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通信原理(總復(fù)習(xí))-通信第一頁(yè),共91頁(yè)。通信原理第二頁(yè),共91頁(yè)。第1章緒論
內(nèi)容:通信的基本概念,通信系統(tǒng)的組成,通信系統(tǒng)的分類(lèi)與通信方式,信息及其度量,通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。重點(diǎn):1.通信系統(tǒng)的一般模型,模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)模型。(框圖,各部分基本功能)
2.信息及其度量(信息的熵)。
3.主要性能指標(biāo)—有效性和可靠性。難點(diǎn):1.通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。
2.求信息的信息量。第三頁(yè),共91頁(yè)。1.通信的基本概念:通信、通信系統(tǒng)、通信的目的2.通信系統(tǒng)的一般模型,模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)模型。(框圖,各部分基本功能)圖1-4模擬通信系統(tǒng)模型圖1-5數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-1通信系統(tǒng)一般模型第四頁(yè),共91頁(yè)。3.數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng),且噪聲不積累傳輸差錯(cuò)可控便于處理、變換、存儲(chǔ)便于將來(lái)自不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸易于集成,使通信設(shè)備微型化,重量輕易于加密處理,且保密性好缺點(diǎn):需要較大的傳輸帶寬對(duì)同步要求高第五頁(yè),共91頁(yè)。4.通信系統(tǒng)的分類(lèi)(按信號(hào))按調(diào)制方式分類(lèi):基帶傳輸系統(tǒng)和帶通(調(diào)制)傳輸系統(tǒng)按信號(hào)特征分類(lèi):模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)按傳輸媒介分類(lèi):有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi):頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用5.通信方式按消息傳遞方向與時(shí)間關(guān)系分:?jiǎn)喂?、半雙工和全雙工通信按數(shù)據(jù)代碼排列方式分:并行傳輸和串行傳輸6.計(jì)算離散信源的信息量、熵
(b)第六頁(yè),共91頁(yè)。7.通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo):有效性和可靠性模擬通信系統(tǒng)有效性:可用有效傳輸頻帶(帶寬)來(lái)度量??煽啃裕嚎捎媒邮斩俗罱K輸出信噪比(So/No)來(lái)度量。數(shù)字通信系統(tǒng)有效性:用傳輸速率和頻帶利用率來(lái)衡量??煽啃裕河谜`碼率和誤信率表示碼元傳輸速率RB:信息傳輸速率Rb:頻帶利用率:誤碼率誤信率8.計(jì)算碼元速率RB
、信息速率Rb、頻帶利用率、誤碼率、誤信率第七頁(yè),共91頁(yè)。第3章隨機(jī)過(guò)程內(nèi)容:隨機(jī)過(guò)程的基本概念,平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程,高斯、窄帶隨機(jī)過(guò)程,平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng),正弦波加窄帶高斯噪聲,高斯白噪聲和帶限白噪聲。重點(diǎn):1.隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征。
2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的特性—各態(tài)歷經(jīng)性。
3.高斯過(guò)程的一維概率密度函數(shù)的特性。
4.正弦波加窄帶高斯過(guò)程。
5.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的特點(diǎn)。
6.高斯白噪聲和帶限白噪聲。難點(diǎn):1.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度。
2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的特點(diǎn)。
3.正弦波加窄帶高斯噪聲。第八頁(yè),共91頁(yè)。1.隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征:均值(數(shù)學(xué)期望)、方差、相關(guān)函數(shù)2.平穩(wěn)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)平穩(wěn)過(guò)程自相關(guān)函數(shù)的定義:平穩(wěn)過(guò)程自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)
—(t)的平均功率
—的偶函數(shù)
—R()的上界 即自相關(guān)函數(shù)R()在=0有最大值。
—(t)的直流功率
表示平穩(wěn)過(guò)程(t)的交流功率。當(dāng)均值為0時(shí),有R(0)=2
。
