Final.Review中学英语课件

–课程回顾FinalReviewFinal.Review0.1总体说明成绩：期末卷面100分，折合70分平时小测20分

实验10分特点：突出概念，对原理的掌握及运用题型：填空（20分）选择（20分）

计算题（60分）分布：考点分布全书各章2Final.Review0.2点对点通信系统图：完整点对点通信系统模型第二章：数学基础第三章：模拟通信系统；3Final.ReviewPAM矩形‘信号带宽’PAM脉冲传输频率PCM码速最小传输带宽PCM矩形‘信号带宽’升余弦滚降α所需带宽：调制带宽：0.3信号流程基带码速信号带宽；传输带宽；码速；4Final.Review第一章概论Introduction5Final.ReviewCH1.0概论–本章主要问题图：完整点对点通信系统模型本章主要问题：概括性介绍系统；信息，平均信息量；信道（分类，容量，特性）；信息6Final.ReviewCH1.1概论–概述‘模拟信号’和‘数字信号’区别；信号在通信系统里面的变换：单工、半双工全双工；7Final.ReviewCH1.2概论–信息量码速(SymbolRate)：信息率(bitRate)：信息量：概率的角度平均信息量：（a=2时，单位bits）（M进制等概的信号）8Final.Review随参信道：哪些属于；多径传播(导致Time-Dispersion，即FrequencySelective)，乘性干扰CH1.3概论–信道恒参信道：哪些属于；理想恒参信道：幅度不变，相位延迟包络V(t)的一维分布服从瑞利分布：相位φ(t)的一维分布服从均匀分布9Final.Review图：

多径传输对信号的影响（时域、频域）时域的效果：TimeDispersion时间弥散；频域的效果：FrequencySelective频率选择；相关带宽；最大多径时延差为τmCH1.3概论–信道10Final.ReviewCH1.3概论–信道第二章讲的：A：加性；W：频域white：G：时域高斯分布；N：噪声；图：白噪声的功率谱密度和自相关函数（单位冲击函数的时域，单位冲击函数的频域）图：高斯分布的PDF11Final.Review信道容量(误码率=0时最大速率)：若信号功率S趋于无穷大，若噪声功率趋于零，增大信道带宽B可以增加信道容量，但不能使信道容量无限制增大。CH1.3概论–信道12Final.ReviewSignals第二章信号13Final.Review本章问题：工具：能量；工具：频域；工具：时域和频域联系；随机信号：用以上工具分析随机信号通过系统；CH2.0本章主要问题第二章：数学基础14Final.ReviewCH2.1能量角度工具：能量时域：瞬时值能量平均功率频域：瞬时值能量谱功率谱15Final.Review‘能量谱密度’ESD(EnergySpectrumDensity)‘功率谱密度’PSD(PowerSpectrumDensity)描述在某个频率处的能量。CH2.1能量角度16Final.ReviewCH2.1常用确知信号–频域常用信号的Fourier：矩形脉冲的频谱：关系:‘横轴’持续x，另一个域过零点1/x；周期性方波的频谱:17Final.ReviewCH2.1常用确知信号–频域单位冲激函数：δ（t）是偶函数：卷积：（一条直线）18Final.ReviewCH2.2信号–时域和频域联系信号通过系统：卷积定理：单个信号的变换：非周期↔连续；周期↔离散；相关函数的Fourier得到PSD：19Final.ReviewCH2.3信号–随机信号.精确描述随机信号：时域精确描述；概率密度函数PDF累计分布函数CDF两个随机变量ξ(t1),ξ(t2)的二维CDF：一些特殊函数（用于计算CDF）;20Final.ReviewCH2.3信号–随机信号.非精确描述均值（一阶中心矩）方差σ2(二阶中心矩)协方差（有无线性关系）Pearson相关系数Link：第7章的最佳传输波形ρ=-1，误码率最小，即PSK信号；相关函数（有无影响）：Link：

