學(xué)習(xí)輔導(dǎo)1第2講456

1、1數(shù)字通信數(shù)字通信東南大學(xué)繼續(xù)教育主講教師：張錫寧主講教師：張錫寧 第第 02 講講225-2 參考教材（1） 參考輔導(dǎo)書325-3參考教材（2）4l特點(diǎn)：l剖析難點(diǎn)，解感疑點(diǎn)，強(qiáng)化重點(diǎn)，典型例題，整理知識，歸納結(jié)論。l考題類型：l附錄A 本科期末考試試題與參考答案（三套）l附錄B 碩士研究生入學(xué)考試試題與參考答案 （三套）通信原理(第6版)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與考研指導(dǎo)(第2版)5圖1-5 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-4 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型6數(shù)字通信數(shù)字通信l第第1章章 緒論緒論l第第2章章 確知信號確知信號l第第3章章 隨機(jī)過程隨機(jī)過程l第第4章章 信道信道l第第5章章 模擬調(diào)

2、制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l第第6章章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l第第7章章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)l第第8章章 新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)l第第9章章 模擬信號的數(shù)字傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸l第第10章章 數(shù)字信號的最佳接收數(shù)字信號的最佳接收l第第11章章 差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼l第第12章章 正交編碼與偽隨機(jī)序列正交編碼與偽隨機(jī)序列l(wèi)第第13章章 同步原理同步原理7第第4章章 信信 道道 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)l信道的定義、分類和模型信道的定義、分類和模型l恒參信道的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊懞銋⑿诺赖奶匦约捌鋵π盘杺鬏數(shù)挠绊憀隨參信道的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊戨S參信道的特

3、性及其對信號傳輸?shù)挠绊憀信道噪聲的統(tǒng)計(jì)特性信道噪聲的統(tǒng)計(jì)特性l信道容量和香農(nóng)公式信道容量和香農(nóng)公式8第第4章章 信信 道道l4.1 無線信道無線信道l4.2 有線信道有線信道l4.3 信道的數(shù)學(xué)模型信道的數(shù)學(xué)模型l4.4 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊懶诺捞匦詫π盘杺鬏數(shù)挠绊憀4.5 信道中的噪聲信道中的噪聲l4.6 信道容量信道容量 9第第4章章 信信 道道l4.1 無線信道無線信道 l4.2 有線信道有線信道 l4.3 信道的數(shù)學(xué)模型信道的數(shù)學(xué)模型n信道模型的分類：u調(diào)制信道u編碼信道編碼信道編碼信道調(diào)制信道調(diào)制信道信信息息源源信信源源編編碼碼信信道道譯譯碼碼信信道道編編碼碼信信 道道數(shù)數(shù)字字調(diào)

4、調(diào)制制加加密密數(shù)數(shù)字字解解調(diào)調(diào)解解密密信信源源譯譯碼碼受受信信者者噪聲源噪聲源10第第4章章 信信 道道l4.4 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊懶诺捞匦詫π盘杺鬏數(shù)挠绊憂恒參信道的影響u恒參信道 非時(shí)變線性網(wǎng)絡(luò) 信號通過線性系統(tǒng)的分析方法。線性系統(tǒng)中無失真條件：線性系統(tǒng)中無失真條件：p振幅頻率特性：為水平直線時(shí)無失真 左圖為典型電話信道特性 用插入損耗便于測量(a) 插入損耗頻率特性11第第4章章 信信 道道p相位頻率特性：要求其為通過原點(diǎn)的直線，即群時(shí)延為常數(shù)時(shí)無失真群時(shí)延定義：頻率(kHz)（ms）群延遲(b) 群延遲頻率特性dd)(0相位頻率特性12第第4章章 信信 道道u頻率失真：振幅頻率特

5、性不良引起的p頻率失真 波形畸變 碼間串?dāng)_p解決辦法：線性網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償u相位失真：相位頻率特性不良引起的p對語音影響不大，對數(shù)字信號影響大p解決辦法：同上13第第4章章 信信 道道n變參信道的影響u變參信道：又稱時(shí)變信道，信道參數(shù)隨時(shí)間而變。u變參信道的特性：p衰減隨時(shí)間變化p時(shí)延隨時(shí)間變化p多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)：信號經(jīng)過幾條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的長度（時(shí)延）和衰減都隨時(shí)間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 14第第4章章 信信 道道 接收信號可以看作是一個(gè)包絡(luò)和相位隨機(jī)緩慢變化的窄帶信號：結(jié)論：發(fā)射信號為單頻恒幅正弦波時(shí)，接收信號因多徑效應(yīng)變成包絡(luò)起伏的窄帶信號。 這種包絡(luò)起伏包絡(luò)起伏稱為快衰落快衰

6、落 衰落周期和碼元周期可以相比。 另外一種衰落：慢衰落 由傳播條件引起的。 快衰落快衰落15圖4-18 多徑效應(yīng)第第4章章 信信 道道定義：相關(guān)帶寬相關(guān)帶寬1/ 實(shí)際情況：有多條路徑。設(shè)m 多徑中最大的相對時(shí)延差 定義：相關(guān)帶寬相關(guān)帶寬1/ m多徑效應(yīng)的影響： 多徑效應(yīng)會使數(shù)字信號的碼間串?dāng)_增大。為了減小碼間串?dāng)_的影響，通常要降低碼元傳輸速率。因?yàn)椋舸a元速率降低，則信號帶寬也將隨之減小，多徑效應(yīng)的影響也隨之減輕。相關(guān)帶寬相關(guān)帶寬：相鄰傳輸零點(diǎn)的頻率間隔16第第4章章 信信 道道l4.5 信道中的噪聲信道中的噪聲n噪聲u信道中存在的不需要的電信號。u又稱加性干擾。17第第4章章 信信 道道l4