第九頁(yè),共91頁(yè)。3.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)與其功率譜密度是一對(duì)傅里葉變換?!S納-辛欽關(guān)系4.平穩(wěn)過(guò)程的歸一化總平均功率5.高斯過(guò)程重要性質(zhì)高斯過(guò)程若是廣義平穩(wěn)的,則也嚴(yán)平穩(wěn)。如果高斯過(guò)程在不同時(shí)刻的取值是不相關(guān)的,那么它們也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。高斯過(guò)程經(jīng)過(guò)線性變換后生成的過(guò)程仍是高斯過(guò)程。6.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)若線性系統(tǒng)的輸入是平穩(wěn)的,則輸出也是平穩(wěn)的。且第十頁(yè),共91頁(yè)。7.窄帶隨機(jī)過(guò)程結(jié)論1:一個(gè)均值為零的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程(t)
,它的同相分量c(t)和正交分量s(t)同樣是平穩(wěn)高斯過(guò)程,而且均值為零,方差也相同。此外,在同一時(shí)刻上得到的c和s是互不相關(guān)的或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。結(jié)論2:一個(gè)均值為零,方差為2的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程(t),其包絡(luò)a(t)的一維分布是瑞利分布,相位(t)的一維分布是均勻分布,并且就一維分布而言,a(t)與(t)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。第十一頁(yè),共91頁(yè)。8.白噪聲n(t)、高斯白噪聲、低通白噪聲(帶限白噪聲)、帶通白噪聲、窄帶高斯白噪聲9.窄帶高斯白噪聲平均功率第十二頁(yè),共91頁(yè)。第4章信道內(nèi)容:信道的定義、分類(lèi)及其數(shù)學(xué)模型,有線信道舉例、無(wú)線信道舉例,信道特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?,信道的噪聲,信道容量。重點(diǎn):1.有線(恒參)信道特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>
2.隨參信道的三個(gè)特點(diǎn)及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>
3.信道的加性噪聲。
4.信道的數(shù)學(xué)模型。
5.信道容量的概念及求法。難點(diǎn):1.恒參、隨參信道特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>
2.信道的數(shù)學(xué)模型。
3.信道容量的概念及求法。第十三頁(yè),共91頁(yè)。1.信道:是以傳輸媒質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通道,是連接發(fā)送端和接收端的通信設(shè)備。2.信道分類(lèi)(按傳輸媒質(zhì)不同)——無(wú)線信道、有線信道3.信道中的干擾:有源干擾(噪聲)無(wú)源干擾(傳輸特性不良)4.電磁波(無(wú)線電波)的傳播方式分類(lèi):
——地波、天波、視線傳播5.信道模型的分類(lèi):
——調(diào)制信道、編碼信道調(diào)制信道乘性干擾特點(diǎn):當(dāng)沒(méi)有信號(hào)時(shí),沒(méi)有乘性干擾。加性干擾特點(diǎn):當(dāng)沒(méi)有信號(hào)時(shí),仍有加性干擾。
調(diào)制信道分類(lèi):隨參信道(k(t)作隨機(jī)變化)恒參信道(k(t)變化很慢或很小)第十四頁(yè),共91頁(yè)。6.線性系統(tǒng)(恒參信道)中無(wú)失真條件:振幅~頻率特性:為水平直線相位~頻率特性:為通過(guò)原點(diǎn)的直線7.隨參信道(變參信道)的特性(共性):衰減隨時(shí)間變化時(shí)延隨時(shí)間變化多徑效應(yīng)(概念、特點(diǎn))8.信道容量:指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾孰x散信道容量C-每個(gè)符號(hào)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾礐t
-單位時(shí)間(秒)內(nèi)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾敌畔鬏斔俾蔙(b/s)
式中r-單位時(shí)間內(nèi)信道傳輸?shù)姆?hào)數(shù)
(比特/符號(hào))(b/s)第十五頁(yè),共91頁(yè)。9.連續(xù)信道的信道容量高斯白噪聲背景下的連續(xù)信道的信道容量公式(香農(nóng)公式)連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬B、信號(hào)功率S及噪聲功率譜密度n0三個(gè)因素有關(guān)。14.信道容量的計(jì)算(連續(xù)信道為主)第十六頁(yè),共91頁(yè)。第5章模擬調(diào)制系統(tǒng)內(nèi)容:幅度調(diào)制的原理及抗噪聲性能,非線性調(diào)制(角度調(diào)制)的原理及其抗噪聲性能,各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較,頻分復(fù)用(FDM)和調(diào)頻立體聲。重點(diǎn):1.幅度調(diào)制的原理及抗噪聲性能。(計(jì)算)
2.非線性調(diào)制的原理及頻率調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。
3.各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較。
4.頻分復(fù)用(FDM)的概念。難點(diǎn):1.幅度調(diào)制的抗噪聲性能分析。
2.非線性調(diào)制的原理及頻率調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能分析。第十七頁(yè),共91頁(yè)。1.
