《通信原理》復習》PPT課件

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1、 通 信 原 理 復 習 2011.12.12 calla 考 試 題 型n 考 試 時 間 ： 1小 時 30分 鐘n 一 、 填 空 題 （ 15分 1空 1分 ） 15空n 二 、 選 擇 題 （ 30分 每 題 3分 ） 10題n 三 、 簡 答 題 （ 30分 每 題 6分 ） 5題n 四 、 計 算 題 （ 25分 ） 2題 10分 與 15分 ） 第 1章 緒 論 2021-5-2 4 1. 通 信 系 統(tǒng) 的 性 能 度 量有 效 性 和 可 靠 性有 效 性 是 指 傳 輸 一 定 的 信 息 量 所 消 耗 的 信 道 資 源 的 多 少 ?？?靠 性 是 指 傳 輸 信

2、息 的 準 確 程 度 。 2021-5-2 5 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 的 性 能 度 量有 效 性 ： 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 的 有 效 性 用 有 效 帶 寬 來 度 量可 靠 性 ： 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 一 般 用 接 收 端 接 收 設 備 輸 出 的 信 噪 比 來 度量數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 的 性 能 度 量（ 1） 傳 輸 速 率 ： 碼 元 速 率 ： 單 位 時 間 傳 輸 的 碼 元 個 數(shù) ， 用 符 號 R s表 示 ， 單 位 為 碼 元 /秒， 稱 為 波 特 （ B） ， 也 稱 波 特 率 。 信 息 速 率 ： 單 位 時 間 傳 輸

3、 的 信 息 量 ， 用 符 號 Rb表 示 ， 單 位 為 比 特 /秒 ，稱 為 比 特 率 。 之 間 的 關 系 ？ ？ 2021-5-2 6 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 是 利 用 模 擬 信 號 來 傳 遞 信 息 的 通 信 系 統(tǒng) 。信 息 源 調 制 器 噪 聲 源 受 信 者解 調 器信 道 信息源 噪 聲 源信源編碼器 信道編碼器 數(shù)字調制器 信道 數(shù)字解調器 信道譯碼器 信源譯碼器 受信者是 利 用 數(shù) 字 信 號 來 傳 遞 信 息 的 通 信 系 統(tǒng) 。 2021-5-2 7 發(fā) 送 設 備 ： 將 信 息 源 和 傳 輸 媒 介 連 接 起 來 ， 將 信 源 輸 出

4、 的 信 號 變 為適 合 于 傳 輸 的 信 號 形 式 。-信 源 編 碼 是 把 連 續(xù) 的 模 擬 信 號 變 為 數(shù) 字 信 號 ；當 信 息 源 給 出 的 是 模 擬 語 音 信 號 時 ， 信 源 編 碼 器 將 其 轉 換 成 數(shù) 字 信 號， 以 實 現(xiàn) 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 化 傳 輸 ； 設 法 減 少 碼 元 數(shù) 目 和 降 低 碼 元 速 率， 也 就 是 數(shù) 據(jù) 壓 縮 。 -信 道 編 碼 是 將 數(shù) 字 信 號 與 傳 輸 媒 介 匹 配 起 來 ， 以 提 高 傳 輸 的 有 效 性和 可 靠 性 。信 道 編 碼 是 為 了 克 服 數(shù) 字 信 號

5、在 信 道 傳 輸 時 ， 由 噪 聲 、 衰 落 以 及 人 為干 擾 等 引 起 的 差 錯 。 接 收 設 備 ： 發(fā) 送 設 備 的 反 變 換 。 傳 輸 媒 介 ： 用 來 傳 遞 發(fā) 送 設 備 和 接 收 設 備 之 間 的 信 號 2021-5-2 8 頻 率 利 用 率 ： 單 位 頻 帶 所 能 傳 輸 的 信 息 速 率 BRbb B為 傳 輸 帶 寬 sbitMRR sb /log2 BaudMRR bs 2logM進 制 數(shù) 字 信 號 的 碼 元 速 率 與 信 息 速 率 之 間 的 關 系 ： 2021-5-2 9 例 已 知 二 進 制 數(shù) 字 信 號 在

6、0.5 min內 共 傳 送 了 48 000個 碼 元 ， （ 1） 問 其 碼 元 速 率 Rs2和 信 息 速 率 Rb2各 為多 少 ？ （ 2） 如 果 碼 元 速 率 不 變 ， 但 改 為 八 進 制 數(shù) 字信 號 ， 其 碼 元 速 率 Rs8和 信 息 速 率 Rb8各 為 多 少 ？解 ： （ 1） 在 0.5 60 s=30 s 內 傳 送 了 48 000個 碼 元 ，（ 2） 若 改 為 八 進 制 ， BRs 600130/000482 sbitRR sb /600122 BRs 600130/000488 sbitRR sb /80048log288 什 么 是