7、.6 信道容量信道容量n信道容量 指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾省 4.6.1 離散信道容量離散信道容量u兩種不同的度量單位：pC 每個(gè)符號能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾祊Ct 單位時(shí)間（秒）內(nèi)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾祊兩者之間可以互換： 如果知道每秒能夠傳輸多少個(gè)符號，則可以從 第一種轉(zhuǎn)換成第二種表示。18第第4章章 信信 道道n 4.6.2 連續(xù)信道容量連續(xù)信道容量香農(nóng)公式式中 S 信號平均功率 （W）； N 噪聲功率（W）； B 帶寬（Hz）。 設(shè)噪聲單邊功率譜密度為n0，則N = n0B；故上式可以改寫成：由上式可見，連續(xù)信道的容量連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬和信道帶寬B、信號功、信

8、號功率率S及噪聲功率譜密度及噪聲功率譜密度n0三個(gè)因素有關(guān)三個(gè)因素有關(guān)。 )/(1log2sbNSBCt)/(1log02sbBnSBCt19第第4章章 信信 道道 上式表明，當(dāng)給定S / n0時(shí)，若帶寬B趨于無窮大，信道容量不會趨于無限大，而只是S / n0的1.44倍。這是因?yàn)楫?dāng)帶寬B增大時(shí)，噪聲功率也隨之增大。 Ct和帶寬B的關(guān)系曲線：02044. 1loglimnSenSCtB圖4-24 信道容量和帶寬關(guān)系S/n0S/n0BCt1.44(S/n0)20第第4章章 信信 道道上式還可以改寫成如下形式：式中Eb 每比特能量；Tb = 1/B 每比特持續(xù)時(shí)間。 上式表明，為了得到給定的信道容

9、量Ct，可以增大帶寬B以換取Eb的減小；另一方面，在接收功率受限的情況下，由于Eb = STb，可以增大Tb以減小S來保持Eb和Ct不變。 0202021log/1log1lognEBBnTEBBnSBCbbbt)/(1log02sbBnSBCt21第第4章章 信道信道 （重點(diǎn)（重點(diǎn)考點(diǎn)）考點(diǎn)）l1.概念概念l信道的分類和特征；恒參和隨參信道舉例；調(diào)制信道和信道的分類和特征；恒參和隨參信道舉例；調(diào)制信道和編碼信道的定義范圍及其關(guān)系；恒參信道的無失真?zhèn)鬏斁幋a信道的定義范圍及其關(guān)系；恒參信道的無失真?zhèn)鬏敆l件，兩種線性失真及其影響；隨參信道的條件，兩種線性失真及其影響；隨參信道的3個(gè)特點(diǎn)，個(gè)特點(diǎn)，多

10、徑傳播及其影響；信道噪聲及其通過帶通濾波器的結(jié)多徑傳播及其影響；信道噪聲及其通過帶通濾波器的結(jié)果；香農(nóng)公式的含義和結(jié)論果；香農(nóng)公式的含義和結(jié)論l2.計(jì)算計(jì)算l恒參信道的幅頻特性恒參信道的幅頻特性 、相頻特性、相頻特性 和群時(shí)延特和群時(shí)延特性性 的計(jì)算和傳輸失真情況的判斷；減小頻率選擇的計(jì)算和傳輸失真情況的判斷；減小頻率選擇性衰落的方法和計(jì)算；信道容量的計(jì)算。性衰落的方法和計(jì)算；信道容量的計(jì)算。)(H)()(22第第4章章 信道信道 典型例題典型例題l例例4-1 設(shè)一恒參信道的幅頻特性和相頻特性分別為設(shè)一恒參信道的幅頻特性和相頻特性分別為 l 其中，其中，K和和Td都是常數(shù)。都是常數(shù)。試確定信號

11、試確定信號s(t)通過該信道后的輸出信號的時(shí)域表示式。通過該信道后的輸出信號的時(shí)域表示式。解：該信道的傳輸函數(shù) 沖激響應(yīng) 輸出信號評注：該恒參信道滿足無失真條件，故信號在傳輸過程中無失真。dtKH)()(dtjjKeeHH)()()()()(dttKth)()()()(dttKsthtsty23第第4章章 信道信道 典型例題典型例題l例例4-2 兩個(gè)恒參信道的等效模型如圖。試求它們的幅兩個(gè)恒參信道的等效模型如圖。試求它們的幅頻特性和相頻特性，并分析信號頻特性和相頻特性，并分析信號s(t)通過這兩個(gè)信道通過這兩個(gè)信道時(shí)有無群遲延失真。時(shí)有無群遲延失真。l解：解： (a) (b)l 傳輸函數(shù)傳輸函

12、數(shù)l 幅頻特性幅頻特性l 相頻特性相頻特性l 群遲延特性群遲延特性RCjHRRRHba11)()(212， R1 R2 R C2212)(11)()(RCHRRRHba，)arctan(-)(0)(RC ，2)(10)()(RCRCdd）（，24第第4章章 信道信道 典型例題典型例題l例例4-3 設(shè)某隨參信道的最大多徑時(shí)延差等于設(shè)某隨參信道的最大多徑時(shí)延差等于3ms，為，為了避免發(fā)生選擇性衰落，試估算該信道的相關(guān)帶寬了避免發(fā)生選擇性衰落，試估算該信道的相關(guān)帶寬和在該信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號碼元的脈沖寬度。和在該信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號碼元的脈沖寬度。l解：信道相關(guān)帶寬解：信道相關(guān)帶寬l根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，信

