电子科大2013通信原理总复习ppt课件

2020 2 27 通信与信息工程学院 1 通信原理期末复习 2020 2 27 通信与信息工程学院 2 教学计划 考核范围 第1章 第6章 第8章第1章 绪论第2章 基础知识第3章 模拟传输第4章 数字基带传输第5章 基本的数字频带传输第6章 模拟信号数字化与PCM第8章 现代数字传输技术 2020 2 27 通信与信息工程学院 3 第1章绪论1 信息量 熵 熵率2 香农公式 2020 2 27 通信与信息工程学院 4 第2章基础知识2 6匹配滤波器 第4 5章的误码率计算 匹配滤波波形 最大信噪比的计算 最佳接收机结构典型题目 例2 11 习2 12 习4 11 2020 2 27 通信与信息工程学院 5 4 11在功率谱密度N0 2为的AWGN信道中进行二元基带传输 假定码元等概且发射信号分别为 1 给出信号mi t 对应的匹配滤波器冲激响应 k 1 2 确定最佳接收机的结构 确定滤波器特性 3 给出最佳错误概率 2020 2 27 通信与信息工程学院 6 第3章模拟传输 幅度调制角度调制不同调制系统的抗噪声性能及比较 结论 2020 2 27 通信与信息工程学院 9 2 波形与频谱图习题3 4 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 10 3 带宽常规调幅 AM BAM 2B抑制载波双边带调幅 DSB SC BDSB 2B单边带调幅 SSB 只保留DSB SC中的上 下 边带 BSSB B 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 11 4 接收方法常规调幅 AM 非相干接收 包络检波 简单易行抑制载波双边带调幅 DSB SC 单边带调幅 SSB 相干接收 系统复杂 成本高 换取调制效率AM信号也可使用相干接收 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 12 5 功率 效率习题3 2 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 13 6 抗噪声性能 结论 解调增益系统增益AM调制方式 输入信噪比 S N i 1 则 S N o很小 通信无法正常进行 表现为 门限效应 判断 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 14 结论 AM系统包络检波系统性能与相干解调系统性能完全相同 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 15 二 角度调制 相位调制 PM 频率调制 FM 第3章模拟传输 调制指数 信号表达式 相位 频率 信息 抗噪声性能 带宽 接收方法 2020 2 27 通信与信息工程学院 16 信号表达式通式瞬时频率 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 17 1 相位调制 PM 或kPM 相偏常数 单位rad V调相信号表达式 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 18 2 频率调制 FM 或kFM 频偏常数 单位Hz V调频信号表达式 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 19 3 最大相偏PM信号FM信号 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 20 4 最大频偏PM信号FM信号 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 21 5 调制指数与带宽卡森公式 6 抗噪声性能 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 22 常见考查方式幅度调制系统 不同模拟调制方式下 综合信号表达式 带宽 系统抗噪声性能等内容典型题目 例3 6 习3 13 习3 15角度调制系统 最大相 频 偏 调制指数 带宽典型题目 例3 4 例3 5 习3 17 习3 19 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 23 例3 6调频系统和常规调幅系统的输出信噪比均为40dB 即 S N o FM S N o AM 40dB 基带信号为fm 4kHz 振幅Am的正弦波 噪声单边功率谱密度N0 0 5 10 8W Hz 幅度调制效率 1 3 调频指数 5 信道传输损耗为Lt 40dB 求两种调制系统的发送信号功率与带宽 第3章模拟传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 24 二元与多元数字基带信号的特性 线路码型 码间串扰与Nyquist准则 升余弦滤波器 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 25 一 二元与多元数字基带信号的特性基本概念传输速率功率谱与带宽接收与误码性能 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 26 1 基本概念 1 单极性 Unipolar 与双极性 Polar 2 不归零 NRZ 与归零 RZ 3 差分码 相对码 Differentialencoding 传号差分码 1变0不变 每组绝对码对应两组完全相反的差分码 首位任意选取 4 AMI码与数字双相码的编码原理AMI码包含三种电平数字双相码 曼彻斯特码 为四元比特对习4 1 习4 24 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 27 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 28 2 传输速率 1 符号速率 Symbolrate 单位波特 Baud Rs 1 Ts Baud 2 比特速率 Bitrate 单位比特 秒 bps或b s 3 比特速率与符号速率间的转换关系Rb KRs Rslog2M bps Rb Rs典型题目 习4 2 习4 3 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 29 3 功率谱密度均值ma E an 方差前一项为连续谱 后一项是频率间隔为1 Ts的离散谱 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 30 重要结论 1 双极性码均值ma为0 只含有连续谱 2 单极性码均值ma不为0 连续谱 离散谱 3 单极性NRZ码 只含有一个离散谱单极性RZ码 含有多个离散谱 4 四种基本码型的功率谱密度表达式 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 31 当脉冲gT t 为矩形脉冲时 基本码型 单 双极性 RZ NRZ 功率谱密度 例4 3 例4 4 习4 4 习4 5 双极性NRZ码 1与 1等概率出现 幅度为A又均值ma 0 引入辛格函数则有 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 32 单极性NRZ码 0与1等概率出现 幅度为A均值ma 1 2 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 33 双极性RZ码 1与 1等概率出现 gT t 为矩形归零脉冲均值ma 0 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 34 单极性RZ码 0与1等概率出现均值ma 1 2 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 35 