7、信 息 量 ？n 信 息 量 的 計 算n 離 散 系 統(tǒng) 平 均 信 息 量 計 算n 比 特 率 和 波 特 率 的 計 算n 計 算 題 2021-5-2 11 離 散 信 源 的 信 息 量 ： 用 信 息 出 現(xiàn) 概 率 的 對 數(shù) 測 度 作 為離 散 信 息 的 信 息 度 量 單 位 ：離 散 信 息 xi所 攜 帶 的 信 息 量 為 ： )(log)(1log)( iii xPxPxI 當 對 數(shù) 以 2為 底 時 ， 信 息 量 單 位 稱 為 比 特 (bit)；當 對 數(shù) 以 e為 底 時 ， 信 息 量 單 位 稱 為 奈 特 (nat)；當 對 數(shù) 以 10為 底

8、 時 ， 信 息 量 單 位 稱 為 哈 特 萊 。 2021-5-2 12 對 于 由 一 串 符 號 構 成 的 消 息 ， 假 設 各 符 號 的 出 現(xiàn)互 相 統(tǒng) 計 獨 立 ， 整 個 消 息 的 信 息 量 為 ： ni ii xPmI 1 )(logmi為 第 i個 符 號 出 現(xiàn) 的 次 數(shù) ； P(xi)為 第 i個 符 號 出 現(xiàn) 的 概 率 ； n為 離散 消 息 源 的 符 號 數(shù) 目 。當 存 在 兩 個 離 散 信 息 源 X和 Y時 ， 他 們 所 出 現(xiàn) 的 符 號 分別 為 x i和 yi， 則 定 義 這 兩 個 信 源 的 聯(lián) 合 信 息 量 為 ：)(l

9、og)( iiii yxPyxI 2021-5-2 13 例 已 知 二 元 離 散 信 源 有 “ 0” 、 “ 1” 兩 種 符 號 ， 若“ 0” 出 現(xiàn) 概 率 為 1/4， 求 出 現(xiàn) “ 1” 的 信 息 量 。 bitPI 415.034log)1(1log)1( 22 2021-5-2 14)/(9056.181log8141log4141log4183log83 )(55.108 81log741log1341log1483log23)(log73 132141230 210_120_100_032_312_010_002_102_023_ 010_321_100_210_2

10、03_001_213_130_020_201 81,41,41,83 3210 3210 2222 22241 2 符 號信 源 的 平 均 信 息 量 ：次 ?！?出 現(xiàn)“ 次 ，” 出 現(xiàn)次 ， “” 出 現(xiàn)次 ， “” 出 現(xiàn)解 ： 此 消 息 中 “ 。以 及 信 源 的 平 均 信 息 量 的 信 息 量求 消 息 ， 場 為 ：四 種 符 號 組 成 ， 其 概 率，例 ： 某 離 散 信 源 由 bitH bit xPnI i ii 2021-5-2 15 例 ： 某 一 待 傳 輸 的 圖 片 包 含 7.86 105個 像 素 。 每 個 象 素 需 要 16個 亮 度 電

11、平 。 假 設 所 有 這 些 亮 度 電 平 的 出 現(xiàn) 概 率 相 等 。 現(xiàn) 在 要在 信 噪 功 率 比 為 30dB的 信 道 中 ， 用 2分 鐘 的 時 間 傳 送 該 幅 圖 片 。問 所 需 的 信 道 帶 寬 為 多 少 ？ HzNSCB RRC sbTIR bitI bitxPxPxH xPbbb i iii 342 42 46 65 2161 21062.2101062.2)10001(log 1062.2)1(log C4 /1062.2602 10144.32)3( 10144.351086.72 /416log)(1log)()(x 161)(1 ， 根 據(jù) 香

12、農(nóng) 公 式 可 得 ：， ?。?要 求 信 道 容 量（ 信 息 速 率 為 ：分 鐘 發(fā) 送 該 圖 片 的 平 均用 量 為 ：） 一 幅 圖 片 的 平 均 信 息（ 符 號的 平 均 信 息 量 為 ：每 個 象 素 率 為 ：每 個 亮 度 電 平 出 現(xiàn) 的 概）解 ： （ 5 67.86 10 4 3. 44 10I bit= 創(chuàng) = 第 3章 信 道 與 噪 聲 （ 非 重 點 ） n 信 道 的 定 義n 信 道 模 型 的 分 類 ：q 調 制 信 道 - 調 制 器 輸 出 端 到 解 調 器 輸 入 端q 編 碼 信 道 - 編 碼 器 輸 出 端 到 譯 碼 器 輸

