南通大學(xué)杏林學(xué)院通信原理復(fù)習(xí)

信源編碼第10章

本章內(nèi)容:

第10章信源編碼

模擬信號的抽樣模擬脈沖調(diào)制量化脈沖編碼調(diào)制—PCM、DPCM增量調(diào)制—?M時(shí)分復(fù)用

—TDM、準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）

學(xué)習(xí)要求:

第10章信源編碼

理解、掌握抽樣定理，了解PAM調(diào)制原理；掌握模擬信號的均勻量化和非均勻量化的方法和性能，尤其要掌握13折線A律法；掌握PCM和DPCM調(diào)制、解調(diào)的原理，掌握它們抽樣、量化、編碼的?！獢?shù)轉(zhuǎn)換過程的原理及兩者的差異；理解PCM和DPCM系統(tǒng)所需信道帶寬與傳碼率關(guān)系；了解△M系統(tǒng)的基本原理及其與PCM和DPCM系統(tǒng)的比較；掌握時(shí)分復(fù)用原理。模擬信號數(shù)字化三個(gè)步驟：抽樣、量化、編碼。低通模擬信號的抽樣定理：量化：均勻量化、非均勻量化（原理、優(yōu)缺點(diǎn)）13折線法：PCM編碼：原理、編碼、譯碼、量化誤差TDM：PDH-E體系：一次群的幀結(jié)構(gòu)

第9章數(shù)字信號的最佳接收

本章內(nèi)容:

第9章數(shù)字信號的最佳接收

數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特性最佳接收準(zhǔn)則確知/隨相/起伏數(shù)字信號的最佳接收實(shí)際/最佳接收機(jī)性能比較數(shù)字信號的匹配濾波接收法最佳基帶傳輸系統(tǒng)

學(xué)習(xí)要求:

理解數(shù)字信號接收的統(tǒng)計(jì)表述，最佳接收準(zhǔn)則；掌握確知信號的最佳接收及其結(jié)構(gòu)；了解隨相信號和起伏信號的最佳接收；掌握實(shí)際接收機(jī)與最佳接收機(jī)的性能比較；掌握匹配濾波器的原理以及在最佳接收中的應(yīng)用；了解基帶系統(tǒng)的最佳化。第9章數(shù)字信號的最佳接收

最佳接收：錯(cuò)誤概率最小作為“最佳”的準(zhǔn)則—最大似然準(zhǔn)則、最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則確知數(shù)字信號的最佳接收機(jī)：原理方框圖實(shí)際接收機(jī)和最佳接收機(jī)的性能比較：在S

和

n0相同的條件下，極限時(shí)：實(shí)際上：最佳接收機(jī)優(yōu)于實(shí)際接收機(jī)的性能。數(shù)字信號的匹配濾波接收法——是一種能在抽樣時(shí)刻上獲得最大輸出信噪比的線性濾波器。通常取

t0

=TB

數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)第7章二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制/解調(diào)原理

2ASK2FSK2PSK/2DPSK二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理和特點(diǎn)

本章內(nèi)容:

第7章數(shù)字調(diào)制

掌握2ASK、2FSK、2PSK、和2DPSK等數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)原理、調(diào)制與解調(diào)框圖以及數(shù)學(xué)描述。理解數(shù)字調(diào)制信號功率譜的分析方法，掌握各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)對信道帶寬的要求。掌握高斯信道二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)性能分析方法；理解最佳門限等對系統(tǒng)性能的影響；比較二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。理解多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的工作原理。

學(xué)習(xí)要求:

第7章數(shù)字調(diào)制

101101s(t)載波2ASKt表達(dá)式：

2ASK

也稱

OOKtt原理：波形：單極性Tss(t)

載波幅度§7.1.1

二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）TB2ASK產(chǎn)生模擬調(diào)制法鍵控法

2ASK

解調(diào)

包絡(luò)檢波法

相干解調(diào)法原理：波形：表達(dá)式：s(t)

