1的理想低通滤波器：的理想低通滤波器： (1) 试根据系统无码间串扰的时域条件求此基试根据系统无码间串扰的时域条件求此基带系统无码间串扰的码速率。带系统无码间串扰的码速率。 (2) 设此系统传输信息速率为设此系统传输

28、信息速率为3 Mbps，能否能，能否能实现无码间实现无码间 3.设基带传输系统的发送滤波器、信道和接收设基带传输系统的发送滤波器、信道和接收滤波器的总传输特性滤波器的总传输特性H(f)如图所示如图所示,其其中中 , . 试确定该系统无码间干试确定该系统无码间干扰传输时的最高码元速率和频带利用率扰传输时的最高码元速率和频带利用率.MHzfMHzf3,121H(f)1f2f1f1f2fsf解解: 无码间干扰传输的最高码元速率为无码间干扰传输的最高码元速率为4M波特波特 频带利用率为频带利用率为H(f)1fsfsf2sf2sfHzMHzM波特波特3434 4. 设=1 升余弦滚降码间干扰基带传输系统

29、的输入时十六进制码元,其码元速率是1200波特,求(1) 此基带传输系统的截止频率值;(2) 该系统的频带利用率(写上单位);(3) 该系统的信息传输速率(写上单位). 解解: =1的升余弦滚降的频带利用率为的升余弦滚降的频带利用率为1波特波特/HzHzRfSH12001sbitRMRSb/ 4800log2设计题设计题 5. 设计一M进制数字基带传输系统,在带宽W=2400Hz的理想基带信道进行无码间干扰传输,若系统的输入比特速率为14.4kbits/s,请画出此基带发送及传输接收系统的框图,并加以说明参数M及滚降系数的选择.（在0 1范围内选取）说明：此处理想基带信道是指具有如下传输特性的

30、信道HzffC2400, 1)(解解:系统传输总特性系统传输总特性H(f)为滚降系数为为滚降系数为的余弦滚降系统，其中其中M与与 的选择有如下三种：的选择有如下三种： 62400104 .14log1232M1,643/2,323/1,16MMM或或2-M进进制转换制转换)()()(fHfGfGRT滚降余弦2400| , 1)(ffCn(t):AWGN判决)(fGT)( fC基带信道(均值为0,双边功率谱密度为n0/2)A)( fGR抽样输出bKTt 014.4kb/skBM2log4 .14系统框图如下：包括发送和接收系统框图如下：包括发送和接收 6.请设计传送话带信号（请设计传送话带信号（

31、300-3400HZ）的数字基）的数字基带系统框图，采用线性带系统框图，采用线性16bit量化，信道带宽量化，信道带宽40kHz。请写出各主要部分的名称，拟采用的抽。请写出各主要部分的名称，拟采用的抽样频率，滚降系数等。样频率，滚降系数等。 解解： （框图同上题）（框图同上题） 话带信号抽样频率为话带信号抽样频率为fs=8kHz 数字化后的码元速率为数字化后的码元速率为Rb= fs *n=8*16=128kb/s 显然，频带利用率为显然，频带利用率为 而而 所以滚降系数为所以滚降系数为 =0.25, M=4 或：或： =0.875,M=8)./(2 . 31log22HzsbMBRbb)./(

32、2 . 340128HzsbBRbb误码性能分析题误码性能分析题7. 一基带传输系统一基带传输系统,在抽样时刻的抽样值在抽样时刻的抽样值为为 .其中其中a的取值为等概的的取值为等概的+1,-1.n是均值为是均值为0,方差为方差为 的高斯随机变量的高斯随机变量. 是是抽样点的码间干扰值抽样点的码间干扰值, 有三个可能值有三个可能值:-1/2,0,1/2, 它们出现概率分别为它们出现概率分别为1/4,1/2,1/4. 求求:该系统的平均误比特率计算公式该系统的平均误比特率计算公式. minayy,2mimi 解解: 在在 时时,5 . 0)()(21sPsP0 )()(21TeVsePsePPdy

33、ydyydyyseP02202202212) 1(exp2121 2)5 . 1(exp21412)5 . 0(exp2141)()21(2121)125. 1(2141)81(2141222erfcerfcerfc 10.51y2321 已知二进制信息序列为：已知二进制信息序列为：100 101 110 100 011 001 010 000，若采用，若采用15电平第电平第IV类部类部分响应信号传输分响应信号传输 (1)画出编译码方框图，系统方框图画出编译码方框图，系统方框图 (2)列出编译码器各点信号的抽样值序列列出编译码器各点信号的抽样值序列 (3)若采用若采用3电平第电平第IV类部分响

