通信原理复习课课件.pptx
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- 通信 原理 复习 课件
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1、通信原理通信原理第1页,共33页。绪论绪论 了解通信技术的发展;了解通信技术的发展;掌握掌握 消息消息、信息信息、信号信号 的定义;的定义;掌握数字通信的概念,理解掌握数字通信的概念,理解 数字通信的优点数字通信的优点;掌握掌握 通信系统模型通信系统模型 及其及其 主要性能指标;主要性能指标;重点:重点:1.1.信息的度量;信息的度量;2.2.数字通信系统模型的理解与掌握。数字通信系统模型的理解与掌握。难点:数字通信系统性能指标的理解与计算;难点:数字通信系统性能指标的理解与计算;第2页,共33页。设设 离散信息源离散信息源 是是 一个一个 由由 n 个符号个符号 组成的组成的 集合集合 ,按
2、,按 独立出现。记独立出现。记2 2、非等概情况的信息量的计算非等概情况的信息量的计算nxxx,21 ixp 12112,1niniiinxxxxp xp xp xp xp x 且且有有 则则每个符号所含信息量的统计平均值,即每个符号所含信息量的统计平均值,即 平均平均信息量信息量 为:为:112nniiiiiiH xP xP xbI xixtP()()()()log()(/)符符号号第3页,共33页。1 1、传输速率传输速率 码元传输速率码元传输速率 RB 简称简称 传码率,又称传码率,又称 符号速率。符号速率。它表示单位时间内传输码元的数目,单位是它表示单位时间内传输码元的数目,单位是波特
3、波特(Baud),),记为记为 B。例如,若例如,若 1 秒内传秒内传2400个码元,则传码率为个码元,则传码率为2400B。在在数字通信中,一个码元(符号)在数字通信中,一个码元(符号)在 时间轴上的长度时间轴上的长度 被称为被称为 码元长度码元长度。11()BBBBRBTTR或或 数字信号有多进制和二进制之分,但数字信号有多进制和二进制之分,但 码元速率与码元速率与 进进制数制数 无关,只无关,只 与与 传输的传输的 码元长度码元长度 TB 有关有关第4页,共33页。信息传输速信息传输速率率 Rb 简称简称 传信率,又称传信率,又称 比特率比特率 等。它表等。它表示单位时间内传递的平均信息
4、量或比特数,单位是示单位时间内传递的平均信息量或比特数,单位是 比特比特/秒,可记为秒,可记为bit/s,或,或 b/s,或,或 bps。码元码元速率速率 和和 信息速率信息速率 有确定的关系,即有确定的关系,即 bBRR Hbit s.(/)2log M 等等概传输时,熵有最大值概传输时,熵有最大值 ,信息速率,信息速率 也也达到最大,即达到最大,即bBRRMbit s2.log(/)式式中,中,M 为为 符号的进制数。二进制的码元速率符号的进制数。二进制的码元速率和信息速率在数量上相和信息速率在数量上相等。等。第5页,共33页。衡量数衡量数字通信系统字通信系统 可靠性可靠性 的指标是差错率
5、,常的指标是差错率,常用用 误码率误码率 或或 误信率误信率 表示。表示。2 2、差错率差错率eP 错误码元数传输总码元数bP 错 误 比 特 数传 输 总 比 特 数第6页,共33页。信道信道信道信道广义信道广义信道(简称信道简称信道)狭义信道狭义信道有线信道有线信道无线信道无线信道调制信道调制信道 编码信道编码信道从研究信息传输的角度从研究信息传输的角度 出出发,使一些基本问题的研发,使一些基本问题的研究比较方便。究比较方便。通信效果的好坏,很大程通信效果的好坏,很大程度上将依赖于狭义信道的度上将依赖于狭义信道的特性。特性。第7页,共33页。有线信道有线信道,如电缆光纤等如电缆光纤等无线信
