通信工程期末复习课件.ppt

1、考试介绍考试介绍n考试方式：闭卷考试方式：闭卷n题目类型题目类型n填空题填空题n选择题选择题n简答题简答题n综合计算题综合计算题第一章第一章 复习复习)()(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 ,Pb典型例题典型例题1n信息量及平均信息量的考察信息量及平均信息量的考察n某信源符号集由某信源符号集由

2、A、B、C、D、E，F组成，组成，设每个符号独立出现，其出现概率分别为设每个符号独立出现，其出现概率分别为1/2，1/4,1/8，1/16，1/32，1/32。试求试求n（1）每个符号的信息量分别为多少？）每个符号的信息量分别为多少？n（2）该信息源符号的平均信息量。）该信息源符号的平均信息量。n（3）该信源的最大可能平均信息量，条件是什）该信源的最大可能平均信息量，条件是什么？么？n课后题课后题16.典型例题典型例题2n码元速率和信息速率的定义及关系码元速率和信息速率的定义及关系n四进制系统中每秒传输四进制系统中每秒传输1000个四进制符个四进制符号，求此系统的码元速率和各符号独立号，求此系

3、统的码元速率和各符号独立等概时的信息速率。等概时的信息速率。n课后题课后题19.典型例题典型例题3n误码率与误信率概念的考察误码率与误信率概念的考察n课后题课后题110第第3章章 随机过程随机过程n随机过程概念随机过程概念n随机过程的数字特征随机过程的数字特征n期望；期望；n方差；方差；n自相关函数自相关函数n宽（广义）平稳随机过程的条件宽（广义）平稳随机过程的条件n功率谱密度与自相关函数的关系功率谱密度与自相关函数的关系n平稳过程的平均功率平稳过程的平均功率n时域；时域；n频域频域n输出随机过程的功率谱密度输出随机过程的功率谱密度n窄带随机过程窄带随机过程n两种表达式两种表达式n同相与正交分

4、量的统计特征；同相与正交分量的统计特征；n包络与相位的统计特征。包络与相位的统计特征。n正弦波加窄带随机过程正弦波加窄带随机过程n两种表达式；两种表达式；n包络的统计特征。包络的统计特征。n白噪声白噪声n功率谱密度；功率谱密度；n自相关函数自相关函数n带通白噪声（窄带高斯白噪声）带通白噪声（窄带高斯白噪声）n功率谱密度；功率谱密度；n自相关函数；自相关函数；n平均功率平均功率。典型例题典型例题n一个随机过程满足宽平稳的条件是什么？一个随机过程满足宽平稳的条件是什么？n已知噪声已知噪声n(t)的自相关函数为的自相关函数为 ，则该信号的平均功率为则该信号的平均功率为S=_。n窄带高斯噪声有哪两种表

5、示方法？它们各窄带高斯噪声有哪两种表示方法？它们各具有什么样的统计特性？具有什么样的统计特性？1()cos4002nR第第4章章 信道信道n信道的分类信道的分类n信道模型信道模型n调制信道模型：线性网络调制信道模型：线性网络n乘性干扰，加性干扰乘性干扰，加性干扰n编码信道模型编码信道模型n转移概率、二进制编码信道模型误码率公式转移概率、二进制编码信道模型误码率公式第第4章章 信道信道n信道特性对信号传输的影响信道特性对信号传输的影响n随参信道：多径传播（概念）随参信道：多径传播（概念）n信道容量信道容量n信道容量公式及其意义信道容量公式及其意义nAWGN信道中最大信息速率信道中最大信息速率n带

6、宽、信号功率与噪声功率谱密度三种参数的变化对信道容量带宽、信号功率与噪声功率谱密度三种参数的变化对信道容量的影响。的影响。典型例题典型例题1n彩色电视图像有彩色电视图像有5 105个像素组成，每个像素组成，每个像素有个像素有64种彩色度，每种色度有种彩色度，每种色度有16个个亮度等级。如果所有才色度与亮度相互亮度等级。如果所有才色度与亮度相互独立，且出现机会均等；独立，且出现机会均等；n计算计算1秒传送秒传送100个画面所需要的信道容量；个画面所需要的信道容量；n若若S/N=30dB，传送所需要的带宽是多少？，传送所需要的带宽是多少？典型例题典型例题2n一幅图像在电话线上实现传真传输，大约一幅