34、应信号传输类部分响应信号传输,重复重复(1)(2) 解解： (1)系统方框图如下图所示系统方框图如下图所示系统方框图预编码：ak=bk-bk-2 模8(可先算术减，再取模运算)相关编码: Ck=bk-bk-2 (算术加)模L判决: ak=Ck mod 8 发送发送滤波滤波器器接收接收滤波滤波器器模模8判决判决信道信道2Ts+模模8和和akbkck理想低通系统理想低通系统ck(2)编译码器各点信号抽样值编译码器各点信号抽样值 ak： 4 5 6 4 3 1 2 0 bk-2：0 0 4 5 2 1 5 2 bk ：4 5 2 1 5 2 7 2 Ck： 4 5 -2 -4 3 1 2 0 ak：

35、 4 5 6 4 3 1 2 0bk=ak+bk-2模模8Ck=bk-bk-2 (算术加算术加)ak=Ck mod 8(3)3电平部分响应信号传输时电平部分响应信号传输时 系统方框图同(1)，其中模8改为模2 ak： 100 10 1 110 1 00 011 00 1 010 000 bk-2：001 01 1 100 1 00 000 11 1 101 111 bk ：101 11 0 010 0 00 011 11 0 111 111 Ck： 101 10-1-110-100 011 00-1 010 000 ak： 100 10 1 110 1 00 011 00 1 010 000b

36、k=ak+bk-2模模2Ck=bk-bk-2 (算术加算术加)ak=Ck mod 2第七章第七章 数字频带传输系统数字频带传输系统 二进制数字调制的原理二进制数字调制的原理 基本概念基本概念 时域表示（表达式及波形）时域表示（表达式及波形） PSD及带宽及带宽 调制与解调（原理框图及波形）调制与解调（原理框图及波形） 误码率（抗误码率（抗AWGN噪声性能）噪声性能） 分析模型、噪声模型及表示分析模型、噪声模型及表示 分析方法、步骤分析方法、步骤 P(1/0),P(0/1);f0(x),f1(x); 利用第三章结论及概率论知识利用第三章结论及概率论知识 分析结果：误码率公式分析结果：误码率公式

37、多进制调制的原理及特点多进制调制的原理及特点 若采用若采用OOK方式传送二进制数字信息，已方式传送二进制数字信息，已知码元速率知码元速率RB =4106 B，接收端解调器，接收端解调器输入信号振幅输入信号振幅a=100 V，信道噪声为加性，信道噪声为加性高斯白噪声，其单边功率谱密度高斯白噪声，其单边功率谱密度n02.510-17W/Hz.求：求： （1）非相干接收时，系统的误码率；）非相干接收时，系统的误码率； （2）相干接收时，系统的误码率。（数字）相干接收时，系统的误码率。（数字调制系统误码率）调制系统误码率） 设发送的绝对码序列为设发送的绝对码序列为 011010，采用，采用2DPSK系

38、系统传输。已知载波频率为统传输。已知载波频率为2400Hz，码元速率为，码元速率为1200 Baud。（数字调制与解调过程中的时域波。（数字调制与解调过程中的时域波形，调制原理）形，调制原理） （1）将绝对码转化成相对码，并画出）将绝对码转化成相对码，并画出2DPSK已已调信号波形。调信号波形。 （2）接收端采用差分相干解调，画出解调系统）接收端采用差分相干解调，画出解调系统原理图。原理图。 （3）画出解调系统的各点波形）画出解调系统的各点波形 设发送的绝对码序列为设发送的绝对码序列为10110，采用，采用2DPSK方式方式传输。已知码元速率为传输。已知码元速率为3600B，载波频率为，载波频

39、率为3600Hz。 （1）画出一种调制原理框图；并画出已调波形。）画出一种调制原理框图；并画出已调波形。（= ，表示，表示“1”） （2）若采用相干解调）若采用相干解调-码反变换方式进行解调，码反变换方式进行解调，画出解调原理框图。画出解调原理框图。 （3）若接收端信号功率为）若接收端信号功率为1mW，信道噪声单边，信道噪声单边功率谱密度为功率谱密度为10-8W/Hz,计算系统误码率。计算系统误码率。 已知数字信息已知数字信息1011010， 码元速率为码元速率为1200波特，波特，载波频率为载波频率为1200Hz，解调器输入端信噪比，解调器输入端信噪比r=10dB （1）请分别画出）请分别画