13、入 端n 恒 參 信 道 與 隨 參 信 道 概 念 及 舉 例n 信 道 中 噪 聲 的 主 要 類 型 n 加 性 噪 聲 乘 性 噪 聲 區(qū) 別 n 什 么 是 信 道 容 量 ？n 香 農(nóng) 公 式 n 香 農(nóng) 公 式 意 義 n 香 農(nóng) 公 式 2021-5-2 19： 信 噪 比 ： 噪 聲 的 平 均 功 率： 信 號 的 平 均 功 率 ； ： 信 道 帶 寬 ；： 信 道 容 量 ；NS NS BC sbNSBC )/()1(log2 n 香 農(nóng) 公 式 表 明 的 是 當 信 號 與 信 道 加 性 高 斯 白 噪 聲 的 平 均功 率 給 定 時 ， 在 具 有 一 定 帶

14、 寬 的 信 道 上 ， 理 論 上 單 位 時間 內 可 能 傳 輸 的 信 息 量 的 極 限 值 。n 增 大 信 號 功 率 S可 以 增 加 信 道 容 量 ， S趨 于 無 窮 大 時 ， 信道 容 量 趨 于 無 窮 大 。n 減 小 噪 聲 功 率 N可 以 增 加 信 道 容 量 ， N趨 于 零 時 ， 信 道容 量 趨 于 無 窮 大 。n 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 。 why? )/(1log 02 sbBnSBCt 第 4章 模 擬 調 制 系 統(tǒng) 概 述n 調 制 ：

15、在 發(fā) 送 端 把 具 有 較 低 頻 率 分 量 的 低 通 基帶 信 號 搬 移 到 給 定 信 道 通 帶 內 的 過 程 ；n 解 調 ： 在 接 收 端 把 已 搬 到 給 定 信 道 通 帶 內 的 頻譜 還 原 為 基 帶 信 號 頻 譜 的 過 程 。n 調 制 目 的 是 什 么 ？ 22 n 調 制 的 目 的- 實 現(xiàn) 有 效 輻 射 （ 頻 率 變 換 ）- 實 現(xiàn) 頻 率 分 配- 實 現(xiàn) 多 路 復 用- 提 高 系 統(tǒng) 的 抗 噪 聲 性 能 23 n 調 制 的 分 類（ 1） 根 據(jù) 輸 入 調 制 信 號 的 不 同 分 類- 模 擬 調 制 ： 輸 入 調

16、 制 信 號 為 模 擬 量- 數(shù) 字 調 制 ： 輸 入 調 制 信 號 為 數(shù) 字 量（ 2） 根 據(jù) 載 波 的 不 同 分 類- 連 續(xù) 波 調 制 ： 載 波 信 號 為 正 弦 波- 脈 沖 調 制 ： 載 波 信 號 為 脈 沖 序 列（ 3） 根 據(jù) 載 波 的 參 數(shù) 變 化 不 同 分 類- 幅 度 調 制 ： 載 波 信 號 的 振 幅 參 數(shù) 隨 調 制 信 號 變 化 ； - 頻 率 調 制 ： 載 波 信 號 的 頻 率 參 數(shù) 隨 調 制 信 號 變 化 ；- 相 位 調 制 ： 載 波 信 號 的 相 位 參 數(shù) 隨 調 制 信 號 變 化 ；（ 4） 根 據(jù)

17、調 制 器 頻 譜 特 性 的 不 同 分 類- 線 性 調 制 ： 已 調 信 號 與 調 制 信 號 頻 譜 之 間 呈 線 性 搬 移 關 系- 非 線 性 調 制 ： 已 調 信 號 與 調 制 信 號 頻 譜 之 間 呈 非 線 性 關 系 24 常 見 的 調 制 方 式 調 制 方 式 用 途 連續(xù)波調制 線 性 調 制 常 規(guī) 雙 邊 帶 調 幅 AM 廣 播 抑 制 載 波 雙 邊 帶 調 幅 DSB 立 體 聲 廣 播 單 邊 帶 調 幅 SSB 載 波 通 信 、 無 線 電 臺 、 數(shù) 傳 殘 留 邊 帶 調 幅 VSB 電 視 廣 播 、 數(shù) 傳 、 傳 真 非 線

18、性 調制 頻 率 調 制 FM 微 波 中 繼 、 衛(wèi) 星 通 信 、 廣 播 相 位 調 制 PM 中 間 調 制 方 式 數(shù) 字 調 制 幅 度 鍵 控 ASK 數(shù) 據(jù) 傳 輸 頻 率 鍵 控 FSK 數(shù) 據(jù) 傳 輸 調 制 方 式 用 途 脈沖數(shù)字調制 數(shù) 字 調 制 相 位 鍵 控 PSK、 DPSK、 QPSK等 數(shù) 據(jù) 傳 輸 、 數(shù) 字 微 波 、 空 間 通 信 其 他 高 效 數(shù) 字 調 制 QAM、 MSK等 數(shù) 字 微 波 、 空 間 通 信 脈 沖 模 擬 調制 脈 幅 調 制 PAM 中 間 調 制 方 式 、 遙 測 脈 寬 調 制 PDM(PWM) 中 間 調 制