13、號帶寬為根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，信號帶寬為l故碼元寬度故碼元寬度)(311kHzfmfBs)5131(msTms)159()53(25第第4章章 信道信道 典型例題典型例題l例例4-4 已知彩色電視圖像由已知彩色電視圖像由5105個(gè)像素組成。設(shè)每個(gè)個(gè)像素組成。設(shè)每個(gè)像素有像素有64種彩色度，每種彩色有種彩色度，每種彩色有16個(gè)亮度等級。如果所個(gè)亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級組合機(jī)會均等，并統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。有彩色度和亮度等級組合機(jī)會均等，并統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。l（1）試計(jì)算每秒傳送）試計(jì)算每秒傳送100個(gè)畫面所需的信道容量；個(gè)畫面所需的信道容量；l（2）如果接收機(jī)信噪比為）如果接收機(jī)信噪比為30dB，為了傳送彩色圖像

14、所，為了傳送彩色圖像所需信道帶寬為多少？需信道帶寬為多少？提示：log2X=3.32lgX。l解：（1）信息量/每個(gè)像素=log2（6416）=10(bit)l信息量/每幅圖=10-bit5105=5106(bit)l信息速率 Rb=1005106=5108(b/s)l信道容量Ct CtRb=5108(b/s)l(2)信噪比10lg(S/N)=30dB,S/N=1000,由香農(nóng)公式可得)(501001lg32. 3105)1lg(32. 3)1 (log82minMHzNSCNSCBtt26第第4章章 信道信道 The end 27圖1-5 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-4 模擬通信系

15、統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型28數(shù)字通信數(shù)字通信l第第1章章 緒論緒論l第第2章章 確知信號確知信號l第第3章章 隨機(jī)過程隨機(jī)過程l第第4章章 信道信道l第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l第第6章章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l第第7章章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)l第第8章章 新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)l第第9章章 模擬信號的數(shù)字傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸l第第10章章 數(shù)字信號的最佳接收數(shù)字信號的最佳接收l第第11章章 差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼l第第12章章 正交編碼與偽隨機(jī)序列正交編碼與偽隨機(jī)序列l(wèi)第第13章章 同步原理同步原理29第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)

16、 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)l調(diào)制的定義、功能和分類；調(diào)制的定義、功能和分類；l線性調(diào)制線性調(diào)制(AM、DSB、SSB和和VSB)原理原理(表示式、頻譜、表示式、頻譜、帶寬、產(chǎn)生和解調(diào)帶寬、產(chǎn)生和解調(diào));l線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，門限效應(yīng)；線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，門限效應(yīng)；l調(diào)頻（調(diào)頻（FM）、調(diào)相（）、調(diào)相（PM）的基本概念；）的基本概念；l單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)頻信號時(shí)域表示；單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)頻信號時(shí)域表示；l調(diào)頻信號頻帶寬度的計(jì)算調(diào)頻信號頻帶寬度的計(jì)算卡森公式；卡森公式；l預(yù)加重和去加重的概念；預(yù)加重和去加重的概念；lFM、DSB、SSB、VSB、AM的性能比較；的性能比較；l頻分復(fù)用的概念。頻分復(fù)

17、用的概念。30第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.1 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理l5.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能l5.3 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理l5.4 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能l5.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較l5.6 頻分復(fù)用和調(diào)頻立體聲頻分復(fù)用和調(diào)頻立體聲31第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l基本概念基本概念n調(diào)制 n調(diào)制信號n載波 n已調(diào)信號n解調(diào)（檢波）n調(diào)制的目的n常見的模擬調(diào)制u幅度調(diào)制：調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶u角度調(diào)制：頻率調(diào)制、相位調(diào)制 32

18、第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.1 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理n一般原理u載波信號u基帶調(diào)制信號 m(t)u幅度調(diào)制信號（已調(diào)信號）一般可表示成u頻譜設(shè)調(diào)制信號m(t)的頻譜為M()，則已調(diào)信號的頻譜為0( )coscc tAt( )( )cosmcstAm tt()()2mccASMM33第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.1.1 調(diào)幅（調(diào)幅（AM）u時(shí)域表示式u頻譜：若m(t)為確知信號，則AM信號的頻譜為u調(diào)制器模型00( )( )coscos( )cosAMcccstAm ttAtm tt01( ) ()()()()2AMccccSAMM 34

19、第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u調(diào)幅(AM)波形圖 頻譜圖載頻分量載頻分量載頻分量載頻分量上邊帶上邊帶上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶下邊帶下邊帶35第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)uAM信號的特性p帶寬：它是帶有載波分量的雙邊帶信號，帶寬是基帶信號帶寬 fH 的兩倍：p功率:p調(diào)制效率HAMfB2ScAMPPtmAP2)(2220 2220SAMAMmtPPAmt36第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.1.2 雙邊帶調(diào)制（雙邊帶調(diào)制（DSB）u時(shí)域表示式：無直流分量A0u頻譜：無載頻分量 u曲線：ttmtscDSBcos)()()()(21)(ccDSBMMS37第第5章章 模擬調(diào)制

20、系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.1.3 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB）u原理：p雙邊帶信號兩個(gè)邊帶中的任意一個(gè)都包含了調(diào)制信號頻譜M()的所有頻譜成分，因此僅傳輸其中一個(gè)邊帶即可。這樣既節(jié)省發(fā)送功率，還可節(jié)省一半傳輸頻帶，這種方式稱為單邊帶調(diào)制。p產(chǎn)生SSB信號的方法有兩種：濾波法和相移法。 38第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u濾波法及SSB信號的頻域表示p濾波法的原理方框圖 用邊帶濾波器1,( )( )0,cUSBcHH1,( )( )0,cLSBcHH39第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)pSSB信號的頻譜p上邊帶頻譜圖: ( )( )SSBDSBSSH40第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制