7、图像在电话线上实现传真传输，大约2.25 105个像素，每个像素有个像素，每个像素有12个亮度个亮度等级，亮度等概率，电话电路具有等级，亮度等概率，电话电路具有3kHz的的带宽和带宽和30dB的信噪比，试求在该电话线上的信噪比，试求在该电话线上传输一张传真图片需要的最小时间。传输一张传真图片需要的最小时间。n分析：分析：n一幅传真图的信息量是多少？一幅传真图的信息量是多少？I=?n信息速率是多少？（不超过信道容量信息速率是多少？（不超过信道容量,C=?）n所需时间等于多少？所需时间等于多少？t=I/Rb第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统n幅度调制原理幅度调制原理n幅度调制抗噪声性能分析幅度调

8、制抗噪声性能分析n调频系统抗噪声性能分析调频系统抗噪声性能分析(记住公式结论记住公式结论)AM信号的产生与解调信号的产生与解调 相干解调相干解调 包络检波包络检波tccos)(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)AM信号时域与频域波形图信号时域与频域波形图tccos)(tm)(tsDSB图3-7 DSB调制器模型双边带调制双边带调制相干解调相干解调DSB信号的产生与解调信号的产生与解调载波、基带信号、载波、基带信号、DSB信号及它们的频谱信号及它们的频谱 HDSBfB2tccos)(tm)(tsSSB图3-9 SSB信号的滤波法产生)(SSBH

9、滤波法产生滤波法产生SSB信号及相干解调信号及相干解调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)HSSBfB幅度调制信号的表示幅度调制信号的表示)(cos)(0ttmAc)()(21)()(0ccccMMA)(cos)(ttmc)()(21ccMMttmttmccsin)(21cos)(21)()()(21SSBccHMMttmttmccsin)(21cos)(21)()()(21VSBccHMMFM频谱、带宽频谱、带宽nNBFM带宽：带宽：n近似为近似为2fm

10、nWBFM带宽：带宽：n卡森公式卡森公式有效性与可靠性有效性与可靠性AM2HifnS0HifnS0HiAMfnS0HiffnSm0223典型例题（简答）典型例题（简答）n什么是门限效应？门限效应的有无取决于什么？什么是门限效应？门限效应的有无取决于什么？n若已知调制信号频率为若已知调制信号频率为fm，调幅信号，调幅信号AM为为100%调制。在接收功率调制。在接收功率Si相等，相等，信道噪声功信道噪声功率谱密度率谱密度n0相同时，试比较相同时，试比较AM与与DSB系统的系统的有效性与可靠性的高低。（可靠性能的比较给有效性与可靠性的高低。（可靠性能的比较给出数学推导）出数学推导）nDSB与与SSB

11、系统的抗噪声性能是否一致，请给系统的抗噪声性能是否一致，请给出理由。出理由。nDSB或或SSB信号能否采用包络检波器解调？为信号能否采用包络检波器解调？为什么？什么？典型例题（计算）典型例题（计算）n课后题课后题52第第6章章 数字基带传输系统数字基带传输系统n基本的数字基带信号波形的绘制基本的数字基带信号波形的绘制n二进制数字基带信号的功率谱密度二进制数字基带信号的功率谱密度mssssssmffmfGPmfPGffGfGPPffP)()()1()()()()1()(221221连续谱连续谱mssssssmffmfGPmfPGffGfGPPffP)()()1()()()()1()(221221

12、离散谱离散谱基带传输的常用传输码型基带传输的常用传输码型nAMI码的编译码码的编译码nHDB3码的编译码码的编译码抽样时刻无抽样时刻无ISIISI条件：奈奎斯特第一准则条件：奈奎斯特第一准则n频域条件：奈奎斯特第一准则频域条件：奈奎斯特第一准则BiBeqRCiRHH,)2()(BiBeqRfCiRfHfH21,)()(或n时域条件时域条件的整数0,00,)(kkCkThs无码间串扰的传输特性的设计无码间串扰的传输特性的设计n理想低通特性理想低通特性n奈奎斯特带宽；奈奎斯特带宽；n奈奎斯特速率；奈奎斯特速率；n最高频带利用率。最高频带利用率。n余弦滚降系统余弦滚降系统n最高频带利用率最高频带利用

13、率,max,max2(/)1BBRBaud HzBn如何衡量基带传输系统以某速率传输时如何衡量基带传输系统以某速率传输时的性能？的性能？n有无有无ISIn频带利用率频带利用率 n拖尾长短或时域波形衰减快慢拖尾长短或时域波形衰减快慢h(t)tn物理实现的难易程度物理实现的难易程度6.5 无无ISI基带系统的误码率分析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ka)(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