調(diào)制-把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過(guò)程。調(diào)制信號(hào)、載波、載波調(diào)制、已調(diào)信號(hào)、解調(diào)(檢波)的概念。
2.常見(jiàn)的模擬調(diào)制幅度調(diào)制(線性調(diào)制):調(diào)幅(AM)、雙邊帶(DSB)、單邊帶(SSB)和殘留邊帶(VSB)角度調(diào)制(非線性調(diào)制):頻率調(diào)制(FM)、相位調(diào)制(PM)3.調(diào)幅(AM)時(shí)域表示式頻譜:調(diào)制器模型可用包絡(luò)檢波法解調(diào)。條件m(t)|A0。否則,“過(guò)調(diào)幅”。AM信號(hào)的頻譜由載頻分量、上邊帶、下邊帶三部分組成第十八頁(yè),共91頁(yè)。AM信號(hào)的帶寬、功率、調(diào)制效率
當(dāng)|m(t)|max=A0時(shí)(100%調(diào)制),調(diào)制效率最高,這時(shí)max
=1/34.雙邊帶(DSB)時(shí)域表示式頻譜:DSB信號(hào)的帶寬(2fH)、功率(無(wú)載波功率)、調(diào)制效率(100%)解調(diào):不能用包絡(luò)檢波,需用相干檢波(較復(fù)雜)。第十九頁(yè),共91頁(yè)。5.單邊帶調(diào)制(SSB)產(chǎn)生SSB信號(hào)的方法有兩種:濾波法和相移法。上邊帶頻譜圖SSB信號(hào)的時(shí)域表示式SSB信號(hào)的帶寬(fH)、節(jié)省功率、需用相干解調(diào)。第二十頁(yè),共91頁(yè)。7.相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)相干解調(diào)器的一般模型包絡(luò)檢波適用條件:AM信號(hào),且要求|m(t)|max
A0
,包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu): 通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成8.線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能第二十一頁(yè),共91頁(yè)。解調(diào)器輸出信噪比定義制度增益定義:
式中輸入信噪比Si/Ni的定義是:DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能輸入信噪比輸出信噪比DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。也就是說(shuō),DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因?yàn)椴捎孟喔山庹{(diào),使輸入噪聲中的正交分量被消除的緣故。第二十二頁(yè),共91頁(yè)。SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能輸入信噪比輸出信噪比SSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為1。因?yàn)樵赟SB系統(tǒng)中,信號(hào)和噪聲有相同表示形式,所以相干解調(diào)過(guò)程中,信號(hào)和噪聲中的正交分量均被抑制掉,故信噪比沒(méi)有改善。GDSB=2GSSB,但是,兩者的抗噪聲性能是相同的(在相同的輸入信號(hào)功率,相同的輸入噪聲功率譜密度,相同的基帶信號(hào)帶寬條件下,這兩種調(diào)制方式的輸出信噪比是相等的。)但SSB所需的傳輸帶寬僅是DSB的一半,因此SSB得到普遍應(yīng)用。第二十三頁(yè),共91頁(yè)。AM包絡(luò)檢波的性能大信噪比情況輸入信噪比輸出信噪比制度增益GAM總是小于1,這說(shuō)明包絡(luò)檢波器對(duì)輸入信噪比沒(méi)有改善,而是惡化了小信噪比時(shí)的門(mén)限效應(yīng)、門(mén)限值。第二十四頁(yè),共91頁(yè)。9.角度調(diào)制的基本概念
角度調(diào)制信號(hào)的一般表達(dá)式為
PM信號(hào)表達(dá)式式中Kp
-調(diào)相靈敏度,
單位是rad/VFM信號(hào)表達(dá)式式中Kf-調(diào)頻靈敏度,單位是rad/sV。PM與FM的區(qū)別:PM是相位偏移隨調(diào)制信號(hào)m(t)線性變化,F(xiàn)M是相位偏移隨m(t)的積分呈線性變化。[ct+(t)]=(t)
-信號(hào)的瞬時(shí)相位;
(t)-瞬時(shí)相位偏移。d[ct+(t)]/dt=(t)-稱(chēng)為瞬時(shí)角頻率d(t)/dt
-稱(chēng)為瞬時(shí)頻偏。第二十五頁(yè),共91頁(yè)。單音調(diào)制FM與PM設(shè)調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦波則mp=KpAm
-調(diào)相指數(shù),表示最大的相位偏移-調(diào)頻指數(shù),表示最大的相位偏移
-最大角頻偏
-最大頻偏。
第二十六頁(yè),共91頁(yè)。FM與PM之間的關(guān)系由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系,所以FM與PM之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。