21、系統(tǒng)uSSB信號的解調(diào) SSB信號的解調(diào)和DSB一樣，不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因?yàn)镾SB信號也是抑制載波的已調(diào)信號，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以仍需采用相干解調(diào)。uSSB信號的性能SSB信號信號的實(shí)現(xiàn)比AM、DSB要復(fù)雜，但SSB調(diào)制方式在傳輸信息時(shí)，不僅可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度比AM、DSB減少了一半。它目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式短波通信中一種重要的調(diào)制方式。41第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.1.4 殘留邊帶（殘留邊帶（VSB）調(diào)制）調(diào)制n介于SSB與DSB之間的一種折衷方式n它既克服了DSB信號占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSB信號實(shí)現(xiàn)的困難

22、。不像SSB那樣完全抑制DSB信號的一個(gè)邊帶，而是使其殘留一小部分。42第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u調(diào)制方法：用濾波法實(shí)現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理框圖與濾波法SBB調(diào)制器相同。uVSB信號解調(diào)器方框圖u對殘留邊帶濾波器特性的要求u殘留邊帶信號的頻譜為 ( )VSBDSBSSH1()( )2ccMMH()()ccHHH常數(shù)，43 l 使用濾波法產(chǎn)生殘留邊帶信號：殘留上邊帶信號殘留上邊帶信號殘留下邊帶信號殘留下邊帶信號第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)44 常數(shù))()(cVSBcVSBHHH只要等式左側(cè)兩只要等式左側(cè)兩個(gè)函數(shù)在個(gè)函數(shù)在=0=0處處具有互補(bǔ)對稱具有互補(bǔ)對稱（奇對稱）特性，（奇對

23、稱）特性，解調(diào)就不失真。解調(diào)就不失真。45第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.1.5 線性調(diào)制的一般模型線性調(diào)制的一般模型u濾波法線性調(diào)制一般模型輸出信號時(shí)域表示式為：輸出信號頻域表示式為：式中，適當(dāng)選擇H()，可以得到各種幅度調(diào)制信號。)(cos)()(thttmtscm)()()(21)(HMMSccm)()(thH46第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u移相法模型將上式展開，則可得到另一種形式的時(shí)域表示式，即式中上式表明，sm(t)可等效為兩個(gè)互為正交調(diào)制分量的合成。由此可以得到移相法線性調(diào)制的一般模型如下： )(cos)()(thttmtscm( )( )cos( ) inmI

24、cQcsts ttst st( )( )( )IIs th tm t( )( )cosIch th tt( )( )( )QQsthtm t( )( )sinQchth tt47第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)它同樣適用于所有線性調(diào)制。( )( )cos( ) inmIcQcsts ttst st48第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.1.6 相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)與包絡(luò)檢波u相干解調(diào)p相干解調(diào)器的一般模型 u包絡(luò)檢波p適用條件：AM信號，且要求|m(t)|max A0 。49第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能n5.2.

25、1 分析模型圖中 sm (t) 已調(diào)信號 n(t) 信道加性高斯白噪聲 ni (t) 帶通濾波后的噪聲 m(t) 輸出有用信號 no(t) 輸出噪聲50第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u解調(diào)器輸出信噪比定義u制度增益定義u輸入信噪比Si /Ni 的定義2oo2oo( )( )SmtNn t解調(diào)器輸出有用信號的平均功率解調(diào)器輸出噪聲的平均功率iiNSNSG/00)()(22tntsNSimii功率解調(diào)器輸入噪聲的平均平均功率解調(diào)器輸入已調(diào)信號的51第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.2.2 DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能uDSB相干解調(diào)抗噪聲性能分析模型 由于是線性系統(tǒng)，可以分別計(jì)算解調(diào)器輸出的

26、信號功率和噪聲功率。 ( )ms t LPF BPF )(tn ( )ms t )(tni )(tno o( )m t cosct 52第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u噪聲功率計(jì)算設(shè)解調(diào)器輸入信號為與相干載波cosct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為因此，解調(diào)器輸出端的有用信號功率為ttmtscmcos)()(ttmtmttmcc2cos)(21)(21cos)(2o1( )( )2m tm t22oo1( )( )4Sm tm t53第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)器輸入端的窄帶噪聲可表示為它與相干載波相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，解調(diào)器最終的輸出噪聲為故輸出噪聲功率為或?qū)懗蓆

27、tnttntncsccisin)(cos)( )(tttnttnttnccscccicossin)(cos)(cos)(2sin)(2cos)(21)(21ttnttntncsccco1( )( )2cn tn t22oo1( )( )4cNn tn t2o0111( )444iiNn tNn B54第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u信號功率計(jì)算解調(diào)器輸入信號平均功率為u信噪比計(jì)算p輸入信噪比 輸出信噪比u制度增益)(21cos)()(222tmttmtsScmiBntmNSii02)(2122oo01( )( )414im tSm tNn BNoo/2/DSBiiSNGSN55第第5章章

28、 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)nSSB調(diào)制系統(tǒng)的性能u信號功率SSB信號與相干載波相乘后，再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號因此，輸出信號平均功率u噪聲功率B = fH 為SSB 信號的帶通濾波器的帶寬。o01144iNNn Bttmttmtsccmsin)(21cos)(21)(o1( )( )4mtm t22oo1( )( )16Sm tm t56第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)輸入信號平均功率為u單邊帶解調(diào)器信噪比p輸入信噪比 輸出信噪比u制度增益22oo001( )( )16144m tSm tNn Bn B )(21)(2141)(222tmtmtsSmi( )( )m tm t因與的幅

29、度相同，所以具有相同的平均功率，故上式)(412tmSiBntmBntmNSii02024)()(41oo/1/SSBiiSNGSN57第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.2.4 AM包絡(luò)檢波的性能u1. 門限效應(yīng)門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用引起的。 u2. 用相干解調(diào)的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時(shí)不存在門限效應(yīng)。原因是信號與噪聲可分別進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨(dú)存在有用信號項(xiàng)。u3. 在大信噪比情況下，AM信號包絡(luò)檢波器的性能幾乎與相干解調(diào)法相同。但當(dāng)輸入信噪比低于門限值時(shí)，將會出現(xiàn)門限效應(yīng)，這時(shí)解調(diào)器的輸出信噪比將急劇惡化，系統(tǒng)無法正常工作。58線性調(diào)制/解調(diào)的一般模型已調(diào)

