通信原理第六版樊昌信·复习课件.ppt

1、第1章 绪论n通信的目的、信息的概念n通信系统的一般模型及各部分功能n信号按参量取值的不同可分为模拟信号和数字信号n模拟通信系统中的两种变换n已调信号的两个基本特征n数字通信的特点n信号的复用方式n通信的工作方式：单工；半双工；全双工n通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性n模拟系统：有效传输带宽和输出信噪比n数字系统：传输速率（码元传输速率和信息传输速率）、频带利用率、差错率（误码率和误信率）n信息量与概率之间的关系、信息量的计算n等概时具有最大熵值n多进制信号的码元传输速率和信息传输速率之间的关系n学习辅导：期末试题精选第2-3章 信号 n随机过程的数字特征：均值、方差和自相关函数n平稳过

2、程的自相关函数n平稳随机过程通过线性系统n输出过程的均值n输出过程的自相关函数n输出过程的功率谱密度n输出过程的概率密度分布n窄带随机过程：同相分量和正交分量的交流功率的直流功率的平均功率)()()0()5()()()()4()0()()3()()()2()()()0()1(222tRRttERRRRRttER)()()(ttEE第4章 信道n无线信道中天线高度的确定：天线尺寸不小于电磁波波长的1/10n信道分类：恒参信道和随参信道n恒参信道对信号传输的影响：振幅-频率特性；相位-频率特性n随参信道的特征：n信号的传输衰减随时间而变n信号的传输时延随时间而变n存在多径传播多径效应n连续信道的信

3、道容量n三要素：信道带宽(Hz)、信号功率(W)、噪声功率谱密度(W/Hz)/(1log2sbNSBCt)/(1log02sbBnSBCt第5章 模拟调制系统n载波调制、调制信号、载波、已调信号的概念nAM信号频谱的构成：载频分量、上边带、下边带；带宽n调制效率：AM最大为1/3，DSB为100。nVSB信号对输出滤波器要求：在载波处必须具有互补对称（奇对称）特性。即n解调方式n相干解调：条件n包络检波n制度增益：DSB=2；SSB=1；AM=2/3；FM()()ccHHH常数，23fm调制方式传输带宽解调方式AM2fm包络检波、相干解调（同步检波）DSB2fm相干解调SSBfm相干解调VSB

4、略大于fm近似SSB相干解调iiDSBooNSNS32iiSSBooNSNSoo/SNiiDSBooNSNS2)(2)1(2mmfFMfffmB第6章 数字基带传输系统n数字基带信号n单极性波形；双极性波形；单极性归零波形；双极性归零波形；差分波形（以相邻码元的电平跳变和不变来表示消息代码，而与码元本身的电位或极性无关）n几种常用的传输码型nAMI码：0保持不变，1交替的用1和-1来表示n双相码：0码用01表示；1码用10表示nCMI码：1码交替的用11和00表示，0码固定的用01表示nHDB3码：首先，将消息码变换成AMI码；然后检查AMI码中连“0”的情况：n当没有发现4个以上（包括4个）

5、连“0”时，则不作改变，AMI码就是HDB3码。n当发现4个或4个以上连“0”码元串时，就将第4个“0”变成与其前一个非“0”码元（“1”或“1”）同极性的码元。将这个码元称为“破坏码元”，并用符号“V”表示，即用“+V”表示“1”，用“V”表示“1”。n为了保证相邻“V”的符号也是极性交替：*当相邻“V”之间有奇数个非“0”码元时，这是能够保证的。*当相邻“V”之间有偶数个非“0”码元时，不符合此“极性交替”要求。这时，需将这个连“0”码元串的第1个“0”变成“B”或“B”。B的符号与前一个非“0”码元的符号相反；并且让后面的非“0”码元符号从V码元开始再交替变化。消息码：1 0 1 1 0

6、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI码：HDB3码：信息码：1 0 1 1 0 0 1 0 1差分码：HDB3码：+1-1 0 0 0-V+1 0-1+1 0 0 0+V-B 0 0-V+1 0-1+1-1信息码：+1 0-1+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1 0+1+1 0-1+1 0 0 0+V-B 0 0-V+B 0 0+V-1 0+10 1 1 0 1 1 1 0 0 11 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1n误码产生的原因：码间串扰（产生原因）和加性噪声n为了使基带脉冲传输获得足够小

7、的误码率，必须最大限度的减小码间串扰和随机噪声的影响。n无码间串扰的条件：n时域条件n频域条件（奈奎斯特第一准则）n（无码间串扰时）基带系统所能提供的最高频带利用率为0001)(kkkThsssisTTTiH2)/(2HzBBRBn采用余弦滚将特性滤波器时：n基带传输系统的抗噪声性能n二进制双极性基带系统：在发送等概，且在最佳门限电平下，误码率仅依赖于信号峰值和噪声均方根的比值，而与采取的信号形式无关。n眼图n观察码间干扰和信道噪声等因素对系统性能影响程度的实验手段n将示波器接在抽样判决器的输入端n最佳抽样时刻是眼睛张开最大的时刻n改善数字基带系统性能的措施n部分响应系统：提高频带利用率n时域

