1、2022/9/30通信與信息工程學(xué)院1通信原理期末復(fù)習(xí)2022/9/30通信與信息工程學(xué)院2教 學(xué) 計 劃考核范圍：第1章第6章，第8章第1章：緒論第2章：基礎(chǔ)知識第3章：模擬傳輸?shù)?章：數(shù)字基帶傳輸?shù)?章：基本的數(shù)字頻帶傳輸?shù)?章：模擬信號數(shù)字化與PCM第8章*：現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)2022/9/30通信與信息工程學(xué)院3第1章 緒 論1、信息量、熵、熵率2、香農(nóng)公式2022/9/30通信與信息工程學(xué)院4第2章 基礎(chǔ)知識2.6 匹配濾波器（第4、5章的誤碼率計算）匹配濾波波形、最大信噪比的計算、最佳接收機結(jié)構(gòu)典型題目：例2.11、習(xí)2.12、習(xí)4.112022/9/30通信與信息工程學(xué)院54-11

2、 在功率譜密度N0/2為的AWGN信道中進行二元基帶傳輸，假定碼元等概且發(fā)射信號分別為：（1）給出信號mi(t)對應(yīng)的匹配濾波器沖激響應(yīng)（k =1），（2）確定最佳接收機的結(jié)構(gòu)（確定濾波器特性）；（3）給出最佳錯誤概率；2022/9/30通信與信息工程學(xué)院7一、幅度調(diào)制：常規(guī)調(diào)幅（AM）抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）單邊帶調(diào)幅（SSB）第3章 模擬傳輸信號表達(dá)式波形圖（時域&頻域）功率效率抗噪聲性能帶寬接收方法2022/9/30通信與信息工程學(xué)院81、信號表達(dá)式常規(guī)調(diào)幅（AM）抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）單邊帶調(diào)幅（SSB）第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院103、

3、帶寬常規(guī)調(diào)幅（AM）：BAM=2B抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）：BDSB=2B單邊帶調(diào)幅（SSB）：只保留DSB-SC中的上（下）邊 帶，BSSB=B第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院114、接收方法常規(guī)調(diào)幅（AM）非相干接收包絡(luò)檢波，簡單易行抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）、單邊帶調(diào)幅（SSB）相干接收系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，換取調(diào)制效率AM信號也可使用相干接收第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院125、功率&效率習(xí)題3-2第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院14結(jié)論： AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波系統(tǒng)性能與相干解調(diào)系統(tǒng)性能完全相同第3章 模擬傳輸20

4、22/9/30通信與信息工程學(xué)院15二、角度調(diào)制：相位調(diào)制（PM）頻率調(diào)制（FM）第3章 模擬傳輸調(diào)制指數(shù)信號表達(dá)式相位（頻率）信息抗噪聲性能帶寬接收方法2022/9/30通信與信息工程學(xué)院17（1）相位調(diào)制（PM） 或 kPM：相偏常數(shù)，單位rad/V 調(diào)相信號表達(dá)式第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院18（2）頻率調(diào)制（FM） 或kFM：頻偏常數(shù)，單位Hz/V 調(diào)頻信號表達(dá)式第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院19（3）最大相偏 PM信號 FM信號 第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院20（4）最大頻偏 PM信號 FM信號 第3章 模擬傳輸2

5、022/9/30通信與信息工程學(xué)院21（5）調(diào)制指數(shù)與帶寬 卡森公式（6）抗噪聲性能 第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院22常見考查方式 幅度調(diào)制系統(tǒng)：不同模擬調(diào)制方式下，綜合信號表達(dá)式、帶寬、系統(tǒng)抗噪聲性能等內(nèi)容典型題目：例3.6、習(xí)3.13、習(xí)3.15角度調(diào)制系統(tǒng)：最大相（頻）偏、調(diào)制指數(shù)、帶寬典型題目：例3.4、例3.5、習(xí)3.17、習(xí)3.19第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院24二元與多元數(shù)字基帶信號的特性（線路碼型）碼間串?dāng)_與Nyquist準(zhǔn)則（升余弦濾波器）第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院25一、二元與多元數(shù)字基帶信號的特

6、性基本概念傳輸速率功率譜與帶寬接收與誤碼性能第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院27第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院282、傳輸速率（1）符號速率（Symbol rate），單位波特（Baud） Rs=1/Ts (Baud)（2）比特速率（Bit rate），單位比特/秒（bps或b/s）（3）比特速率與符號速率間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 Rb=KRs=Rslog2M (bps)，RbRs典型題目：習(xí)4.2、習(xí)4.3第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院293、功率譜密度均值ma=Ean，方差前一項為連續(xù)譜，后一項是頻率間隔為1/Ts的離散譜第4