带宽 1 二元传输下 RZ码带宽为2Rb NRZ码带宽为Rb 2 多元信号MPAM带宽为Rb K Rs 3 带宽与波特速率和脉冲宽度相关 习4 2 习4 3 4 接收方法与误码性能 1 引入白噪声 AWGN信道 2 低通滤波接收与匹配滤波接收 结论 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 36 Eb N0 平均比特能量 噪声功率谱密度 反映信号与噪声的能量之比 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 37 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 38 利用误比特曲线对不同传输方案进行性能比较 1 纵向比较 通过给定的Eb N0值做垂线 与误比特曲线交点所表征的误比特率越小 证明性能越好 下方曲线 2 横向比较 通过给定的Pb值做水平线 与误比特曲线交点所表征的Eb N0越小 证明性能越好 左方曲线 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 39 例4 6估计以Rb 1Mbps进行二元传输时的平均错误间隔 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 40 二 码间串扰与Nyquist准则Nyquist准则及其相关结论升余弦滚降滤波器及其相关结论 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 41 1 Nyquist准则有无码间串扰 只需检验H f 在是否为常数典型题目 例4 11 习4 13 课堂习题2对于有限带宽低通信道 WHz 在传输速率为Rs 1 Ts时 1 WRs 2 2 Ts 总能找到某个H f 满足无码间串扰条件 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 42 重要结论 1 在无码间串扰条件下 WHz的基带信道每秒至多只能传输2W个符号 Nyquist速率 2 频带利用率 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 43 2 升余弦 RC 滚降滤波器按Rs 2f0的码率进行传输 滚降因子 f0为6dB带宽截止频率 带宽 W 1 a f0a 0 LPF特性 W f0 Rs max 2W Baud a 1 W 2f0 Rs max W Baud 1 a 0 W 1 a f0 Rs max 2W 1 a Baud 频带利用率 第4章数字基带传输 典型题目 例4 12 习4 15 习4 16 2020 2 27 通信与信息工程学院 44 4 5 1码间串扰存在的原因 h 0 h mTs 4 5 2无码间串扰条件 Nyquist准则 时域 频域 利用频域表达式进行判断4 5 3无码间串扰条件下 信道带宽W与传输速率Rs之间的关系 Nyquist速率 2W Rs 数字通信系统的效率 频带利用率 2Baud Hz4 5 4升余弦滚降滤波器 a W f0 Rs Rs 2f0 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 45 4 6 3基本均衡算法 1 迫零 Zeroforcing 算法 例4 14 习4 19 例4 14某数字基带传输系统的抽样值存在码间干扰 系统冲激响应h t 的样值为h 1 1 4 h0 1 h1 1 4 若将该系统与一三抽头迫零均衡器级联 求此均衡器的抽头系数c 1 c0 c1各为多少 并计算均衡前后的峰值畸变值 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 46 2020 2 27 通信与信息工程学院 46 解 1 求抽头系数 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 47 2020 2 27 通信与信息工程学院 47 均衡后 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 48 4 8符号同步例4 18 习4 22 第4章数字基带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 49 数字频带传输的核心内容 数字信号的调制与解调2ASK OOK 2FSK2PSK 2DPSK QPSK信号表达式 调制 接收 方法 带宽 误码性能 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 50 1 信号表达式2ASK2FSK2PSKQPSK 格雷编码 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 51 2 带宽2ASK B2ASK 2B 2Rb2FSK 2 D PSK B2 D PSK 2B 2RbQPSK BQPSK Rb 2Rs 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 52 3 误码性能 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 53 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 54 其它要点总结 1 公式 2 2DPSK的波形 首个波形随机设定 无实际意义3 读取波形 2DPSK信号 QPSK信号4 频带升余弦滤波器带宽 W 2f0 1 a 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 55 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 56 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 57 设信号速率为100kbps 通过升余弦滚降特性为a 0 3的系统 进行无码间串扰的传输 1 采用BPSK调制 求占用的信道带宽和频带利用率 2 设 求BPSK最佳接收机的误比特率习5 19 习5 22 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 58 2020 2 27 通信与信息工程学院 58 例5 7QPSK系统的输入二进制序列为011111011000 试说明 1 四元比特对序列 2 载波相位 B方式 序列 3 同相与正交支路的比特序列 4 4800bps时需要的带宽习5 11 习5 21 第5章基本的数字频带传输 2020 2 27 通信与信息工程学院 59 第6章模拟信号数字化与PCM 6 1模拟信号的抽样6 2均匀量化与最佳量化6 3量化信噪比与对数量化6 4脉冲编码调制6 5 差分脉冲编码调制与增量调制6 6时分复用 2020 2 27 通信与信息工程学院 60 第6章模拟信号数字化与PCM 1 抽样带限信号m t 最高非零频率为fH 抽样率fs 2fH 2fH 2B称为奈奎斯特频率 Nyquistfrequency 带通信号抽样 例6 1 习6 6 2020 2 27 通信与信息工程学院 61 第6章模拟信号数字化与PCM 2 量化均匀量化及量化噪声量化信噪比峰值信噪比 均匀量化时为3M2 平均信噪比 正弦信号信噪比典型题目 例6 3 习6 8 习6 11 习6 12 2020 2 27 通信与信息工程学院 62 第6章模拟信号数字化与PCM 3 脉冲编码调制 PCM 1 电话信号带宽 300 3400Hz 抽样率为8kHz 2 量化 8比特A律 3 PCM数据率 8kHz 8bit 64kbps语音信号传输速率 2020 2 27 通信与信息工程学院 63 第6章模拟信号数字化与PCM 编码规则 1 确定极性 正为 1 负为 0 2 确定段落 共8段 3位编码