19、 方 式 脈 位 調 制 PPM 遙 測 、 光 纖 傳 輸 脈 沖 數(shù) 字 調制 脈 碼 調 制 PCM 市 話 、 衛(wèi) 星 、 空 間 通 信 增 量 調 制 DM 軍 用 、 民 用 電 話 差 分 脈 碼 調 制 DPCM 電 視 電 話 、 圖 像 編 碼 其 他 語 言 編 碼 方 式ADPCM、 APC、 LPC 中 低 速 數(shù) 字 電 話 續(xù) 表 （ 2） 常 見 的 調 制 方 式 調 制 方 式 用 途 連續(xù)波調制 線 性 調 制 常 規(guī) 雙 邊 帶 調 幅 AM 廣 播 抑 制 載 波 雙 邊 帶 調 幅 DSB 立 體 聲 廣 播 單 邊 帶 調 幅 SSB 載 波 通

20、 信 、 無 線 電 臺 、 數(shù) 傳 殘 留 邊 帶 調 幅 VSB 電 視 廣 播 、 數(shù) 傳 、 傳 真 非 線 性 調制 頻 率 調 制 FM 微 波 中 繼 、 衛(wèi) 星 通 信 、 廣 播 相 位 調 制 PM 中 間 調 制 方 式 數(shù) 字 調 制 幅 度 鍵 控 ASK 數(shù) 據(jù) 傳 輸 頻 率 鍵 控 FSK 數(shù) 據(jù) 傳 輸 各 種 調 制 方 式 的 比 較 1.各 種 模 擬 調 制 方 式 總 結 n 假 定 所 有 調 制 系 統(tǒng) 在 接 收 機 輸 入 端 具 有 相 等 的 信 號 功 率 ，且 加 性 噪 聲 都 是 均 值 為 0、 雙 邊 功 率 譜 密 度 為

21、/2的 高 斯 白噪 聲 ， 基 帶 信 號 帶 寬 為 ， 在 所 有 系 統(tǒng) 都 滿 足 各 種 模 擬 調 制 方 式 總 結 各 種 模 擬 調 制 方 式 性 能 比 較 各 種 模 擬 調 制 方 式 的 特 點 與 應 用 n AM調 制 的 優(yōu) 點 是 接 收 設 備 簡 單 ； 缺 點 是 功 率 利用 率 低 ， 抗 干 擾 能 力 差 ， 信 號 帶 寬 較 寬 ， 頻 帶利 用 率 不 高 。 因 此 ， AM制 式 用 于 通 信 質 量 要 求不 高 的 場 合 ， 目 前 主 要 用 在 中 波 和 短 波 的 調 幅廣 播 中 。n DSB調 制 的 優(yōu) 點 是

22、 功 率 利 用 率 高 ， 但 帶 寬 與 AM相 同 ， 頻 帶 利 用 率 不 高 ， 接 收 要 求 同 步 解 調 ，設 備 較 復 雜 。 只 用 于 點 對 點 的 專 用 通 信 及 低 帶寬 信 號 多 路 復 用 系 統(tǒng) 。 n SSB調 制 的 優(yōu) 點 是 功 率 利 用 率 和 頻 帶 利 用 率 都 較高 ， 抗 干 擾 能 力 和 抗 選 擇 性 衰 落 能 力 均 優(yōu) 于 AM，而 帶 寬 只 有 AM的 一 半 ； 缺 點 是 發(fā) 送 和 接 收 設 備 都復 雜 。 SSB制 式 普 遍 用 在 頻 帶 比 較 擁 擠 的 場 合 ，如 短 波 波 段 的 無

23、 線 電 廣 播 和 頻 分 多 路 復 用 系 統(tǒng) 中 。n VSB調 制 性 能 與 SSB相 當 ， 原 則 上 也 需 要 同 步 解 調 ，但 在 某 些 VSB系 統(tǒng) 中 ， 附 加 一 個 足 夠 大 的 載 波 ，形 成 （ VSB+C） 合 成 信 號 ， 就 可 以 用 包 絡 檢 波 法進 行 解 調 。 這 種 （ VSB+C） 方 式 綜 合 了 AM、 SSB和DSB三 者 的 優(yōu) 點 。 所 以 VSB在 數(shù) 據(jù) 傳 輸 、 商 用 電 視廣 播 等 領 域 得 到 廣 泛 使 用 。 n FM波 的 幅 度 恒 定 不 變 ， 這 使 得 它 對 非 線 性 器