7、章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院30重要結(jié)論（1）雙極性碼均值ma為0，只含有連續(xù)譜（2）單極性碼均值ma不為0，連續(xù)譜+離散譜（3）單極性NRZ碼，只含有一個離散譜 單極性RZ碼，含有多個離散譜（4）四種基本碼型的功率譜密度表達(dá)式第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院31當(dāng)脈沖gT(t)為矩形脈沖時，基本碼型（單/雙極性、RZ/NRZ）功率譜密度（例4.3、例4.4、習(xí)4.4、習(xí)4.5）雙極性NRZ碼：+1與-1等概率出現(xiàn)，幅度為A又 均值ma=0， ，引入辛格函數(shù)則有第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院32單極性NRZ碼：0與1等概

8、率出現(xiàn)，幅度為A均值ma=1/2， ，第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院33雙極性RZ碼：1與-1等概率出現(xiàn)，gT(t)為矩形歸零脈沖均值ma=0， 第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院34單極性RZ碼：0與1等概率出現(xiàn)均值ma=1/2， 第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院35帶寬（1）二元傳輸下，RZ碼帶寬為2Rb，NRZ碼帶寬為Rb（2）多元信號MPAM帶寬為Rb/K（Rs）（3）帶寬與波特速率和脈沖寬度相關(guān)（習(xí)4.2、習(xí)4.3）4、接收方法與誤碼性能（1）引入白噪聲AWGN信道（2）低通濾波接收與匹配濾波接收（結(jié)論）第4章

9、數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院36Eb/N0平均比特能量/噪聲功率譜密度，反映信號與噪 聲的能量之比LPF接收系統(tǒng)（矩形NRZ，取B=1/Ts）匹配濾波器接收系統(tǒng)雙極性2PAM單極性2PAM第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院37第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院38利用誤比特曲線對不同傳輸方案進行性能比較（1）縱向比較：通過給定的Eb/N0值做垂線，與誤比特曲 線交點所表征的誤比特率越小，證明性能越好 （下方曲線）（2）橫向比較：通過給定的Pb值做水平線，與誤比特曲 線交點所表征的Eb/N0越小，證明性能越好 （左方曲線）第4章 數(shù)

10、字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院39例4.6 估計以Rb=1 Mbps進行二元傳輸時的平均錯誤間隔第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院40二、碼間串?dāng)_與Nyquist準(zhǔn)則Nyquist準(zhǔn)則及其相關(guān)結(jié)論升余弦滾降濾波器及其相關(guān)結(jié)論第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院411、Nyquist準(zhǔn)則有無碼間串?dāng)_，只需檢驗H(f)在 是否為常數(shù)典型題目：例4.11、習(xí)4.13、課堂習(xí)題2對于有限帶寬低通信道（W Hz）在傳輸速率為Rs=1/Ts時（1）WRs/2=2/Ts：總能找到某個H(f)滿足無碼間串?dāng)_條件第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信

11、與信息工程學(xué)院42重要結(jié)論（1）在無碼間串?dāng)_條件下，W Hz的基帶信道每秒至多只 能傳輸2W個符號Nyquist速率（2）頻帶利用率第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院432、升余弦（RC）滾降濾波器按Rs=2f0的碼率進行傳輸！滾降因子 ，f0為6 dB帶寬截止頻率（帶寬） W=(1+a)f0a=0：LPF特性，W=f0，Rs(max)=2W (Baud)a=1： W=2f0，Rs(max)=W (Baud)1a0： W=(1+a)f0，Rs(max)=2W/(1+a) (Baud)頻帶利用率第4章 數(shù)字基帶傳輸?shù)湫皖}目：例4.12、習(xí)4.15、習(xí)4.162022/9/3

12、0通信與信息工程學(xué)院444.5.1 碼間串?dāng)_存在的原因： h(0) 、h(mTs)4.5.2 無碼間串?dāng)_條件Nyquist準(zhǔn)則（時域&頻域） 利用頻域表達(dá)式進行判斷4.5.3 無碼間串?dāng)_條件下，信道帶寬W與傳輸速率Rs 之間的關(guān)系（ Nyquist速率：2WRs ） 數(shù)字通信系統(tǒng)的效率頻帶利用率2 Baud/Hz4.5.4 升余弦滾降濾波器（ a、W、 f0、 Rs 、Rs2f0 ）第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院454.6.3 基本均衡算法（1）迫零（Zero forcing）算法（例4.14、習(xí)4.19）例4.14 某數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的抽樣值存在碼間干擾，系統(tǒng)沖激響