8、均衡：减小码间串扰)/(12HzBBRBn部分响应的一般形式部分响应波形的一般形式可以是N个相继间隔Ts的波形sin x/x之和，其表达式为式中R1、R2、RN为加权系数，其取值为正、负整数和零。nR1=1，R2=1，其余系数为0，第类部分响应波形。nR1=1，R3=-1，其余系数为0，第类部分响应波形ssssNssssssTNtTTNtTRTtTTtTRtTtTRtg)1()1(sin)()(sinsin)(21n在部分响应系统中为了控制差错传播，采用“预编码-相关编码-模2判决”。预编码：dn=andn-1相关编码：Cn=dn+dn-1模2 判决：bn=Cnmod2=dn+dn-1mod2

9、=dndn-1=an比如当输入序列为1001001 第7章 数字带通传输系统n数字信号传输方式：基带传输和带通传输n常用的二进制数字调制方式n2ASK（OOK）产生方法：模拟调制和键控法n解调方式及各位置时间波形n2FSK解调方法及各位置时间波形n2PSK解调方式及各位置时间波形n2DPSK（利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息）解调方式及各位置时间波形n性能比较：带宽、误码率n学习辅导：P136例题2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调421rerfc421re221rerfc221rererfc21rerfcre21带宽sSTf22sSTf22sSTf22sTff2

10、12第9章 模拟信号的数字传输n模拟信号数字化过程包括抽样、量化和编码三个步骤n低通模拟信号的抽样定理n量化n均匀量化：量化电平数、量化间隔固定，对小输入信号不利n非均匀量化：信号抽样值小时，量化间隔小；信号抽样值大时，量化间隔大；从而改善小信号时的信号量噪比n13折线中各段折线的斜率折线段号12345678斜 率161684211/21/4n脉冲编码调制：从模拟信号抽样、量化，直到变换成二进制符号的基本过程。n逐次比较法编码的原理n13折线法中采用的折叠码是8位：极性码；段落码；段内码段落序号段落序号段落码段落码c2 c3 c4段落范围段落范围（量化单位（量化单位）81 1 11024204

11、871 1 0512102461 0 125651251 0 012825640 1 16412830 1 0326420 0 1163210 0 0016段落码编码规则段落码编码规则段内码编码规则：段内码编码规则：量化间隔量化间隔段内码段内码c5 c6 c7 c8量化间隔量化间隔段内码段内码c5 c6 c7 c8151 1 1 170 1 1 1141 1 1 060 1 1 0141 1 0 150 1 0 1121 1 0 040 1 0 0111 0 1 130 0 1 1101 0 1 020 0 1 091 0 0 110 0 0 181 0 0 000 0 0 0n例9-2n习题

12、9；10；1110241536204811521280012345678910 11121314151216第10章 数字信号的最佳接收n最大似然准则n确知信号的最佳接收)()()0()1(10r rr rffPP)()()0()1(10r rr rffPPssTTodttstrWdttstrW00011)()()()(W1r(t)S1(t)S0(t)W0t=Ts比较判决积分器积分器n当先验概率相等时，对于给定的噪声功率，误码率仅和两种码元波形之差的能量有关，而与波形本身无关。就误码率而言，先验概率相等时最坏的情况。n在抽样时刻上，令输出信噪比最大的线性滤波器称为匹配滤波器n将消除了码间串扰并

13、且误码率最小的基带传输系统称为最佳基带传输系统第11章 差错控制编码n差错控制技术：检错重发；前向纠错；反馈校验；检错删除n分组码：码重；码距n编码的检纠错能力n奇偶监督码n线性分组码n监督位数的确定n监督矩阵和生成矩阵n错误图样和校正子n最小码距就是最小码重1212rknrr或rPIH QGkI IQ=PT S=B H Tn线性分组码常见题型n监督矩阵和生成矩阵的相互转换n确定最小码距，判定检纠错能力n求分组码码组n例：已知(7,4)汉明码的监督矩阵为H，设信息位(1010)，用此(7,4)进行信道编码，写出监督关系式求生成矩阵求输出该码能纠正几位错误设接收到的(7,4)码组为(0001100)时,问有无错误？111010001110100011101Hn(n，k)循环码n生成多项式：因式分解xn+1，从中找到任一(n-k)次因子，该因子即为(n，k)循环码的生成多项式个g(x)n生成矩阵和监督矩阵n循环码组HGxgxxgxgxxgxxkk)()()()()(21GG信息码组T已知(7,3)循环码的生成矩阵为G，写出该(7，3)循环码的生成多项式g(x)和监督矩阵H；若输入信息码为011，写出对应的循环码码组；该码能纠正几位错误？111010001110100011101G写出(4，2)循环码的生成多项式、生成矩阵和全部码字