14、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”两种情两种情况况典型例题（简答）典型例题（简答）n课后题课后题61；n课后题课后题67；nHDB3码的波形如下图所示，还原出其对应的消息码的波形如下图所示，还原出其对应的消息代码序列代码序列HDB3码：码：0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 消息码：消息码：0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0典型例题典型例题n课后题课后题611；n课后题课后题612；n课后题课后题613。第第7章章 数字带通传输系

15、统数字带通传输系统n二进制数字调制的原理二进制数字调制的原理n基本概念基本概念n时域表示（表达式及波形）时域表示（表达式及波形）nPSD及带宽及带宽n调制与解调（原理框图及波形）调制与解调（原理框图及波形）n误码率（抗误码率（抗AWGN噪声性能）噪声性能）n分析模型、噪声模型及表示分析模型、噪声模型及表示n分析方法、步骤分析方法、步骤nP(1/0),P(0/1);f0(x),f1(x);n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n分析结果：误码率公式分析结果：误码率公式典型例题典型例题n在电话信道传输数字信号时，采用在电话信道传输数字信号时，采用2FSK调制方式。已调制方式。已知码

16、元传输速率为知码元传输速率为1200 B，载频分别为，载频分别为1200 Hz（对（对应应“1”码）和码）和2400 Hz（对应（对应“0”码）。发送的二进码）。发送的二进制信息符号为制信息符号为101110。n（1）试画出）试画出2FSK调制器原理框图和发送信号时间波形；调制器原理框图和发送信号时间波形；n（2）若接收端采用相干解调，画出解调器原理框图和）若接收端采用相干解调，画出解调器原理框图和各点波形。（至少包括各点波形。（至少包括5个波形）；个波形）；n（3）当解调器输入信噪比为）当解调器输入信噪比为10dB时，试计算解调器输时，试计算解调器输出的误码率。出的误码率。典型例题典型例题n

17、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系统传输。已知载波频率为系统传输。已知载波频率为2400Hz，码元速率为码元速率为1200 Baud。n（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；n（2）画出功率谱密度示意图；）画出功率谱密度示意图；n（3）接收端采用差分相干解调，画出解调系统原）接收端采用差分相干解调，画出解调系统原理图；理图；n（4）画出解调系统的各点波形）画出解调系统的各点波形.典型例题典型例题n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方式传输。已知码元速

18、率为方式传输。已知码元速率为3600B，载波频率，载波频率为为3600Hz。n（1）画出一种调制原理框图；并画出已调波）画出一种调制原理框图；并画出已调波形。（形。（=，表示，表示“1”）n（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。n（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，信道噪声单边功率谱密度为边功率谱密度为10-8W/Hz,计算系统误码率。计算系统误码率。典型例题典型例题n已知数字信息已知数字信息1011010，码元速率为码元速率为1200波波特，载波频率为特，载波频率为1200Hz，解调器

19、输入端信噪，解调器输入端信噪比比r=10dBn（1）请分别画出）请分别画出 2PSK、2DPSK的波形；的波形；n（2）采用）采用2PSK传输时的系统误码率；传输时的系统误码率；n（3）采用）采用2DPSK传输，差分相干解调时的系统误传输，差分相干解调时的系统误码率。码率。典型例题典型例题n二进制数字调制系统性能的比较二进制数字调制系统性能的比较n可靠性（误码率）；可靠性（误码率）；n有效性（带宽）；有效性（带宽）；n对信道特性变化的敏感性。对信道特性变化的敏感性。第第9章章 模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输n理想抽样理想抽样n内容；内容；n抽样信号时域、频域波形特点；抽样信号时域、频域波

20、形特点；n恢复。恢复。n实际抽样（实际抽样（PAM）n曲顶抽样；曲顶抽样；n平顶抽样。平顶抽样。脉冲编码调制脉冲编码调制n系统组成系统组成n码型选择、位数选择、码位安排码型选择、位数选择、码位安排n编码、译码编码、译码n抗噪声性能抗噪声性能典型例题（简答）典型例题（简答）n给出给出A律律13折线中折线中x轴、轴、y轴各段的长度轴各段的长度与斜率，并说明与斜率，并说明13折线名称的由来；折线名称的由来；典型例题典型例题n已知抽样值取值范围为已知抽样值取值范围为-5,5V,某时刻某时刻抽样值为抽样值为+1.2V，对该抽样值进行，对该抽样值进行A律律PCM编码，试求：编码，试求：n（1）编码输出码组；）编码输出码组；n（2）量化误差；）量化误差；n（3）7位幅度码对应的位幅度码对应的11位线性码。位线性码。n(1.2/5)*2048