6、道无线信道,如中短波、微波信道等如中短波、微波信道等恒参信道恒参信道随参信道随参信道有记忆编码信道有记忆编码信道无记忆编码信道无记忆编码信道广义信道广义信道狭义信道狭义信道调制信道调制信道编码信道编码信道信道信道第8页,共33页。连续信道的连续信道的 信道容量信道容量 (Channel capacity)a)香农公式香农公式 带宽为带宽为 B(Hz)的连续信道,其的连续信道,其 输入信号的功率输入信号的功率 为为 S,信,信道加性高斯白噪声道加性高斯白噪声的功率的功率 为为 N。可以证明,信道的可以证明,信道的 信道容量信道容量 为:为:ssCBBb sNn B220log1log1(/)第9
7、页,共33页。模拟调制模拟调制中心频率f0带宽BBPF中心频率f0带宽B带宽BL第10页,共33页。调制调制方式方式信号带宽信号带宽制度增益制度增益设备设备复杂度复杂度主要应用主要应用DSB2中等中等 较少应用较少应用SSB1复杂复杂短波无线电广播短波无线电广播话音频分多路话音频分多路VSB略大于略大于近似近似 SSB 近似近似 SSB复杂复杂 商用电视广播商用电视广播AM2/3简单简单 中短波无线电中短波无线电 广广 播播FM中等中等 超短波小功率电超短波小功率电 台台 NBFM 微波微波 中继中继 调频立体调频立体 声广播声广播 WBFM 2(1)mffm 2 3(1)ffmm mfifm
8、Smn f2032imSn f013imSn f0mfooSNmf2imSn f0mf2各种模拟调制系统的性能比较各种模拟调制系统的性能比较第11页,共33页。数字基带数字基带 数字基带传输系统的组成(模型)。数字基带传输系统的组成(模型)。数字基带信号的表达式、常用的数字基带信号数字基带信号的表达式、常用的数字基带信号信号。信号。数字基带信号的功率谱密度分析,功率谱密度数字基带信号的功率谱密度分析,功率谱密度的基本特点及带宽。的基本特点及带宽。线路码型的目的。线路码型的目的。AMIAMI、HDB3HDB3码。码。码间串扰的概念、奈奎斯特准则、奈奎斯特极码间串扰的概念、奈奎斯特准则、奈奎斯特极
9、限、理想低通系统,升余弦滚降系统。基本定限、理想低通系统,升余弦滚降系统。基本定理、判有无理、判有无ISIISI方法。方法。数字基带信号的接收原理、利用低通滤波器接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(如何分析数字基带传输系统的误码率?思路),结论的含义。路),结论的含义。第12页,共33页。数字基带传输系统数字基带传输系统代码:代码:1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1 AMI码:码:-1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1 H
10、DB3码:码:-1000 -V +1000 +V -1+1 B00 V+l -1 第13页,共33页。差分编码(传号差分)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不变不变第14页,共33页。下面,研究下面,研究 如何设计如何设计 基带传输特性基带传输特性 H(),以形成,以形成 在在抽样时刻上抽样时刻上 无码间串扰无码间串扰 的的 冲击响应波形冲击响应波形 h(t)。根据上面的分析,假设根据上面的分析,假设 延迟延迟 t0=0,无码间串扰,无码间串扰 的
11、基带的基带系统冲击响应系统冲击响应 应满足下式应满足下式 无码间干扰的时域条件无码间干扰的时域条件说明:无码间说明:无码间串扰串扰 的的 基带系统基带系统 冲击响应,冲击响应,t=0 时时 取值不取值不为零,其它抽样时刻为零,其它抽样时刻 t=kTs 的的 抽样值抽样值 均为零均为零.100skh kTk,(),为为其其他他整整数数第15页,共33页。无码间干扰的频域条件无码间干扰的频域条件基基带传输特性带传输特性 应满足的应满足的 频域条件频域条件121iSssiHTTT(),或或写成写成2SissiHTTT(),该条件该条件 称为称为 奈奎斯特奈奎斯特 第一准则第一准则 。第16页,共33
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