載波頻率§7.1.2

二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）模擬調(diào)頻法：相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的。鍵控法：相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。

2FSK

產(chǎn)生特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快、電路簡單、

產(chǎn)生的波形好、頻率穩(wěn)定度高。

包絡(luò)檢波法

2FSK解調(diào)

0101s1s2

相干解調(diào)法原理：波形：表達(dá)式：雙極性s(t)

載波相位§7.1.3

二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）

2PSK產(chǎn)生鍵控法

2PSK解調(diào)

模擬調(diào)制法

2PSK解調(diào)原理框圖和各點(diǎn)波形：2PSK存在問題：解決方案：

DPSK

DifferentialPSK

載波相位模糊

倒π現(xiàn)象(反相工作)

利用前后相鄰碼元的載波相對相位表示信息。

原理：§7.1.4

二進(jìn)制差分相移鍵控

（2DPSK）

波形:示例:

差分編碼規(guī)則：⊕為模2加bn-1為bn的前一碼元最初bn-1可任意設(shè)定

2DPSK產(chǎn)生構(gòu)思2DPSK

解調(diào)模型（差分編碼）（1）2DPSK相干解調(diào)+碼反變換法相位模糊消除影響（2）

2DPSK差分相干解調(diào)(相位比較)法相乘器起著相位比較的作用

分析目的：B

分析方法：借助于基帶信號的功率譜

PowerSpectralDensity§7.1.5二進(jìn)制數(shù)字已調(diào)信號的功率譜(PSD)設(shè)Ps(f)

——s(t)的PSDP2ASK(f)——2ASK信號的PSD則1

2ASK信號的功率譜密度可見，P2ASK(f)

是Ps(f)的線性搬移（屬線性調(diào)制）。單極性基帶帶寬fB

=1/TB=RB

2PSK信號的頻譜與2ASK的十分相似；帶寬也是基帶信號帶寬的兩倍：區(qū)別僅在于當(dāng)P=1/2時(shí)，譜中無離散譜（即載波分量）。2

2PSK/2DPSK信號的功率譜密度雙極性3

2FSK信號的功率譜密度B2FSKP2FSK(f)f1f1+fBf1-fBf2f2+fBf2-fBf1f1-fBf2f2+fBB2FSKP2FSK(f)

連續(xù)譜形狀隨著兩個(gè)載頻之差的大小而變化

譜零點(diǎn)帶寬：f..fBfB§7.3

二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能比較

1

誤碼率——可靠性

討論2PSK、2DPSK、2FSK、2ASKB2FSK不僅與基帶信號帶寬有關(guān)，且與兩個(gè)載頻之差有關(guān)。設(shè)基帶信號的譜零點(diǎn)帶寬為RB=1/TS，則有：在RB一定時(shí)，2FSK的頻帶利用率最低，有效性最差。

2

頻帶帶寬——有效性

數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)第6章數(shù)字基帶信號及其頻譜特性基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型數(shù)字基帶信號傳輸與碼間串?dāng)_無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能眼圖部分響應(yīng)和時(shí)域均衡

本章內(nèi)容:

第6章數(shù)字基帶

掌握常見的數(shù)字基帶信號波形，理解數(shù)字基帶信號功率譜的分析方法，掌握單、雙極性基帶信號功率譜的特點(diǎn)；理解、掌握基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型；理解碼間串?dāng)_的意義，掌握無碼間串?dāng)_基帶傳輸?shù)臈l件與系統(tǒng)設(shè)計(jì)；掌握受控符號間串?dāng)_基帶傳輸?shù)幕驹?、重點(diǎn)掌握第一類、第四類部分響應(yīng)系統(tǒng)的工作原理；了解均衡技術(shù)的一般原理；理解理想基帶傳輸系統(tǒng)（單、雙極性）錯(cuò)誤概率的分析方法；理解并掌握用眼圖估計(jì)基帶傳輸系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)方法。

