现代通信原理与技术复习.ppt

,第1章 绪论,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,通信原理(第6版),单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,通信原理(第6版),单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,通信原理(第6版),单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,模拟信号的数字传输,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第五级,2021/3/2,*,通信原理(第6版),单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,第7章,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,第,1章 绪论,1.6 小结,通信系统的模型,数字信号、模拟信号，基带信号、已调信号（带通信号、频带信号）,数字通信特点,通信系统分类,信息及其度量,通信系统的有效性和可靠性,作业：,1-4、1-5、1-6、1-8、1-9,2021/3/2,1,第,1章 绪论,1.2 通信系统的组成,1.2.1 通信系统的一般模型,2021/3/2,2,第,1章 绪论,度量信息量的方法,事件的不确定程度可以用其出现的概率来描述：,消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。,设：,P,(,x,)消息发生的概率，,I,消息中所含的信息量，,则,P,(,x,)和,I,之间应该有如下关系：,信息量的定义,2021/3/2,3,第2章 信 道,信道分类：,信道,狭义信道,广义信道,有线信道,无线信道,调制信道,编码信道,恒参信道,随参信道,无记忆信道,有记忆信道,继续,2021/3/2,4,第2章 随机过程,白噪声和其自相关函数的曲线：,2021/3/2,5,第3章 模拟调制系统,3.7 小结,调制的,定义,、,目的,和分类,模拟线性（幅度）调制、解调原理,模拟非线性（角度）调制、解调原理,作业：3-2、3、4、7、10,DSB,SSB,VSB,AM,FM,PM,2021/3/2,6,第3章 模拟调制系统,基本概念,调制器模型,调制信号,m(t),指来自信源的基带信号,。,载波,s(t),未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。,已调信号,s,m,(t),载波受调制后称为已调信号。,调制器,M,m(t),s,m,(t),s(t),2021/3/2,7,第3章 模拟调制系统,3.1幅度调制（线性调制）的原理,一般原理（滤波法）,设：正弦型载波为,式中，,A,载波幅度；,c,载波角频率；,0,载波初始相位（以后假定,0,0）。,则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成,选择适当BPF的,h,(,t,)便可得到各种线性调制信号。故称之为滤波法一般模型。,2021/3/2,8,第3章 模拟调制系统,AM波形图,由波形可以看出，当满足条件：,|,m,(,t,)|,A,0,时，其包络与调制信号波形相同，,因此用包络检波法很容易恢复出原,始调制信号。,否则，出现“过调幅”现象。这时用,包络检波将发生失真。但是，可以,采用其他的解调方法，如同步检波。,2021/3/2,9,第3章 模拟调制系统,频谱图,由频谱可以看出，,AM信号的频谱由,载频分量,上边带,下边带,三部分组成。,上边带的频谱结构与原调制,信号的频谱结构相同，下边,带是上边带的镜像。,载频分量,载频分量,上边带,上边带,下边带,下边带,2021/3/2,10,第3章 模拟调制系统,5.1.2 双边带调制（DSB）,频谱：无载频分量,曲线：,2021/3/2,11,第3章 模拟调制系统,SSB信号的频谱,上边带频谱图:,2021/3/2,12,第3章 模拟调制系统,PM 信号和FM 信号波形,(a)PM 信号波形 (b)FM 信号波形,2021/3/2,13,第4章,模拟信号的数字传输,数字化,3步骤,：,抽样,、,量化,和,编码,抽样信号,抽样信号,量化信号,t,011,011,011,100,100,100,100,编码信号,2021/3/2,14,第4章,模拟信号的数字传输,2021/3/2,15,第4章,模拟信号的数字传输,非均匀量化和均匀量化比较,若用13折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔，则,13折线法中第一至第八段,包含的均匀量化间隔数分别为,16、16、32、64、128、256、512、1024，,共有,2048个均匀量化间隔,，而非均匀量化时只有,128个量化间隔。因此，,在保证小信号的量化间隔相等的条件下，均匀量化需要,11比特编码，而非均匀量化只要7比特就够了。,2021/3/2,16,第4章,模拟信号的数字传输,【例】设输入电话信号抽样值的归一化动态范围在-1至+1之间，将此动态范围划分为4096个量化单位，即将1/2048作为1个量化单位。