30、信號經(jīng)過信道已調(diào)信號經(jīng)過信道59幅度解調(diào)模型 ( )mst LPF BPF )(tn ( )mst )(tni )(tno o( )mt cosct ( )mst BPF )(tn ( )mst )(tni )(tno o( )mt 包絡(luò)檢波 60第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.3 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理n前言u頻率調(diào)制簡稱調(diào)頻(FM)，相位調(diào)制簡稱調(diào)相(PM)。u這兩種調(diào)制中，載波的幅度都保持恒定，而頻率和相位的變化都表現(xiàn)為載波瞬時(shí)相位的變化。u角度調(diào)制：頻率調(diào)制和相位調(diào)制的總稱。u已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性搬移，已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)

31、制信號頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的而是頻譜的非線性變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱為新的頻率成分，故又稱為非線性調(diào)制非線性調(diào)制。u與幅度調(diào)制技術(shù)相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢是其較高的抗噪聲性能。 61第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.3.1角度調(diào)制的基本概念 u角度調(diào)制信號的一般表達(dá)式為式中，A 載波的恒定振幅； ct +(t) (t) 信號的瞬時(shí)相位； (t) 瞬時(shí)相位偏移。pdct +(t)/dt = (t) 稱為瞬時(shí)角頻率pd(t)/dt 稱為瞬時(shí)頻偏。)(cos)(ttAtscm62第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u相位調(diào)制相位

32、調(diào)制(PM)：瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號作線性變化，即式中Kp 調(diào)相靈敏度，含義是單位調(diào)制信號幅度引起PM信號的相位偏移量，單位是rad/V。將上式代入一般表達(dá)式 得到PM信號表達(dá)式信號表達(dá)式)()(tmKtp)(cos)(tmKtAtspcPM)(cos)(ttAtscm63第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u頻率調(diào)制頻率調(diào)制(FM)：瞬時(shí)頻率偏移隨調(diào)制信號成比例變化，即式中 Kf 調(diào)頻靈敏度，單位是rad/sV。 這時(shí)相位偏移為將其代入一般表達(dá)式得到FM信號表達(dá)式信號表達(dá)式)()(tmKdttdf( )( )ftKmd( )cos( )FMcfstAtKmd)(cos)(ttAtscm64第

33、第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)uPM與與 FM的區(qū)別的區(qū)別p比較上兩式可見， PM是相位偏移隨調(diào)制信號m(t)線性變化，F(xiàn)M是相位偏移隨m(t)的積分呈線性變化。p如果預(yù)先不知道調(diào)制信號m(t)的具體形式，則無法判斷已調(diào)信號是調(diào)相信號還是調(diào)頻信號。)(cos)(tmKtAtspcPM( )cos( )FMcfstAtKmd65第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u單音調(diào)制單音調(diào)制FM與與PM設(shè)調(diào)制信號為單一頻率的正弦波，即 用它對載波進(jìn)行相位調(diào)制時(shí)，將上式代入 式中，mp = Kp Am 調(diào)相指數(shù)，表示最大的相位偏移。( )coscos2mmmmm tAtAf t)(cos)(tmKtAt

34、spcPMPM( )coscoscpmmstAtK AtcosscpmAtm cot66第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 單音調(diào)制單音調(diào)制FM 代入得到FM信號的表達(dá)式 調(diào)頻指數(shù),表示最大的相位偏移 最大角頻偏 最大頻偏。 ( )coscos2mmmmm tAtAf tFM( )coscoscfmmstAtK Ad ( )cos( )FMcfstAtKmdcosncfmAtm sitfmfmmmK AfmffmK Afmfmf 67第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng))(cos)(tmKtAtspcPMFM( )coscoscfmmstAtK Ad (a) PM 信號波形 (b) FM 信

35、號波形 cosncfmAtm sit)()()(tmKdttdtpc)()(tmKtFc68第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)u調(diào)頻信號的帶寬調(diào)頻信號的帶寬（卡森（卡森（Carson）公式）公式。 ）u調(diào)頻信號的平均功率)( 2) 1( 2mmfFMfffmB22FMcAPP69第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.4.3 小信噪比時(shí)的門限效應(yīng)u當(dāng)當(dāng)(Si /Ni)低于一定數(shù)值時(shí)，解調(diào)器的輸出信噪比低于一定數(shù)值時(shí)，解調(diào)器的輸出信噪比 (So /No)急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為調(diào)頻信號解調(diào)的急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為調(diào)頻信號解調(diào)的 門限效應(yīng)門限效應(yīng)。 u門限值 出現(xiàn)門限效應(yīng)時(shí)所對應(yīng)的輸入信噪比值稱

36、為門限值，記為(Si /Ni) b。70第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)n5.4.4 預(yù)加重和去加重u目的：p為了改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比，在調(diào)頻系統(tǒng)中廣泛采用了加重技術(shù)，包括“預(yù)加重”和“去加重”措施。p“預(yù)加重預(yù)加重”和和“去加重去加重”的設(shè)計(jì)思想的設(shè)計(jì)思想是保持輸出信號不變，有效降低輸出噪聲，以達(dá)到提高輸出信噪比的目的。 u方框圖：加有預(yù)加重和去加重的調(diào)頻系統(tǒng)71調(diào)制調(diào)制方式方式傳輸帶寬傳輸帶寬設(shè)備復(fù)雜程度主要應(yīng)用AM2fm簡單中短波無線電廣播DSB2fm中等應(yīng)用較少 SSBfm復(fù)雜短波無線電廣播、話音頻分復(fù)用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸VSB 略大于fm 近似SSB復(fù)雜電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸

37、 FM中等超短波小功率電臺（窄帶FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶FM）第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較oo/SNoo0AM13imSSNn foo0DSBimSSNn foo0SSBimSSNn fmffm) 1(22oo0FM32ifmSSmNn f72第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l5.6 頻分復(fù)用頻分復(fù)用(FDM)和調(diào)頻和調(diào)頻(FM)立體聲立體聲n5.6.1 頻分復(fù)用（FDM）u目的：充分利用信道的頻帶資源，提高信道利用率u原理73第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 重點(diǎn)重點(diǎn)考考點(diǎn)點(diǎn)l1. 概念概念lAM、DSB、

38、SSB、VSB和和PM、FM的基本概念、特點(diǎn)和的基本概念、特點(diǎn)和應(yīng)用；產(chǎn)生與解調(diào)方法（會畫原理框圖）；應(yīng)用；產(chǎn)生與解調(diào)方法（會畫原理框圖）； AM、DSB波形和頻譜（會畫）；波形和頻譜（會畫）； VSB邊帶濾波特性；可靠性比較；邊帶濾波特性；可靠性比較；有效性比較；門限的概念；有效性比較；門限的概念；FDM的概念。的概念。l2. 計(jì)算計(jì)算lAM、DSB、SSB、PM、FM的表達(dá)式；帶寬和功率的計(jì)的表達(dá)式；帶寬和功率的計(jì)算；算； AM、DSB、SSB、FM抗噪聲性能分析、抗噪聲性能分析、Si/Ni、 So/No 、G的計(jì)算與比較；單音調(diào)頻的調(diào)頻指數(shù)、相偏及的計(jì)算與比較；單音調(diào)頻的調(diào)頻指數(shù)、相偏及

39、頻偏；卡森公式。頻偏；卡森公式。74第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 典型例題典型例題l例例5-1_1已知調(diào)制信號已知調(diào)制信號m(t)=cos(2000t),載波為載波為2cos104t,分別寫出分別寫出AM、DSB、USB、LSB信號的表信號的表示式，并畫出頻譜圖。示式，并畫出頻譜圖。l解：解：AM信號信號lDSB信號信號lUSB信號信號lLSB信號信號ttAtSAM4010cos)2000cos(2)()108 .0cos()102 .1cos(10cos)2000cos(2)(444tttttSDSB)1062cos()102 . 1cos()(34tttSUSB)1042cos()

40、108 . 0cos()(34tttSLSB)1042cos()1062cos()1052cos(23330tttA)108 . 0cos()102 . 1cos(10cos24440tttA75第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 典型例題典型例題l例例5-1_2已知調(diào)制信號已知調(diào)制信號m(t)=cos(2000t),載波為載波為2cos104t,分別寫出分別寫出AM、DSB、USB、LSB信號的表信號的表示式，并畫出頻譜圖。示式，并畫出頻譜圖。l解：解：lAMlDSBlUSBlLSB -6 -5 -4 0 4 5 6 f/kHz -6 -4 0 4 6 f/kHz -6 0 6 f/kHz

41、 -4 0 4 f/kHz76第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 典型例題典型例題l例例5-2_1 對抑制載波的雙邊帶信號進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)對抑制載波的雙邊帶信號進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)接收信號功率為接收信號功率為2mW，載波為，載波為100kHz，并設(shè)調(diào)制信，并設(shè)調(diào)制信號號m(t)的頻帶限制在的頻帶限制在4kHz，信道噪聲雙邊功率譜密度，信道噪聲雙邊功率譜密度Pn(f)=210-3W/Hz。l（1）求該理想帶通濾波器的傳輸特性）求該理想帶通濾波器的傳輸特性H(f);l（2）求解調(diào)器輸入端的信噪功率比；）求解調(diào)器輸入端的信噪功率比；l（3）求解調(diào)器輸出端的信噪功率比；）求解調(diào)器輸出端的信噪功率比；l（

42、4）求解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。）求解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。l解解:（1）l（2）其它010496)(kHzfkHzKfHWmWSi31022)(1032108101022)(26363WBfPNni5 .62iiNS77第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 典型例題典型例題l例例5-2_2 對抑制載波的雙邊帶信號進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)對抑制載波的雙邊帶信號進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)接收信號功率為接收信號功率為2mW，載波為，載波為100kHz，并設(shè)調(diào)制信，并設(shè)調(diào)制信號號m(t)的頻帶限制在的頻帶限制在4kHz，信道噪聲雙邊功率譜密度，信道噪聲雙邊功率譜密度Pn(f)=210-3W/Hz。l（1）求

43、該理想帶通濾波器的傳輸特性）求該理想帶通濾波器的傳輸特性H();l（2）求解調(diào)器輸入端的信噪功率比；）求解調(diào)器輸入端的信噪功率比；l（3）求解調(diào)器輸出端的信噪功率比；）求解調(diào)器輸出端的信噪功率比；l（4）求解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。）求解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。l解解:（3）l （4）2DSBG125iiDSBooNSGNS)(108416WNNio)/(101081082)(336HzWfNfPmono78第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 典型例題典型例題l例例5-3 某角調(diào)波為某角調(diào)波為 計(jì)算其最大相偏、最大頻偏和帶寬。計(jì)算其最大相偏、最大頻偏和帶寬。l解：解：l該角調(diào)波的瞬時(shí)