24、 件不 甚 敏 感 ， 給 FM帶 來 了 抗 快 衰 落 能 力 。 利 用 自動 增 益 控 制 和 帶 通 限 幅 還 可 以 消 除 快 衰 落 造 成 的幅 度 變 化 效 應 。 這 些 特 點 使 得 NBFM對 微 波 中 繼系 統(tǒng) 頗 具 吸 引 力 。n WBFM的 抗 干 擾 能 力 強 ， 可 以 實 現(xiàn) 帶 寬 與 信 噪 比的 互 換 ， 因 而 WBFM廣 泛 應 用 于 長 距 離 高 質 量 的通 信 系 統(tǒng) 中 ， 如 空 間 和 衛(wèi) 星 通 信 、 調 頻 立 體 聲 廣播 、 短 波 電 臺 等 。 WBFM的 缺 點 是 頻 帶 利 用 率 低 ，存

25、在 門 限 效 應 ， 因 此 在 接 收 信 號 弱 、 干 擾 大 的 情況 下 宜 采 用 NBFM， 這 就 是 小 型 通 信 機 常 采 用NBFM的 原 因 。 非 線 性 調 制n 非 線 性 已 調 信 號 的 頻 譜 與 基 帶 調 制 信 號 的 頻 譜 不 呈線 性 搬 移 關 系 ， 頻 譜 結 構 發(fā) 生 了 根 本 變 化 ；n 非 線 性 調 制 也 叫 做 角 度 調 制 ；n 角 度 調 制 通 過 改 變 載 波 的 頻 率 （ FM） 或 相 位 （ PM）來 完 成 ；n FM和 PM之 間 可 以 相 互 轉 換 。 35 頻 分 復 用 技 術n

26、頻 分 復 用 技 術 將 信 道 帶 寬 分 割 為 互 不 重 疊 的 許多 小 的 頻 帶 ， 不 同 路 信 號 占 用 不 同 的 頻 帶 。 36 第 5章 數(shù) 字 基 帶 傳 輸 系 統(tǒng) （ 重 點 ） 概 述n 數(shù) 字 基 帶 信 號 ： 未 經(jīng) 調 制 的 電 脈 沖 信 號 ；n 數(shù) 字 頻 帶 信 號 ： 經(jīng) 過 調 制 的 電 脈 沖 信 號 ；n 基 帶 傳 輸 系 統(tǒng) ： 直 接 傳 輸 基 帶 信 號 的 系 統(tǒng) ；n 頻 帶 （ 載 波 ） 傳 輸 系 統(tǒng) ： 包 括 調 制 與 解 調 過 程的 傳 輸 系 統(tǒng) 。 38 n 差 分 編 碼 和 AMI、 HD

27、B3的 編 碼n 會 繪 制 波 形 有 4個 連 1和 4個 連 0交 替 出 現(xiàn) 的 序 列 ， 畫 出 單 極性 非 歸 零 碼 、 AMI碼 、 HDB3碼 所 對 應 的 波 形 圖 。 無 碼 間 干 擾 的 傳 輸 特 性n 影 響 基 帶 信 號 進 行 可 靠 傳 輸 的 主 要 因 素 是 ：碼 間 干 擾 和 信 道 噪 聲 。 41 均 衡n 當 串 擾 嚴 重 時 ， 必 須 對 整 個 系 統(tǒng) 的 傳 遞 函數(shù) 加 以 校 正 ， 使 其 接 近 無 失 真 傳 輸 條 件 ；n 頻 域 內 進 行 的 校 正 頻 域 均 衡 ；n 時 域 內 進 行 的 校 正

28、時 域 均 衡 . 42 n 奈 奎 斯 特 第 一 準 則 的 物 理 意 義 ？n 無 碼 間 串 擾 如 何 判 定 ？n 無 計 算 題 簡 答 題 等 44 u帶 寬 ： 輸 入 序 列 若 以 1/Ts波 特 的 速 率 進 行 傳 輸 ， 則 所 需的 最 小 傳 輸 帶 寬 為 1/2Ts（ Hz） - 奈 奎 斯 特 帶 寬 (W1)u傳 輸 速 率 ： 系 統(tǒng) 無 碼 間 串 擾 的 最 高 傳 輸 速 率 為 2W1-奈 奎斯 特 速 率u頻 帶 利 用 率 ： 傳 輸 速 率 /帶 寬 =2波 特 赫u奈 奎 斯 特 帶 寬 表 征 在 抽 樣 時 刻 無 碼 間 串

29、擾 條 件 下 ， 系 統(tǒng)的 最 小 傳 輸 帶 寬無 碼 間 串 擾 的 基 帶 傳 輸 特 性理 想 低 通 傳 輸 特 性 的 基 帶 系 統(tǒng) 性 能 指 標 n 判 斷 一 個 系 統(tǒng) 有 無 碼 間 干 擾 ， 不 僅 要 看 它 的 傳 輸函 數(shù) 經(jīng) 分 段 、 平 移 、 疊 加 后 的 等 效 傳 輸 函 數(shù) 是 否具 有 理 想 低 通 形 式 ， 還 要 看 等 效 傳 輸 函 數(shù) 的 帶 寬是 否 與 所 設 定 的 碼 率 匹 配 。 maxB BR nR ( 1,2,3.)n 眼 圖 信 號 失 真 斜 邊 最 佳 判 決 時 刻 過 零 點 失 真 最 佳 判 決