当输入抽样值为+1270个量化单位时，试用逐次比较法编码将其按照13折线A律特性编码。,抽样值,1270,1024,1536,2048,1152,1280,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1216,2021/3/2,17,第4章,模拟信号的数字传输,另解：设,8位码组为：,c,1,c,2,c,3,c,4,c,5,c,6,c,7,c,8,(1),+12700 c,1,=1,又 12701024 位于第8段 c,2,c,3,c,4,=111,又 第8段内每个量化间隔包含(2048-1024)/16=64个量化单位,且 1024+64X312701024+64X4,1270位于第8段的3量化间隔 c,5,c,7,c,7,c,8,=0011,变成的8位码为：1 1 1 1 0 0 1 1,(2)它表示的量化值应该在第8段落的第3间隔中间，即为：,1216+(1280-1216)/2=1248（量化单位）,(3)量化误差为：1270 1248=22（量化单位）,(4)7位码（不含极性码）对应的11位自然二进制码为：10011100000,2021/3/2,18,第,6章 数字基带传输系统,6.1 数字基带信号及其频谱特性,动机：原理上数字信息可表示为一数字序列,(0、1序列)，但实际中为了匹配信道特性以获得令人满意的传输效果，需要选择不同的传输波形表示0和1，故有必要先了解数字基带信号及其频谱特性,6.1.1 数字基带信号,几种基本的基带信号波形,2021/3/2,19,第,6章 数字基带传输系统,（,4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；,（5）V码后面的传号码极性也要交替。,例1：,消息码：1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 l 1,AMI码：-1 0 0 0 0+1 0 0 0 0 -1+1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1+1,HDB,3,码：,-1,0 0 0 V,+1,0 0 0+V,-1+1,-B 0 0 V,+B 0 0+V,-l+1,其中的,V脉冲和,B,脉冲与,1,脉冲波形相同，用,V或B符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。,2021/3/2,20,第,6章 数字基带传输系统,基带系统的各点波形示意图,输入信号,码型变换后,传输的波形,信道输出,接收滤波输出,位定时脉冲,恢复的信息,错误码元,2021/3/2,21,第,6章 数字基带传输系统,码间串扰,两种误码原因：,码间串扰,信道加性噪声,码间串扰原因：系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成干扰。,码间串扰严重时，会造成错误判决，如下图所示：,2021/3/2,22,第,6章 数字基带传输系统,6.4.1 消除码间串扰的基本思想,由上式可知，若想消除码间串扰，应使,由于,a,n,是随机的，要想通过各项相互抵消使码间串扰为0是不行的，这就需要对,h,(,t,)的波形提出要求，即研究基带传输系统特性,H(,),是很重要的。,2021/3/2,23,第,6章 数字基带传输系统,6.4.2 无码间串扰的条件,时域条件,上式称为,无码间串扰的时域条件,。,也就是说，若,h,(,t,)的抽样值除了在,t,=0时不为零外，在其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。,2021/3/2,24,第,6章 数字基带传输系统,在无码间串扰时域条件的要求下，我们得到无码间串扰时的基带传输特性应满足,或写成,上条件称为,奈奎斯特,(Nyquist)第一准则,。,基带系统的总特性,H,(,)凡能符合此要求的，均能消除码间串扰。,2021/3/2,25,第,6章 数字基带传输系统,例：,2021/3/2,26,第,7章数字带通传输系统,7.1 二进制数字调制,（表达式、波形、调制方式）,7.1.1 二进制振幅键控(2ASK）,1、基本原理,“通-断键控(OOK)”即2ASK信号表达式,波形,2021/3/2,27,第,7章数字带通传输系统,典型波形：,由图可见，2FSK 信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形（c），也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此，2FSK信号的时域表达式又可写成,2021/3/2,28,第,7章数字带通传输系统,典型波形,2021/3/2,29,第,7章数字带通传输系统,相应的2DPSK信号的波形如下：,由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相位不同，2DPSK信号的相位可以不同。即2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的相对相位才决定信息符号。,2021/3/2,30,