电子科大2013通信原理总复习课件

1、2022/9/30通信与信息工程学院1通信原理期末复习2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30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4.112022/9/30通信与信息工程学院54-11

2、 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；2022/9/30通信与信息工程学院7一、幅度调制：常规调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）第3章 模拟传输信号表达式波形图（时域&频域）功率效率抗噪声性能带宽接收方法2022/9/30通信与信息工程学院81、信号表达式常规调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）第3章 模拟传输2022/9/30通信与信息工程学院103、

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2022/9/30通信与信息工程学院114、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2022/9/30通信与信息工程学院125、功率&效率习题3-2第3章 模拟传输2022/9/30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20

4、22/9/30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2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30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2

5、022/9/30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2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30通信与信息工程学院25一、二元与多元数字基带信号的特

6、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2022/9/30通信与信息工程学院27第4章 数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院282、传输速率（1）符号速率（Symbol rate），单位波特（Baud） Rs=1/Ts (Baud)（2）比特速率（Bit rate），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)，RbRs典型题目：习4.2、习4.3第4章 数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院293、功率谱密度均值ma=Ean，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

7、章 数字基带传输2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30通信与信息工程学院32单极性NRZ码：0与1等概

8、率出现，幅度为A均值ma=1/2， ，第4章 数字基带传输2022/9/30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2022/9/30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2022/9/30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

9、数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院36Eb/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LPF接收系统（矩形NRZ，取B=1/Ts）匹配滤波器接收系统双极性2PAM单极性2PAM第4章 数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院37第4章 数字基带传输2022/9/30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

10、字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院39例4.6 估计以Rb=1 Mbps进行二元传输时的平均错误间隔第4章 数字基带传输2022/9/30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2022/9/30通信与信息工程学院411、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（W Hz）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2022/9/30通信

11、与信息工程学院42重要结论（1）在无码间串扰条件下，W Hz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2022/9/30通信与信息工程学院432、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6 dB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)1a0： 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4.162022/9/3

12、0通信与信息工程学院444.5.1 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：2WRs ） 数字通信系统的效率频带利用率2 Baud/Hz4.5.4 升余弦滚降滤波器（ a、W、 f0、 Rs 、Rs2f0 ）第4章 数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院454.6.3 基本均衡算法（1）迫零（Zero forcing）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

13、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2022/9/30通信与信息工程学院462022/9/30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2022/9/30通信与信息工程学院472022/9/30通信与信息工程学院47均衡后 第4章 数字基带传输2022/9/30通信与信息工程学院484.8 符号同步例4.18、习4.22第4章 数字基带传输2022/9/30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

14、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2022/9/30通信与信息工程学院501、信号表达式2ASK2FSK2PSKQPSK （格雷编码） 第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院512、带宽2ASK：B2ASK=2B=2Rb2FSK：2(D)PSK：B2(D)PSK=2B=2Rb QPSK： BQPSK=Rb=2Rs第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院523、误码性能第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院53第5章 基本的数字频带传

15、输2022/9/30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2022/9/30通信与信息工程学院55第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院56第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院57设信号速率为100 kbps，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

16、、习5.22第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院582022/9/30通信与信息工程学院58例5.7 QPSK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）4800 bps时需要的带宽习5.11、习5.21第5章 基本的数字频带传输2022/9/30通信与信息工程学院59第6章 模拟信号数字化与PCM6.1 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2022/9/30通信与

17、信息工程学院60第6章 模拟信号数字化与PCM1、抽样带限信号m(t)，最高非零频率为fH,抽样率fs2fH，2fH=2B称为奈奎斯特频率（Nyquist frequency）带通信号抽样：例6.1、习6.62022/9/30通信与信息工程学院61第6章 模拟信号数字化与PCM2、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6.122022/9/30通信与信息工程学院62第6章 模拟信号数字化与PCM3、脉冲编码调制（PCM）（1）电话信号带宽：3003400 Hz，抽样率为8 kHz（2）量化：8比特

18、A律（3）PCM数据率：8 kHz8 bit=64 kbps 语音信号传输速率2022/9/30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000111（3）确定量化电平，共16电平，4位编码00001111b7b6b5b4b3b2b1b01位极性码3位段落码4位段内码1=正，0=负（对应8段）（对应16电平）2022/9/30通信与信息工程学院64习题1设PCM系统采用A律13折线量化器，量化器的量化范围为-10, 10，若输入采样值为1.22和 -0.03，求输出的二进制码组（提示：A律13折线主要参数见下表） 第6章 模拟信号数字化与PCM2022/9/30通信与信息工程学院65段内码的确定如某一量化电平x落在段x1，x2内那么段内区间为讨论：对结果取整后，确定其段内码 临界值16，段内码取为1111第6章 模拟信号数字化与PCM2022/9/30通信与信息工程学院66PCM传输系统的信噪比*：峰值与平均信噪比习6.15、习6.16T