40、出 2PSK、2DPSK的波形；的波形； （2）采用）采用2PSK传输时的系统误码率；传输时的系统误码率； （3）采用）采用2DPSK传输，差分相干解调时的系统传输，差分相干解调时的系统误码率。误码率。 现代调制技术现代调制技术 了解了解QAM的基本原理的基本原理 了解了解MSK的优点，基本原理的优点，基本原理第九章第九章 模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输 抽样定理的内容及证明、模拟脉冲调制抽样定理的内容及证明、模拟脉冲调制 理想抽样理想抽样 实际抽样：自然抽样和平顶抽样实际抽样：自然抽样和平顶抽样 PAM、PPM、PWM/PDM 量化：量化： 均匀量化和非均匀量化的原理及实现、量化噪声均

41、匀量化和非均匀量化的原理及实现、量化噪声 A律律13折线和折线和mu律律15折线逼近对数特性的法折线逼近对数特性的法 PCM 系统组成系统组成 码型选择、位数选择、码位安排码型选择、位数选择、码位安排 编码、译码编码、译码 抗噪声性能抗噪声性能 增量调制原理及改进增量调制原理及改进 时分复用时分复用TDM：原理及应用：原理及应用 已知信号已知信号s(t)=10cos(200 t)cos( 2000 t)，对，对s(t)以以fs的速率进的速率进行理想采样得到抽样信号行理想采样得到抽样信号 。将通过一个。将通过一个 (1)截止频率为的理想低通滤波器；截止频率为的理想低通滤波器； (2)中心频率为，

42、带宽为中心频率为，带宽为B的理想带通滤波器。的理想带通滤波器。 后输出无失真，求相应的最小抽样频率和对应的滤波器参数。后输出无失真，求相应的最小抽样频率和对应的滤波器参数。 解解： (1) s(t)的最高频率分量是的最高频率分量是1100Hz ，因此用低通恢复时，最小取样率是，因此用低通恢复时，最小取样率是2200Hz。对应低通滤波器的截止频率是。对应低通滤波器的截止频率是1100Hz 。 (2) s(t)的带宽是的带宽是200Hz，最高频率是，最高频率是1100Hz，因此最小需要的抽样频率，因此最小需要的抽样频率是是440Hz。对应要求带通滤波器带宽是。对应要求带通滤波器带宽是400Hz。

43、（考查低通抽样定理和带通抽样定理考查低通抽样定理和带通抽样定理）)()()(SnSsnTtnTsts 已知一个已知一个12路载波电话占有频率范围路载波电话占有频率范围60108 Hz，求出其最低取样频率，求出其最低取样频率fsmin .例例某模拟信号抽样值分布的一维概率密度函数如图所示，输入到某模拟信号抽样值分布的一维概率密度函数如图所示，输入到量化器进行量化器进行4级均匀量化，量化器的量化电平分别为级均匀量化，量化器的量化电平分别为1,3,5,7，(1)计算量化信噪比计算量化信噪比(2)如何改变量化电平的分布来降低量化噪声功率？如何改变量化电平的分布来降低量化噪声功率？(3)该量化器的最佳输

44、入该量化器的最佳输入pdf是什么？是什么？分析：量化间隔分析：量化间隔 =？从从PDF可以看出该信号取大信号的概率大，所以可以在大信号可以看出该信号取大信号的概率大，所以可以在大信号处使量化电平分布密，小信号处分布稀来减小量化噪声功率，处使量化电平分布密，小信号处分布稀来减小量化噪声功率，如选如选qi=1.25,3.7,5.7,7.25， i= 2.5,2.4,1.6,1.5，Nq=0.623或或qi=1.25,3.6,5.5,7.25， i= 2.5,2.2,1.8,1.5， Nq=0.595808x1/4f(x) 4121immiqiidxxfqxN 8022dxxfxxES 在模拟信号数

45、字化传输系统中，模拟话音信号的带宽为在模拟信号数字化传输系统中，模拟话音信号的带宽为4000Hz，对其进行，对其进行13折线折线A律律PCM，抽样频率为，抽样频率为8KHz。已知编码器的输入信号范围为已知编码器的输入信号范围为-4.096,+4.096V，输入抽，输入抽样脉冲幅度为样脉冲幅度为+2.005V。 （1）试求编码器的输出码组。）试求编码器的输出码组。 （2）求接收端译码器的输出，计算量化误差；）求接收端译码器的输出，计算量化误差； （3）确定）确定7位非线性码对应的位非线性码对应的11位线性码；位线性码； （4）若采用将这样的）若采用将这样的32路话音信号进行时分多路复用后路话音信号进行时分多路复用后传输，试确定多路复用系统的所需的奈奎斯特带宽。传输，试确定多路复用系统的所需的奈奎斯特带宽。同步原理同步原理 同步的分类同步的分类 不同通信系统中所用到的同步有哪些？不同通信系统中所用到的同步有哪些？