联系时域与频域；Link：时域的功率；21Final.ReviewCH2.3相关函数–Link.正交的信号正交（相关函数=0时）：Ch2：Fourier正交的基；Ch6：IQ正交的调制(ASK，PSK，QAM)；MSK最小频率间隔；Ch8：频分复用中的OFDM；CDM中的Walsh码；Ch10：正交导频；22Final.ReviewCH2.3相关函数–Link.能量直流功率：均值的平方交流功率：平均功率：瞬时能量的均值偶函数上界：23Final.ReviewCH2.3信号–随机信号.(非)精确描述PDF：例如，正态分布，瑞利分布一维PDF，CDF；二维PDF，CDF；均值，方差；非精确描述二维：协方差Covariance；相关函数；N维PDF，CDF；N阶矩：Signalmoments矩24Final.Review时域频域总能量相等时域频域频域能量PSD,ESD时域能量条件：StationaryFourier确知信号随机信号平方不满足Fourier条件平方CH2.3信号–随机信号.时域频域联系25Final.ReviewCH2.4随机过程–性质平稳：非时变；严格：精确描述PDF非时变；广义：非精确描述（均值，方差，自相关）非时变；各态历经：严格：用时间平均代替统计平均；广义：‘均值’和‘自相关函数’可以这样代替；26Final.ReviewRandomProcess精确描述非精确描述Stationary平稳去掉‘时间维度’随机性一维描述：与时间无关；N维描述：与时间绝对位置无关，只和相对位置有关；Ergodic各态历经时间平均代替统计平均；CH2.4随机过程–性质27Final.Review28时域：高斯分布；时域：相关函数只有在τ=0

时才相关。CH2.5高斯随机过程性质：宽平稳↔严平稳（等价）；不相关↔独立（等价）；Final.ReviewCH2.5高斯随机过程频域：PSD均匀分布在整个频率范围内。双边功率谱：在正负频率点各有n0/2；单边功率谱；图：白噪声双边功率谱傅氏变换29Final.Review已知：合成波ξ(t)是一个为0，方差为δξ2的平稳窄带高斯过程；例如，噪声，或者无直射的多径信道；那么：两个分量ξc(t)和ξs(t)均值为0，方差相同δξ2；两个分量ξc(t)和ξs(t)也是平稳的高斯过程；ξc(t)和ξs(t)是不相关的和统计独立的；合成包络是瑞利分布，相位是均匀分布；CH2.6窄带随机过程–性质30Final.ReviewCH2.6正弦波+窄带随机过程–性质当A很小，即无直射LOS路径，有I0(x)=1，上式近似为瑞利分布，即由莱斯分布退化为瑞利分布。当A↑，一条很强的视距传播路径以及少量反射路径，Rician分布；包络：广义瑞利分布，莱斯分布有直射的多径信道（用正弦波+窄带噪声建模表示）；31Final.ReviewCH2.6随机过程通过窄带系统输出过程：平稳。输出均值：输出PSD：输出PDF：任意可能。特例，输入高斯，输出高斯（但相关发生变化）。平稳随机过程通过LTI系统：32Final.ReviewAnalogModulationSystems第三章模拟调制系统33Final.ReviewCH3本章主要问题模拟调制系统：线性与非线性调制的区别，频谱的结构是否发生变化；要求：AM(DSB,SSB)，FM，PM：带宽，调制度，最大相移，最大频移等基本参数；与高频不同的部分-VSB；34Final.ReviewDigitalBasebandTransmissionSystems第四章数字基带传输系统35Final.ReviewCH4.0本章主要问题图：完整点对点通信系统模型本章讨论的主要问题：设计：无直流（面向传输），定时（同步），频谱（面向传输）；接收端无ISI

；36Final.ReviewCH4.1基带信号–设计基带信号Linecodes：带宽、直流分量、定时(电平转换或离散分量)；占空比及其对带宽的影响，何时无直流分量；常用基带信号

：AMI→HDB3;双相码：曼彻斯特码，密勒码，CMI码；37Final.ReviewCH4.2ISI

–产生原因码间串扰(ISI)产生原因信道‘带限’：频域有限，时域扩展，造成码元干扰（Pulse解决）；信道‘多径’：前后码元干扰（均衡解决）；38Final.ReviewCH4.2无ISI–PulseShaping