44、角頻率為該角調(diào)波的瞬時(shí)角頻率為l故最大頻偏故最大頻偏l調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)l最大相偏最大相偏l帶寬帶寬)2000cos10102cos(10)(6tttSm)(102/200010kHzf)2000cos10102()(6ttttdttdt2000sin200010102)()(61010101033mfffm)(10 radkHzfBkHzfmBmPMmfFM22) 1(222) 1(279第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) The end80數(shù)字通信l第第1章章 緒論緒論l第第2章章 確知信號確知信號l第第3章章 隨機(jī)過程隨機(jī)過程l第第4章章 信道信道l第第5章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)l

45、第第6章章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l第第7章章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)l第第8章章 新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)l第第9章章 模擬信號的數(shù)字傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸l第第10章章 數(shù)字信號的最佳接收數(shù)字信號的最佳接收l第第11章章 差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼l第第12章章 正交編碼與偽隨機(jī)序列正交編碼與偽隨機(jī)序列l(wèi)第第13章章 同步原理同步原理81第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)l數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各部件作用；數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各部件作用；l6種基帶信號波形和頻譜特性；種基帶信號波形和頻譜特性；l基帶傳輸碼型的編譯及其特點(diǎn)；基帶傳輸碼型的編譯及其特點(diǎn)；l碼

46、間串?dāng)_和奈奎斯特第一準(zhǔn)則；碼間串?dāng)_和奈奎斯特第一準(zhǔn)則；l理想低通傳輸特性和奈奎斯特帶寬；理想低通傳輸特性和奈奎斯特帶寬；l余弦滾降特性及余弦滾降特性及-關(guān)系；關(guān)系；l第第類和第類和第類部分響應(yīng)系統(tǒng)；類部分響應(yīng)系統(tǒng)；l無碼間串?dāng)_基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能；無碼間串?dāng)_基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能；l眼圖和均衡的概念。眼圖和均衡的概念。82第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.1 數(shù)字基帶信號及其頻譜特性數(shù)字基帶信號及其頻譜特性l6.2 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型l6.3 數(shù)字基帶信號傳輸與碼間干擾數(shù)字基帶信號傳輸與碼間干擾l6.4 無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性l6.5 基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲

47、性能基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能l6.6 眼圖眼圖l6.7 部分響應(yīng)和時(shí)域均衡部分響應(yīng)和時(shí)域均衡83第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.1 數(shù)字基帶信號及其頻譜特性數(shù)字基帶信號及其頻譜特性 n6.1.1 數(shù)字基帶信號u幾種基本的基帶信號波形 84第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)us(t)的功率譜密度Ps(f)（雙邊功率譜密度）us(t)的功率譜密度Ps(f)（單邊功率譜密度）221)()()1 ()()()(fGfGPPffPfPfPSvusmSSSSmffmfGPmfPGf)()()1 ()(221221)()()1 ()(fGfGPPffPSS)() 0()1 () 0(2212fGPPGfs0,)()()

48、1 ()(212212fmffmfGPmfPGfmSSSS85第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)旁瓣旁瓣主瓣主瓣二進(jìn)制基帶信號的功率譜密度86第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n6.2 幾種常用的傳輸碼型幾種常用的傳輸碼型uAMI碼碼：傳號交替反轉(zhuǎn)碼傳號交替反轉(zhuǎn)碼p編碼規(guī)則：將消息碼的“1”(傳號)交替地變換為“+1”和“-1”，而“0”(空號)保持不變。uHDB3碼碼：3階高密度雙極性碼階高密度雙極性碼p它是AMI碼的一種改進(jìn)型，改進(jìn)目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，使連“0”個(gè)數(shù)不超過3個(gè)。uCMI碼碼：CMI碼是傳號反轉(zhuǎn)碼的簡稱 p編碼規(guī)則：“1”碼交替用“1 1”和“0 0”兩位碼表示；“0”碼固

49、定地用“01”表示。u雙相碼雙相碼：又稱曼徹斯特（曼徹斯特（Manchester）碼）碼 p用一個(gè)周期的正負(fù)對稱方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。 p“0”碼用“01”兩位碼表示，“1”碼用“10 ”兩位碼表示。87第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.3 數(shù)字基帶信號傳輸與碼間串?dāng)_數(shù)字基帶信號傳輸與碼間串?dāng)_n6.3.1數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)的組成u基本結(jié)構(gòu)u碼間串?dāng)_p兩種誤碼原因：碼間串?dāng)_ 信道加性噪聲88第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n6.3.2 數(shù)字基帶信號傳輸?shù)亩糠治鰑數(shù)字基帶信號傳輸模型抽樣判決89第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.4 無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性n6.4.

50、1 消除碼間串?dāng)_的基本思想n6.4.2 無碼間串?dāng)_的條件u時(shí)域條件（奈奎斯特(Nyquist)第一準(zhǔn)則）iSsTTiH)2(ST90第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n6.4.3 無碼間串?dāng)_的傳輸特性的設(shè)計(jì)u理想低通特性滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則的H()有很多種，一種極限情況，是H()為理想低通型，即它的沖激響應(yīng)為ssSTTTH, 0,)()/(sin)(SSSTtSatTtTth91第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)由理想低通特性看出，對于理想低通傳輸特性：p若輸入數(shù)據(jù)以RB = 1/Ts波特的速率進(jìn)行傳輸，則在抽樣時(shí)刻上不存在碼間串?dāng)_。p若以高于1/Ts波特的碼元速率傳送時(shí)，將存在碼間串?dāng)_。p此基帶系統(tǒng)能提供的最高

51、頻帶利用率為pB 奈奎斯特帶寬奈奎斯特帶寬，RB 奈奎斯特速率奈奎斯特速率。 /2(B/Hz)BRB);(21HzTfSN;SNT;2SNTf)(21HzTfBSN92第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)u余弦滾降特性 p為了解決理想低通特性存在的問題，可以使理想低通濾波器特性的邊沿緩慢下降，這稱為“滾降”。p一種常用的滾降特性是余弦滾降特性：pH()在滾降段中心頻率處（與奈奎斯特帶寬相對應(yīng)）呈奇對稱的振幅特性，就必然可以滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，從而實(shí)現(xiàn)無碼間串?dāng)_傳輸。 奇對稱的余弦滾降特性/Nff93第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)p 按余弦特性滾降的傳輸函數(shù)可表示為 相應(yīng)的h(t)為 式中， 為滾降系數(shù)，用于描

