1、2022/9/30通信與信息工程學院1通信原理期末復習2022/9/30通信與信息工程學院2教 學 計 劃考核范圍：第1章第6章，第8章第1章：緒論第2章：基礎知識第3章：模擬傳輸第4章：數字基帶傳輸第5章：基本的數字頻帶傳輸第6章：模擬信號數字化與PCM第8章*：現代數字傳輸技術2022/9/30通信與信息工程學院3第1章 緒 論1、信息量、熵、熵率2、香農公式2022/9/30通信與信息工程學院4第2章 基礎知識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、最佳接收機結構典型題目：例2.11、習2.12、習4.112022/9/30通信與信息工程學院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，假定碼元等概且發射信號分別為：（1）給出信號mi(t)對應的匹配濾波器沖激響應（k =1），（2）確定最佳接收機的結構（確定濾波器特性）；（3）給出最佳錯誤概率；2022/9/30通信與信息工程學院7一、幅度調制：常規調幅（AM）抑制載波雙邊帶調幅（DSB-SC）單邊帶調幅（SSB）第3章 模擬傳輸信號表達式波形圖（時域&頻域）功率效率抗噪聲性能帶寬接收方法2022/9/30通信與信息工程學院81、信號表達式常規調幅（AM）抑制載波雙邊帶調幅（DSB-SC）單邊帶調幅（SSB）第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院103、

3、帶寬常規調幅（AM）：BAM=2B抑制載波雙邊帶調幅（DSB-SC）：BDSB=2B單邊帶調幅（SSB）：只保留DSB-SC中的上（下）邊 帶，BSSB=B第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院114、接收方法常規調幅（AM）非相干接收包絡檢波，簡單易行抑制載波雙邊帶調幅（DSB-SC）、單邊帶調幅（SSB）相干接收系統復雜，成本高，換取調制效率AM信號也可使用相干接收第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院125、功率&效率習題3-2第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院14結論： AM系統包絡檢波系統性能與相干解調系統性能完全相同第3章 模擬傳輸20

4、22/9/30通信與信息工程學院15二、角度調制：相位調制（PM）頻率調制（FM）第3章 模擬傳輸調制指數信號表達式相位（頻率）信息抗噪聲性能帶寬接收方法2022/9/30通信與信息工程學院17（1）相位調制（PM） 或 kPM：相偏常數，單位rad/V 調相信號表達式第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院18（2）頻率調制（FM） 或kFM：頻偏常數，單位Hz/V 調頻信號表達式第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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通信與信息工程學院21（5）調制指數與帶寬 卡森公式（6）抗噪聲性能 第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院22常見考查方式 幅度調制系統：不同模擬調制方式下，綜合信號表達式、帶寬、系統抗噪聲性能等內容典型題目：例3.6、習3.13、習3.15角度調制系統：最大相（頻）偏、調制指數、帶寬典型題目：例3.4、例3.5、習3.17、習3.19第3章 模擬傳輸2022/9/30通信與信息工程學院24二元與多元數字基帶信號的特性（線路碼型）碼間串擾與Nyquist準則（升余弦濾波器）第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院25一、二元與多元數字基帶信號的特

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 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院27第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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換關系 Rb=KRs=Rslog2M (bps)，RbRs典型題目：習4.2、習4.3第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院293、功率譜密度均值ma=Ean，方差前一項為連續譜，后一項是頻率間隔為1/Ts的離散譜第4

7、章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院30重要結論（1）雙極性碼均值ma為0，只含有連續譜（2）單極性碼均值ma不為0，連續譜+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式第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院31當脈沖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4.4、習4.5）雙極性NRZ碼：+1與-1等概率出現，幅度為A又 均值ma=0， ，引入辛格函數則有第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院32單極性NRZ碼：0與1等概

8、率出現，幅度為A均值ma=1/2， ，第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院33雙極性RZ碼：1與-1等概率出現，gT(t)為矩形歸零脈沖均值ma=0， 第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院34單極性RZ碼：0與1等概率出現均值ma=1/2， 第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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（習4.2、習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（結論）第4章

9、數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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（矩形NRZ，取B=1/Ts）匹配濾波器接收系統雙極性2PAM單極性2PAM第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院37第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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

10、字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院40二、碼間串擾與Nyquist準則Nyquist準則及其相關結論升余弦滾降濾波器及其相關結論第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院411、Nyquist準則有無碼間串擾，只需檢驗H(f)在 是否為常數典型題目：例4.11、習4.13、課堂習題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)滿足無碼間串擾條件第4章 數字基帶傳輸2022/9/30通信

11、與信息工程學院42重要結論（1）在無碼間串擾條件下，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 數字基帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院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 數字基帶傳輸典型題目：例4.12、習4.15、習4.162022/9/3

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

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

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

15、輸2022/9/30通信與信息工程學院54其它要點總結：1、公式：2、2DPSK的波形：首個波形隨機設定，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 基本的數字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院55第5章 基本的數字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院56第5章 基本的數字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院57設信號速率為100 kbps，通過升余弦滾降特性為a=0.3的系統，進行無碼間串擾的傳輸。（1）采用BPSK調制，求占用的信道帶寬和頻帶利用率；（2）設 ，求BPSK最佳接收機的誤比特率習5.19

16、、習5.22第5章 基本的數字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院582022/9/30通信與信息工程學院58例5.7 QPSK系統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5.11、習5.21第5章 基本的數字頻帶傳輸2022/9/30通信與信息工程學院59第6章 模擬信號數字化與PCM6.1 模擬信號的抽樣6.2 均勻量化與最佳量化6.3 量化信噪比與對數量化6.4 脈沖編碼調制6.5* 差分脈沖編碼調制與增量調制6.6 時分復用2022/9/30通信與

17、信息工程學院60第6章 模擬信號數字化與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6.62022/9/30通信與信息工程學院61第6章 模擬信號數字化與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6.8、習6.11、習6.122022/9/30通信與信息工程學院62第6章 模擬信號數字化與PCM3、脈沖編碼調制（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數據率：8 kHz8 bit=64 kbps 語音信號傳輸速率2022/9/30通信與信息工程學院63第6章 模擬信號數字化與PCM編碼規則（1）確定極性，正為“1”，負為“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位段內碼1=正，0=負（對應8段）（對應16電平）2022/9/30通信與信息工程學院64習題1設PCM系統采用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折線主要參數見下表） 第6章 模擬信號數字化與PCM2022/9/30通信與信息工程學院65段內碼的確定如某一量化電平x落在段x1，x2內那么段內區間為討論：對結果取整后，確定其段內碼 臨界值16，段內碼取為1111第6章 模擬信號數字化與PCM2022/9/30通信與信息工程學院66PCM傳輸系統的信噪比*：峰值與平均信噪比習6.15、習6.16T