无ISI的时域条件：无ISI的频域条件：（Ts码元宽度，对应fs和ωs）当不工作在‘临界状态’时无ISI的频域条件：H(ω)的频谱在RB/2处奇对称即，给定带宽BISI时，最大码速（或，给定码速时，所需最小带宽）39Final.ReviewCH4.2无ISI–PulseShaping

最大频带利用率:时域选用Sinc波形。代价：时域衰减很慢；升余弦滚降：改善时域，代价频域；带宽扩展为：40Final.ReviewCH4.2无ISI–PulseShaping

部分响应：‘加快时域衰减’和保持‘频带’。代价可控ISI；解决方案在发送端做预编码Pre-coding：部分响应系统有‘错误传播’现象41Final.ReviewCH4.2无ISI–均衡器.频域‘频域均衡’和‘时域均衡’：频域均衡：包括均衡器在内的基带系统的总特性满足无失真传输条件；时域均衡：是利用均衡器产生的时间波形去直接校正已畸变的波形，使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。峰值失真准则：均方失真准则：42Final.ReviewCH4.2观察ISI和噪声

–眼图由该图可以获得以下信息：最佳抽样时刻：应是“眼睛”张开最大的时刻；抽样时刻灵敏度：眼图斜边的斜率；AWGN：上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。判决门限：图中央的横轴位置对应于判决门限电平；ISI严重程度；43Final.ReviewCH4.3基带系统–噪声性能抗噪声性能的分析：概率的思想（似然函数）；最佳门限电平（双极性、单极性）；44Final.ReviewDigitizeAnalogSignals第五章模拟信号的数字化45Final.ReviewCH5.0本章主要问题图：完整点对点通信系统的基础模型本章主要问题：ADC(PCM编码)：抽样、量化、编码；PCM+时域复用；46Final.ReviewCH5.1ADC–抽样抽样

Sampling量化

Quantization编码

Mapping模拟信号数字信号PCMPAMPCM最小抽样速率（频域无交迭）:低通：带通：依然是模拟信号；时间：Discrete幅度：ContinuesPAM信号47Final.ReviewCH5.2ADC–量化（有损失）抽样

Sampling量化

Quantization编码

Mapping模拟信号数字信号PCMPAMPCM均匀量化；非均匀量化：压扩器+均匀量化；对数压扩：μ律（美国、日本）压扩和A律（欧洲和中国）A律13折线和μ律15折线48Final.ReviewCH5.3ADC–编码极性码段落码段内码C1

C2C3C4C5C6C7C8

C1：表示极性；（

‘1’表示正脉冲，‘0’表示负脉冲）C2C3C4：C5C6C7C8：最小的量化级间隔Δ：在保证小信号时，量化间隔相同的条件下，7位非线性编码与11位线性编码等效。（会转换）49Final.ReviewCH5.4改进PCMDPCM：

通过传输差值序列，而降低比特数N。最小传输带宽：ΔM：

进一步减小差值序列N=1，f’s=4～5B。最小传输带宽：防止过载噪声的条件：量化噪声：一般量化误差：每个量化系统都有。过载量化误差。50Final.ReviewCH5.5时分复用准同步数字体系(PDH)E体系——我国大陆、欧洲及国际间连接采用；T体系——北美、日本和其他少数国家和地区采用。需要额外的开销：同步数字体系(SDH)整个网络中各设备的时钟来自同一个极精确的时间标准；无需额外开销，STM，严格的4倍关系；一次群速率=2.048Mb/s；二次群的速率=8.448Mb/s；额外的256kb/s码速调整的开销；51Final.ReviewDigitalModulationSystemsUsingSinusoidalcarrier第六章正弦载波数字调制系统52Final.ReviewCH6.0本章主要问题图：完整点对点通信系统模型本章讨论的主要问题：调制：ASK+PSK->QAM；FSK->MSK->GMSK；解调：相干和非相干；53Final.ReviewCH6.1调制各种调制方式：星座图的角度；各种调制方式之间的关系。例，FSK看成两个ASK合成；调制的带宽：多进制调制：每个符号包含Nbits。或者说，有M=2N个符号；54Final.ReviewCH6.2解调相干和非相干解调；什么是？原理框图。相干存在问题：依靠相位的调制方式存在相位模糊；非相干：包络检波+差分（DPSK）；DPSK：差分在频带做，差分在基带做。编码和解码的实现；Ps(f)－基带s(t)的PSD调制信号的PSD：55Final.ReviewCH6.3性能分析调制方式误码率Pe相干解调非相干解调2ASK2FSK2PSK2DPSK