學(xué)習(xí)要求:

第6章數(shù)字基帶

六種基本信號波形

數(shù)字基帶信號

譜零點(diǎn)帶寬：

歸納：常用碼型：AMI、HDB3

編碼規(guī)則：連“0”個(gè)數(shù)不超過3個(gè)時(shí)，遵循AMI的編碼規(guī)則；連“0”個(gè)數(shù)超過3個(gè)時(shí)，將每4個(gè)連“0”化作一小節(jié)，用“000V”替代；V碼的極性應(yīng)與前一個(gè)非“0”脈沖的極性相同（破壞了極性交替的規(guī)則，V稱為破壞脈沖）相鄰V碼的極性必須交替出現(xiàn)；V碼取值能滿足③的要求但不能滿足此要求時(shí)，將0000更改為B+00V+

或

B-00V-

。B稱為調(diào)節(jié)脈沖。V碼之后的傳號碼極性也要交替。無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性

時(shí)域條件頻域條件：§6.4.3無碼間串?dāng)_傳輸H(

)的設(shè)計(jì)1

理想低通特性奈奎斯特帶寬（最窄帶寬）奈奎斯特速率（無ISI的最高波特率）存在問題:特性陡峭不易實(shí)現(xiàn)；響應(yīng)曲線尾部收斂慢，擺幅大，對定時(shí)要求嚴(yán)格。fN

—奈奎斯特帶寬f

—超出fN的擴(kuò)展量2

余弦滾降特性歸納Q

A——部分響應(yīng)技術(shù)（見§6.7）滾降系數(shù)系統(tǒng)帶寬無ISI的最高頻帶利用率無ISI的最高碼元速率Baud=1(Baud/Hz）例（1）H(f)滿足無碼間串?dāng)_的頻域條件（2）（3）解(a)原理方框圖預(yù)編碼：可消除接收端的“差錯(cuò)傳播”現(xiàn)象:

bk=ak⊕

bk-1（模2加）即ak=bk

⊕

bk-1

Ck=bk+bk-1

相關(guān)編碼:（算數(shù)加）接收端對Ck作“模2判決”即可恢復(fù)ak

：

[Ck]mod2=[bk+bk-1

]mod2=ak§6.7.1部分響應(yīng)系統(tǒng)例：ak和bk為二進(jìn)制雙極性碼，其取值為+1及-1

ak

10110001011bk-101101111001

bk11011110010Ck0+200+2+2

+20–200

Ck

0+200+2+2

+20000

ak

10110001111判決規(guī)則：此例說明，由當(dāng)前值Ck可直接得到當(dāng)前的ak

，錯(cuò)誤不會(huì)傳播下去，而是局限在受干擾碼元本身位置。bk=ak⊕

bk-1Ck=bk+bk-1

(b)實(shí)際系統(tǒng)組成框圖(a)原理方框圖

模擬調(diào)制系統(tǒng)第5章調(diào)制簡介—定義目的

分類線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理

線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理

各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較

頻分復(fù)用（FDM）

本章內(nèi)容:

第5章模擬調(diào)制

掌握各類線性調(diào)制與解調(diào)的工作原理、調(diào)制與解調(diào)框圖以及數(shù)學(xué)描述。理解角度調(diào)制的基本概念；掌握調(diào)頻和調(diào)相的定義、工作原理、主要區(qū)別與內(nèi)在聯(lián)系，以及它們相互轉(zhuǎn)換的條件。掌握各種調(diào)制系統(tǒng)的性能指標(biāo)、性能分析。掌握門限效應(yīng)產(chǎn)生的原因。掌握頻分復(fù)用的概念。

學(xué)習(xí)要求:

第5章模擬調(diào)制

進(jìn)行頻譜搬移，匹配信道特性，減小天線尺寸；實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率；擴(kuò)展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾能力。