52、述滾降程度為滾降系數(shù)，用于描述滾降程度。SSSSSSSSTTTTTTTTH)1 (, 0)1 ()1 (),(2sin1 2)1 (0,)( 2 22sin/cos/14/SSSSt Tt Th tt TtT/Nff94第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) fN 奈奎斯特帶寬， f 超出奈奎斯特帶寬的擴(kuò)展量 p幾種滾降特性和沖激響應(yīng)曲線越大，h(t)的拖尾衰減越快。滾降使帶寬增大為 余弦滾降系統(tǒng)余弦滾降系統(tǒng)的的最高頻帶利用率最高頻帶利用率為 /Nff(1)NNBfff22Bd/Hz(1)(1)NBNfRBf95第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.5 基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能l6.6 眼圖

53、眼圖n在實(shí)際應(yīng)用中需要用簡便的實(shí)驗(yàn)手段來定性評價(jià)系統(tǒng)的性能。眼圖是一種有效的實(shí)驗(yàn)方法。n眼圖是指通過用示波器觀察接收端的基帶信號波形，從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。 n因?yàn)樵趥鬏敹M(jìn)制信號波形時(shí), 示波器顯示的圖形很像人的眼睛，故名“眼圖”。n眼圖模型96第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)l6.7 部分響應(yīng)和時(shí)域均衡部分響應(yīng)和時(shí)域均衡n6.7.1部分響應(yīng)系統(tǒng) u人為地在碼元的抽樣時(shí)刻引入碼間串?dāng)_，并在接人為地在碼元的抽樣時(shí)刻引入碼間串?dāng)_，并在接收端判決前加以消除，從而可以達(dá)到改善頻譜特收端判決前加以消除，從而可以達(dá)到改善頻譜特性、使頻帶利用率提高到理論最大值、并加速傳性、使頻帶利用率提高到理論最大值

54、、并加速傳輸波形尾巴的衰減和降低對定時(shí)精度要求的目的。輸波形尾巴的衰減和降低對定時(shí)精度要求的目的。通常把這種波形叫部分響應(yīng)波形。通常把這種波形叫部分響應(yīng)波形。 u利用部分響應(yīng)波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)稱為部分響應(yīng)利用部分響應(yīng)波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)稱為部分響應(yīng)系統(tǒng)。系統(tǒng)。 97第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n第類部分響應(yīng)波形u觀察sin x / x波形，相距一個(gè)碼元間隔的兩個(gè)sin x / x波形的“拖尾”剛好正負(fù)相反，利用這樣的波形組合構(gòu)成“拖尾”衰減很快的脈沖波形。u用兩個(gè)間隔為一個(gè)碼元長度Ts的sin x / x的合成波形來代替sin x / x ，如下圖所示。98第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)u第類部分響應(yīng)系統(tǒng)

55、方框圖p圖(a) 原理方框圖p圖(b) 實(shí)際系統(tǒng)方框圖 99第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n常見的五類部分響應(yīng)波形 100第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)n6.7.2 時(shí)域均衡u什么是均衡器？什么是均衡器？為了減小碼間串?dāng)_的影響，通常需要在系統(tǒng)中插入一種可調(diào)濾波器來校正或補(bǔ)償系統(tǒng)特性。這種起補(bǔ)償作用的濾波器稱為均衡器。均衡器。u均衡器的種類：p頻域均衡器p時(shí)域均衡器u均衡效果的評價(jià)準(zhǔn)則：p最小峰值失真p最小均方失真101第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 重點(diǎn)考點(diǎn)l1. 概念概念l數(shù)字基帶系統(tǒng)原理框圖（會畫）；單數(shù)字基帶系統(tǒng)原理框圖（會畫）；單/雙、單歸零雙、單歸零/雙歸零、雙歸零、差分、多電平的波形（會畫）和主要特

56、點(diǎn)；差分、多電平的波形（會畫）和主要特點(diǎn)；AMI碼、碼、HDB3碼、雙相碼、碼、雙相碼、CMI碼的編碼的編/譯、對應(yīng)基帶波形和主譯、對應(yīng)基帶波形和主要特點(diǎn)；碼間干擾及其產(chǎn)生原因；眼圖；部分響應(yīng)系統(tǒng)。要特點(diǎn)；碼間干擾及其產(chǎn)生原因；眼圖；部分響應(yīng)系統(tǒng)。l2.計(jì)算計(jì)算l無碼間干擾（無碼間干擾（ISI）的時(shí)域和頻域條件，理想低通傳輸系）的時(shí)域和頻域條件，理想低通傳輸系統(tǒng)的奈奎斯特帶寬和頻帶利用率；余弦滾降系統(tǒng)的滾降統(tǒng)的奈奎斯特帶寬和頻帶利用率；余弦滾降系統(tǒng)的滾降系數(shù)、傳碼率、帶寬和頻帶利用率；有無碼間串?dāng)_的驗(yàn)系數(shù)、傳碼率、帶寬和頻帶利用率；有無碼間串?dāng)_的驗(yàn)證；二進(jìn)制單證；二進(jìn)制單/雙極性系統(tǒng)的最佳判決門限和誤碼率；第雙極性系統(tǒng)的最佳判決門限和誤碼率；第類和第類和第類部分響應(yīng)系統(tǒng)的預(yù)編碼、相關(guān)編碼和模類部分響應(yīng)系統(tǒng)的預(yù)編碼、相關(guān)編碼和模L判決；均衡效