>>>误码率Pe一定的情况下，2PSK、2FSK、2ASK系统信噪比关系为56Final.ReviewCH6.4改进的数字调制方式BFSKMSKGMSKASKPSKQAM追求Spectralefficiency和Powerefficiency；提高频带利用率。MSK：如果接收机已知信号相位（相干），最小频率间隔：信号相位未知（非相干），最小频率间隔调制度MSK信号在每一码元周期内必须包含四分之一载波周期的整数倍。57Final.ReviewCH6.4MSK的特点GMSK：用Gaussianfilter。用ISI换取更窄带宽；特点：恒定包络信号；相位是连续的，以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内线性地变化±π/2；在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍；信号的频率偏移等于

，相应的调制指数mf

=0.5；MSK的整个相位路径是由间隔为Ts的一系列直线段所连成的折线。58Final.ReviewOptimumReceiversforDigitalCommunicationsoverAWGNChannels第七章数字信号的最佳接收59Final.ReviewCH7.0本章主要问题图：完整点对点通信系统模型假设：AWGN信道，n(t)是均值是0，方差σ2n。本章主要问题：设计最佳接收机；在此基础上的，最佳基带系统；60Final.ReviewCH7.1接收机结构接收机结构：Demodulator：投射到一个正交空间，获得足够的信息；Detector：判决；Demodulator有两种：SignalCorrelator相关器；MatchedFilter匹配滤波器；Detector：最大后验概率MAP；最大似然ML；最小距离MD；解调器DetectorDemodulator61Final.ReviewCH7.2接收机结构–相关接收机AWGN信道：不需要Demodulator，已经是最佳空间；似然函数：最大似然判决规则：62Final.ReviewCH7.2接收机结构–相关接收机图：二进制确知信号最佳接收机（先验等概）最大似然判决规则，在等概，等能量条件下简化为：63Final.ReviewCH7.2MBER–误码性能分析系统总误码率：误码性能的影响因素：先验概率P(s1)和P(s2)相等时，Pe最大；

s1(t)和s2(t)之差与Pe64Final.ReviewCH7.2普通接收机与最佳接收机因此，最佳接收机性能一定优于（或者等于）普通接收机性能。站在接收机的角度，我们第六章讨论的‘普通接收机’和第七章讨论的‘最佳接收机’结构是相同的；但需要发射机选择合适的参数（无ISI的基带波形等），接收端的SNR才能最大。其实，此处最佳接收机可理解为，发射机配合接收机时，系统达到的最大SNR状态；65Final.ReviewCH7.3接收机结构–匹配滤波器图：匹配滤波器形式的最佳接收机（先验等概）匹配滤波器：滤波器冲激响应与s(t)匹配(接收波形)；接收端SNR最大(在码元截止时刻)；