調(diào)制目的為什么要進(jìn)行調(diào)制？本章研究的模擬調(diào)制方式：——是以正弦信號作為載波的

§5.1.1

常規(guī)調(diào)幅（AM）AM表達(dá)式AM調(diào)制模型條件：邊帶項(xiàng)載波項(xiàng)AM波形和頻譜§5.1.2

雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）條件：DSB表達(dá)式DSB調(diào)制器double-sidebandsuppressedcarrierDSB波形和頻譜§5.1.3

單邊帶調(diào)制（SSB）SSB信號的產(chǎn)生（1）濾波法技術(shù)難點(diǎn)之一邊帶濾波特性HSSB(

)（2）相移法USB

+

-

-

傳遞函數(shù)：是m(t)的希爾伯特變換

含義：幅度不變，相移π/2

Hh(

)對m(t)的所有頻率分量精確相移π/2

技術(shù)難點(diǎn)之二＋下邊帶－上邊帶

要求：§5.1.4

殘留邊帶調(diào)制（VSB）——介于SSB與DSB之間的折中方案。VSB信號的產(chǎn)生應(yīng)該具有怎樣的濾波特性？VSB信號的相干解調(diào)應(yīng)該具有怎樣的濾波特性？

相乘：LPF—解調(diào)輸出：若要無失真恢復(fù)m(t)，

VSB濾波器的傳輸函數(shù)必須滿足：含義：VSB信號的特點(diǎn)僅比SSB所需帶寬有很小的增加，卻換來了電路的簡單。應(yīng)用：商業(yè)電視廣播中的電視信號傳輸?shù)??！?.1.6

相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)本地載波/相干載波包絡(luò)檢波能否說：DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于

SSB系統(tǒng)呢？

在相同的Si，n0，

fH條件下：B=2fH

B=fH

∴

DSB和SSB的抗噪聲性能相同。

Q

A大信噪比時(shí)：小信噪比時(shí)：門限效應(yīng)AM-包絡(luò)檢波系統(tǒng)的抗噪聲性能：歸納§5.3

非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理概述§5.3.1

角度調(diào)制的基本概念1

角調(diào)信號一般表達(dá)式載波的恒定振幅[

ct

+

(t)]–已調(diào)信號的瞬時(shí)相位

相對于

ct的瞬時(shí)相位偏移[

c+d

(t)/dt

]–已調(diào)信號的瞬時(shí)角頻率

相對于

c的瞬時(shí)角頻偏Kp：調(diào)相靈敏度（rad/V）PM：FM：角調(diào)信號：Kf

：調(diào)頻靈敏度（rad/(s?V)）

2PM與FM的關(guān)系若預(yù)先不知m(t)形式，能否判斷已調(diào)信號是PM還是FM信號?討論——窄帶調(diào)頻(NBFM)——寬帶調(diào)頻(WBFM)——FM頻譜和傳輸帶寬：所有系統(tǒng)在“同等條件”下進(jìn)行比較：

解調(diào)器輸入信號功率為Si

信道噪聲均值為0，單邊功率譜密度為n0

基帶信號帶寬為fm其中AM的調(diào)幅度為100%，正弦型調(diào)制信號§5.5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較調(diào)制方式信號帶寬輸出信噪比制度增益設(shè)備AMDSBSSB

VSBFM21簡單中等中等復(fù)雜復(fù)雜性能比較：

1）抗噪聲性能：FM最好，DSB/SSB、

VSB次之，AM最差；2）頻譜利用率：SSB最高，VSB較高，

DSB/AM次之，F(xiàn)M最差；第4章信道無線信道有線信道信道的數(shù)學(xué)模型信道特性對信號傳輸?shù)挠绊懶诺乐械脑肼曅诺廊萘?/p>

本章內(nèi)容:

第4章信道

掌握信道的定義、分類。掌握調(diào)制信道及編碼信道的模型。掌握信道特性的描述及其對信號傳輸?shù)挠绊懀涣私?/p>