30、門 限 電 平 噪 聲 容 限 眼 圖 的 模 型 可 以 分 析 哪 些 參 數(shù) ？ 第 6章 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 傳 輸 n 6.1 引 言6.2 模 擬 信 號 的 抽 樣 （ 抽 樣 定 理 ）6.3 脈 沖 振 幅 調 制 （ PAM）6.4 模 擬 抽 樣 信 號 的 量 化6.5 脈 沖 編 碼 調 制 （ PCM） n 低 通 、 帶 通 抽 樣 定 理 的 概 念 ；n 什 么 是 低 通 信 號 ， 什 么 是 帶 通 信 號 ？ 6.2 模 擬 信 號 的 抽 樣 (抽 樣 定 理 ) 一 抽 樣 定 理 抽 樣 定 理 表 明 ： 一 個 頻 帶 限 制 在 0

31、 fH 赫 茲 內 的 連 續(xù) 時間 信 號 m(t)， 如 果 以 不 大 于 1/2fH 秒 的 時 間 間 隔 對 它 進 行 等 間隔 抽 樣 ， 則 m(t) 將 被 得 到 的 抽 樣 值 信 號 ms(t)完 全 確 定 。 這 一準 則 稱 為 奈 奎 斯 特 準 則 。 我 們 通 常 把 1/2fH 秒 的 時 間 間 隔 稱 作奈 奎 斯 特 抽 樣 間 隔 ， 把 它 的 倒 數(shù) 2fH （ 單 位 “ 赫 茲 ” ） 稱 作奈 奎 斯 特 抽 樣 頻 率 ， 這 是 保 證 從 抽 樣 值 恢 復 原 始 模 擬 信 號 所要 求 的 最 低 抽 樣 速 率 。 實

32、際 在 對 模 擬 信 號 進 行 抽 樣 時 所 使 用 的 抽 樣 頻 率 f s應 滿足 ： fs 2fH 第 6章 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 傳 輸 設 帶 通 模 擬 信 號 最 高 頻 率 fH 是 帶 寬 B的 整 數(shù) 倍 ， 即 fH = nB則 最 小 抽 樣 頻 率 只 須 滿 足 fs = 2B ， 便 可 得 到 如 下 抽 樣 后 信 號ms(t)的 頻 譜 0 fs 3fs f-fs-3fs Ms() 2fs-2fs6.2 模 擬 信 號 的 抽 樣 (抽 樣 定 理 ) 五 帶 通 信 號 的 抽 樣 與 恢 復對 于 帶 通 型 連 續(xù) 時 間 模 擬 信 號

33、 m(t)， 其 頻 譜 如 下可 以 證 明 ， 抽 樣 頻 率 不 一 定 要 滿 足 fs 2fH 。0 fH -B fH f-fH +B-fH M()從 頻 譜 可 見 ， 只 要 將 抽 樣 后 信 號 ms(t)通 過 一 與 原 連 續(xù) 模 擬 信號 頻 帶 相 應 的 帶 通 濾 波 器 ， 便 可 恢 復 原 連 續(xù) 模 擬 信 號 m(t) 。第 6章 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 傳 輸 n 量 化 的 概 念 和 分 類 ；n 均 勻 量 化 和 非 均 勻 量 化 比 較 ？ n PCM線 性 和 非 線 性 編 碼 （ A律 PCM編 碼 方 法 -8位 對 數(shù) PC

34、M） 的 概 念 和 方 法 ；n 計 算 題 C1 ： 極 性 碼 樣 值 正 極 性 C1 =“1”， 負 極 性 C1 =“0”。 C2C3C4 ： 大 段 落 碼 樣 值 落 在 第 1大 段 （ 0Vs1/128） 時 ， C2C3C4 = “000”； 樣 值 落 在 第 2大 段 （ 1/128Vs1/64） 時 ， C2C3C4 = “001”； 樣 值 落 在 第 8大 段 （ 1/2Vs1） 時 ， C2C3C4 = “111”。 C5C6C7C8 ： 段 內 電 平 碼 樣 值 落 在 某 大 段 的 第 1小 段 （ 靠近 大 段 低 端 ） 時 ， C5C6C7C8

35、= “0000”； 樣 值 落 在 某 大 段 的 第2小 段 時 ， C5C6C7C8 = “0001” ； 樣 值 落 在 某 大 段 第 16小段 （ 靠 近 大 段 高 端 ） 時 ， C5C6C7C8 = “1111”。 二 A律 13折 線 近 似 的 折 疊 二 進 制 編 解 碼A律 13折 線 近 似 中 ， 整 個 信 號 輸 入 范 圍 (-Vmax +Vmax )共 分 為 16 16 =256小 段 ， 用 8位 折 疊 二 進 制 碼 來 表 示 。 C5 C6 C7 C8 C1 C2 C3 C46.5脈 沖 編 碼 調 制 （ PCM） 6.5.1 PCM編 解