13、應(yīng)h(t)的樣值為h-1=-1/4，h0=1，h1=1/4。若將該系統(tǒng)與一三抽頭迫零均衡器級聯(lián)，求此均衡器的抽頭系數(shù)c-1， c0，c1各為多少，并計算均衡前后的峰值畸變值第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院462022/9/30通信與信息工程學(xué)院46解：（1）求抽頭系數(shù)第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院472022/9/30通信與信息工程學(xué)院47均衡后 第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院484.8 符號同步例4.18、習(xí)4.22第4章 數(shù)字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院49數(shù)字頻帶傳輸?shù)暮诵膬?nèi)容：數(shù)字信號的調(diào)制與解

14、調(diào)2ASK（OOK）2FSK2PSK、2DPSK、QPSK信號表達(dá)式、調(diào)制（接收）方法、帶寬、誤碼性能第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院501、信號表達(dá)式2ASK2FSK2PSKQPSK （格雷編碼） 第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院512、帶寬2ASK：B2ASK=2B=2Rb2FSK：2(D)PSK：B2(D)PSK=2B=2Rb QPSK： BQPSK=Rb=2Rs第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院523、誤碼性能第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院53第5章 基本的數(shù)字頻帶傳

15、輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院54其它要點總結(jié)：1、公式：2、2DPSK的波形：首個波形隨機設(shè)定，無實際意義 3、讀取波形：2DPSK信號、QPSK信號4、頻帶升余弦濾波器帶寬：W=2f0(1+a)第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院55第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院56第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院57設(shè)信號速率為100 kbps，通過升余弦滾降特性為a=0.3的系統(tǒng)，進行無碼間串?dāng)_的傳輸。（1）采用BPSK調(diào)制，求占用的信道帶寬和頻帶利用率；（2）設(shè) ，求BPSK最佳接收機的誤比特率習(xí)5.19

16、、習(xí)5.22第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院582022/9/30通信與信息工程學(xué)院58例5.7 QPSK系統(tǒng)的輸入二進制序列為011111011000，試說明：（1）四元比特對序列；（2）載波相位（B方式）序列；（3）同相與正交支路的比特序列；（4）4800 bps時需要的帶寬習(xí)5.11、習(xí)5.21第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學(xué)院59第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM6.1 模擬信號的抽樣6.2 均勻量化與最佳量化6.3 量化信噪比與對數(shù)量化6.4 脈沖編碼調(diào)制6.5* 差分脈沖編碼調(diào)制與增量調(diào)制6.6 時分復(fù)用2022/9/30通信與

17、信息工程學(xué)院60第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM1、抽樣帶限信號m(t)，最高非零頻率為fH,抽樣率fs2fH，2fH=2B稱為奈奎斯特頻率（Nyquist frequency）帶通信號抽樣：例6.1、習(xí)6.62022/9/30通信與信息工程學(xué)院61第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM2、量化均勻量化及量化噪聲量化信噪比峰值信噪比（均勻量化時為3M2）、平均信噪比、正弦信號信噪比典型題目：例6.3、習(xí)6.8、習(xí)6.11、習(xí)6.122022/9/30通信與信息工程學(xué)院62第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM3、脈沖編碼調(diào)制（PCM）（1）電話信號帶寬：3003400 Hz，抽樣率為8 kHz（2）量化：8比特

18、A律（3）PCM數(shù)據(jù)率：8 kHz8 bit=64 kbps 語音信號傳輸速率2022/9/30通信與信息工程學(xué)院63第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM編碼規(guī)則（1）確定極性，正為“1”，負(fù)為“0”（2）確定段落，共8段，3位編碼000111（3）確定量化電平，共16電平，4位編碼00001111b7b6b5b4b3b2b1b01位極性碼3位段落碼4位段內(nèi)碼1=正，0=負(fù)（對應(yīng)8段）（對應(yīng)16電平）2022/9/30通信與信息工程學(xué)院64習(xí)題1設(shè)PCM系統(tǒng)采用A律13折線量化器，量化器的量化范圍為-10, 10，若輸入采樣值為1.22和 -0.03，求輸出的二進制碼組（提示：A律13折線主要參數(shù)見下表） 第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM2022/9/30通信與信息工程學(xué)院65段內(nèi)碼的確定如某一量化電平x落在段x1，x2內(nèi)那么段內(nèi)區(qū)間為討論：對結(jié)果取整后，確定其段內(nèi)碼 臨界值16，段內(nèi)碼取為1111第6章 模擬信號數(shù)字化與PCM2022/9/30通信與信息工程學(xué)院66PCM傳輸系統(tǒng)的信噪比*：峰值與平均信噪比習(xí)6.15、習(xí)6.16T