66Final.Review匹配滤波器：输出信噪比在码元截止时刻达到最大。其值为，匹配滤波器：设计；时域：频域：CH7.3接收机结构–匹配滤波器67Final.ReviewCH7.4最佳基带传输系统无码间干扰；噪声:用‘匹配滤波器’实现SNR最大化；PulseShapingMatchedFilter最佳传输系统设计(在发送信号功率一定的约束条件下，误码率最小)：将H(ω)开平方一分为二，一半作为发送滤波器GT(ω)=H1/2(ω)，另一半接收滤波器GR(ω)=H1/2(ω)。68Final.ReviewMultiplexingandMultipleAccessTechniques第八章多路复用和多址技术69Final.ReviewCH8.0本章主要问题图：完整点对点通信系统模型本章讨论的问题：共享信道资源TDM：时间上的复用（抽样之后的复用见第4章）；FDM：频率上的复用，需要额外频率保护带。但OFDM可以混叠；CDM：码空间复用（扩频通信）可以在Baseband，可以在passband；70Final.ReviewCH8.1CDM–Walsh码用正交的码空间用以（Walsh码）分开不同用户的数据。即，互相关函数产生一组Walshcodes如果H为n=2k阶的Hadamard矩阵，那么，如上矩阵也是Hadamard矩阵，阶数为2n=2k+1.71Final.ReviewCH8.1CDM–Walsh码因此，我们要设计在一个码元周期内，单峰自相关的m序列；WalshCodes自相关特性不好（多个峰值），无法确定码元起止；m序列（Maximumlengthsequence）：‘自相关函数应出现单峰’；72Final.ReviewCH8.2CDM–m序列反馈系数用‘特征方程’表示产生周期最长的特征方程，称为‘本原多项式’。给定一个本原多项式，可以写出m序列；73Final.ReviewCH8.2CDM–m序列根据本原多项式构建‘m序列产生器’；寄存器各个状态的变化；给定初始状态，计算输出序列；74Final.ReviewCH8.2CDM–m序列.性质均衡性Balance

：“1”的个数比“0”的个数多一个。游程Run分布：游程是指序列中取值相同的一段元素。并把这段元素的个数称为游程长度。游程总数：长度为“i”的游程：m序列的自相关函数(+移位相加特性)：应用：时延测量，扩频通信；75Final.ReviewErrorControlCoding第九章差错控制编码76Final.ReviewCH9.0本章主要问题图：完整点对点通信系统模型主要问题：面向信道的特性给bits加上保护分组码：一般性质，讨论的都是‘系统码’；线性分组码：汉明码、循环码；卷积码；77Final.ReviewCH9.1分组码–基本参数参数(n,k,r)其中，码速（编码效率）汉明重量(码重)：非零码元的数目；码距：两个等长码组之间相应位取值不同的数目；

（一个码组中，最小的码距为d0）78Final.ReviewCH9.1分组码–例一维奇偶监督码；设码字A=［an-1,an-2,…,a1,a0］检错能力：检测奇数个错码。不能检测码组中出现的偶数个错码。纠错能力：无；79Final.ReviewCH9.2线性分组码LinearBlockCodes性质:最小码重=最小码距（由封闭性决定）；那么，d0更加容易求得；80Final.ReviewCH9.2线性分组码–生成矩阵编码：生成矩阵G各行，线性独立。生成矩阵G各列，线性‘独立’。否则监督位相同；G的各行本身就是一个码组。那么，如果已有k个线性‘独立’的码组，则用来作为生成矩阵G。‘典型’生成矩阵81Final.ReviewCH9.2线性分组码–监督矩阵译码：‘典型’生成矩阵与‘典型’监督矩阵‘典型’监督矩阵82Final.ReviewCH9.2线性分组码–错误图样S1S2S3错码位置S1S2S3错码位置001a0101a4010a1110a5100a2111a6011a3000无错码给出‘错误图样’，等价于给出‘监督矩阵（生成矩阵）’；例，当S1=1时，与a2a4a5a6有关；出错时，判断错误位置，会纠错；83Final.ReviewCH9.3线性分组码–汉明码汉明码：能够纠正任意一个错码的线性分组码(n,k,r)，最小码距为3。汉明码的码率：推广：能纠任意2个错误的‘完备码’条件：汉明码的码距：84Final.ReviewCH9.3线性分组码–循环码循环码：任一码组循环一位后仍然是该编码中的一个码组；一种循环码可能有多个循环分组，只在每个分组内满足循环性；多项式表示法:循环条件:（模之后余项仍是一个码组）85Final.ReviewCH9.3线性分组码–循环码循环码（n，k，r）码多项式的形式为T(x)，生成多项式为g(x)g(x)：g(x)是(xn+1)的一个因子；g(x)是唯一的(n–k)次多项式g(x)；T(x)：T(x)都能够被g(x)整除（用来实际编码/解码）；T(x)是为按模(xn+1)