36、碼 原 理第 6章 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 傳 輸 設 最 小 的 量 化 階 步 （ 第 一 和 第 二 大 段 中 的 一 個 小 段 ） 為 ，則 = （ 1/128） 16 1/2048由 此 可 以 得 到 用 “ ” 表 示 的 各 大 段 的 端 點 電 平 值 及 量 化 階 步 ： 二 A律 13折 線 近 似 的 折 疊 二 進 制 編 解 碼6.5脈 沖 編 碼 調 制 （ PCM） 6.5.1 PCM編 解 碼 原 理A律 十 三 折 線 近 似 各 大 段 的 端 點 電 平 值 和 量 化 階 步量 化 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8

37、 = 階 步 2 4 8 16 32 64 大 段 號 端 點 0 16 32 64 128 256 512 1024 值 16 32 64 128 256 512 1024 2048 第 6章 模 擬 信 號 的 數(shù) 字 傳 輸 第 7章 數(shù) 字 頻 帶 傳 輸 系 統(tǒng) n 2FSK 、 2PSK 、 2DPSK 系 波 形 的 分 析 與 描 繪 ； 二進制數(shù)字頻帶調制信號波形示意圖1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 t數(shù)字序列an t(a) 2ASK t(b) 2FSK t(c) 2PSK t(d) 2DPSK初始參考相位 例2 n 二 進 制 數(shù) 字 調 制 的 有 效 性 與 可

38、 靠 性 指 標 參 數(shù) 的計 算 ；n 計 算 題 7.3 二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的性能比較二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的誤碼率公式一覽表調制方式解調方式誤碼率大信噪比時近似式判決門限帶寬2ASK相干解調a / 2 2f s非相干解調2FSK相干解調無|f2-f1|+2fs非相干解調 421 erfcPe 41 ePe 421 ePe4/21441 eerfcPe 221 ePe221 erfcPe 221 ePe 調制方式解調方式誤碼率大信噪比時近似式判決門限帶寬2PSK相干解調0 2fs2DPSK絕對相干解調（極性比較法）0 2f s差分相干解調（相位比較法） ePe 21 )( erfcPe )()

39、211( )(121 2 erfcerfcerfPe )(21 erfcPe ePe 2 1 n 二 進 制 數(shù) 字 調 制 可 靠 性 的 比 較 ；n 誰 最 可 靠 等 第 11章 同 步 原 理 1、 掌 握 同 步 的 主 要 種 類 ；2、 什 么 是 載 波 、 位 、 群 同 步 ； 1、 載 波 同 步 ： 插 入 導 頻 法 、 平 方 法 、 平 方 環(huán)法 、 同 相 正 交 環(huán) 法2、 位 同 步 ： 自 同 步 法 （ 從 基 帶 信 號 中 取 ）3、 群 同 步 ： 巴 克 碼 、 假 同 步 、 漏 同 步 2、 按 照 獲 取 和 傳 輸 同 步 信 息 方

40、式 分 為 ：v 外 同 步 法 導 頻v載 波 同 步 和 位 同 步 中 多 采 用 自 同 步 法 。v 自 同 步 法 提 取 同 步 信 息v群 同 步 一 般 都 采 用 外 同 步 法 。 n 同 步 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標 有 哪 些 ？n 簡 單 的 意 義 是 什 么 ？ 11.2.3 載 波 同 步 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標 v高 效 率 盡 量 少 消 耗 發(fā) 送 功 率 直 接 法 與 插 入 導 頻 法 相 比v高 精 度 盡 量 小 的 相 位 誤 差v同 步 的 建 立 時 間 、 保 持 時 間v開 機 同 步 失 步 同 步 tsv同 步 建 立 后

41、， 同 步 信 號 消 失 ， 系 統(tǒng) 維 持 同 步 時 間 tc載 波 同 步 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標注 ： 這 些 指 標 與 提 取 的 電 路 、 信 號 及 噪 聲 的 情 況 有 關 。 當 采 用性 能 優(yōu) 越 的 鎖 相 環(huán) 提 取 載 波 時 這 些 指 標 主 要 取 決 于 鎖 相 環(huán) 的性 能 。 第 12章 差 錯 控 制 編 碼 差 錯 控 制 編 碼 的 基 本 概 念n 差 錯 控 制 方 式 ：- 前 向 糾 錯 控 制 方 式 (FEC)： 發(fā) 送 端 發(fā) 出 可 以 糾 正 錯 誤碼 元 的 編 碼 序 列 ， 接 收 端 的 譯 碼 器 能 夠 自

42、 動 糾 正 傳 輸中 的 誤 碼 ；- 反 饋 重 發(fā) 糾 錯 方 式 (ARQ)： 發(fā) 送 端 發(fā) 出 的 是 能 夠 檢 測錯 誤 的 編 碼 序 列 ， 接 收 端 譯 碼 器 能 根 據(jù) 編 碼 規(guī) 則 進 行判 決 ， 并 通 過 反 饋 信 道 把 判 決 結 果 回 傳 （ 有 錯 或 無 錯信 息 ） ， 發(fā) 送 端 根 據(jù) 回 傳 信 息 將 出 錯 的 碼 組 重 發(fā) ， 之至 接 收 正 確 為 止 ； - 混 合 糾 錯 方 式 (H EC)： FEC和 ARQ方 式 的 結 合 。2021-5-2 70 n 碼 重 和 碼 距碼 重 ： 碼 組 中 非 零 碼 元

43、的 數(shù) 目 ；碼 距 ： 兩 個 碼 組 中 對 應 碼 位 上 具 有 不 同 二 進 制 碼 元 的 位 數(shù) 稱 為碼 距 （ 漢 明 距 離 Hamming Distance） 。 2021-5-2 71碼 距 的 幾 何 解 釋 2021-5-2 72三 種 差 錯 控 制 方 式 系 統(tǒng) 框 圖 n 編 碼 的 最 小 碼 距 直 接 關 系 到 這 種 碼 的 檢 錯和 糾 錯 能 力 ；n 對 于 分 組 碼 一 般 有 以 下 結 論 ： 2021-5-2 731 )()3( 12)2( 1 )1( minminmin etd teettd ted e：要 求 最 小 碼 距

44、個 誤 碼 ，個 誤 碼 ， 同 時 檢 測在 一 個 碼 組 內 糾 正 個 誤 碼 ， 要 求 最 小 碼 距在 一 個 碼 組 內 糾 正 個 誤 碼 ， 要 求 最 小 碼 距在 一 個 碼 組 內 檢 測 2021-5-2 74碼 距 與 檢 錯 和 糾 錯 能 力 的 關 系 o 線 性 碼 的 性 質- 任 意 兩 許 用 碼 組 之 和 （ 按 位 模 2加 ） 仍 為 一 許 用碼 組 ， 即 線 性 碼 具 有 封 閉 性 ；- 集 合 中 的 最 小 距 離 等 于 碼 組 中 非 全 “ 0” 碼 字 的最 小 重 量 。 2021-5-2 75 n 例 ： 已 知 8

45、個 碼 組 為 （ 0 0 0 0 0 0） 、 （ 1 1 0 101） 、 （ 0 1 0 1 1 1） 、 （ 0 1 1 1 1 0） 、 （ 1 1 0 1 1 1） 、 （ 1 0 1 0 1 1） 、 （ 0 0 1 1 1 1） 、 （ 1 1 1 0 1 1） ， 求 該 碼 組 集 合 的 最 小 碼 距 。解 ： 以 上 碼 組 集 合 中 非 全 “ 0”碼 字 的 最 小 重 量 為 4，所 以 ， 該 碼 組 集 合 的 最 小 碼 距 為 4。 n 會 根 據(jù) 信 息 碼 、 生 成 矩 陣 求 生 成 的 系 統(tǒng) 碼GDC 例 12-1已 知 (6,3)碼 的

46、生 成 矩 陣 為 G， 試 求 ： (1) 編 碼 碼 組 和 各碼 組 的 碼 重 ； (2) 最 小 碼 距 及 其 差 錯 控 制 能 力 。 解 (1) 由 3位 碼 組 成 的 信 息 碼 組 矩 陣 為 D： 011100 110010 101001Gmind 111 011 101 001 110 010 100 000D GDC 由 式 ， 得 碼 組 矩 陣 為 ： 信 息 碼 組 、 編 碼 碼 組 及 碼 重 如 下 表 所 示 ：信 息 碼 組 編 碼 碼 組 碼 重 W 信 息 碼 組 編 碼 碼 組 碼 重 W 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

47、1 0 0 1 0 1 30 0 1 0 0 1 1 1 0 3 1 0 1 1 0 1 0 1 1 40 1 0 0 1 0 0 1 1 3 1 1 0 1 1 0 1 1 0 40 1 1 0 1 1 1 0 1 4 1 1 1 1 1 1 0 0 0 3 GDC 000 011 110 101 101 110 011 000 111 011 101 001 110 010 100 000011100 110010 101001 111 011 101 001 110 010 100 000 C 由 前 表 可 知 ， 非 零 碼 組 的 最 小 碼 重 為 ： 所 以 最 小 碼 距 為 ： 因 此 ， 該 碼 有 糾 1錯 ， 或 檢 2錯 ， 或 糾 一 錯 同 時 檢 一 錯 的 能力 。 3min W 3min d 原 則 ：n 踏 實n 誠 實n 守 信n 考 出 自 己 的 成 績