10.窄帶調(diào)頻(NBFM)帶寬BNBFM=2fH11.寬帶調(diào)頻(WBFM)調(diào)頻信號(hào)的帶寬理論上調(diào)頻信號(hào)的頻帶寬度為無(wú)限寬。實(shí)際上
邊頻幅度隨著n的增大而逐漸減小,因此調(diào)頻信號(hào)可近似認(rèn)為具有有限頻譜。有效帶寬用卡森(Carson)公式計(jì)算調(diào)頻信號(hào)的功率分配:調(diào)頻信號(hào)的平均功率等于未調(diào)載波的平均功率,即調(diào)制后總的功率不變,只是將原來(lái)載波功率中的一部分分配給每個(gè)邊頻分量第二十七頁(yè),共91頁(yè)。13.調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)相干解調(diào):相干解調(diào)僅適用于NBFM信號(hào)非相干解調(diào)調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能(非相干解調(diào)時(shí))大信噪比時(shí)FM非相干解調(diào)器輸出端的輸出信噪比為(了解)考慮m(t)為單一頻率余弦波時(shí)制度增益加大調(diào)制指數(shù),可使調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善。調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能好的這一優(yōu)越性是以增加其傳輸帶寬來(lái)?yè)Q取的。第二十八頁(yè),共91頁(yè)。調(diào)制方式傳輸帶寬抗噪聲性能設(shè)備復(fù)雜程度主要應(yīng)用AM2fm簡(jiǎn)單中短波無(wú)線電廣播DSB2fm中等應(yīng)用較少SSBfm復(fù)雜短波無(wú)線電廣播、話(huà)音頻分復(fù)用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸VSB略大于fm
近似SSB復(fù)雜電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸FM中等超短波小功率電臺(tái)(窄帶FM);調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信(寬帶FM)14.各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較(抗噪聲性能、傳輸帶寬、特點(diǎn)應(yīng)用)第二十九頁(yè),共91頁(yè)。15.頻分復(fù)用(FDM)復(fù)用:解決如何利用一條信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)的技術(shù)。分類(lèi):頻分復(fù)用(FDM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)、碼分復(fù)用(CDM)。目的:充分利用信道的頻帶資源,提高信道利用率頻分復(fù)用(FDM)是一種按頻率來(lái)劃分信道的復(fù)用方式。第三十頁(yè),共91頁(yè)。總結(jié):幅度調(diào)制和角度調(diào)制的相關(guān)基本概念,時(shí)域表示式、頻譜、功率、帶寬、調(diào)制指數(shù)、頻偏等。幅度調(diào)制抗噪聲性能。(計(jì)算)FM調(diào)制的功率、帶寬、調(diào)頻指數(shù)、頻偏等。(計(jì)算)各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較第三十一頁(yè),共91頁(yè)。第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)內(nèi)容:數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),基帶傳輸?shù)某S么a型,基帶信號(hào)的頻譜特性,基帶脈沖傳輸與碼間干擾,無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性,基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能,眼圖,部分響應(yīng)和時(shí)域均衡技術(shù)。重點(diǎn):1.基帶傳輸?shù)某S么a型,基帶信號(hào)的頻譜特性。
2.無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性。
3.部分響應(yīng)系統(tǒng)。
4.基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能分析。
5.檢測(cè)系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)手段—眼圖。難點(diǎn):1.基帶信號(hào)的頻譜特性分析。
2.無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性及抗噪聲性能分析。
3.部分響應(yīng)系統(tǒng),時(shí)域均衡原理及實(shí)現(xiàn)方法。第三十二頁(yè),共91頁(yè)。1.數(shù)字基帶信號(hào)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)的概念2.幾種基本的基帶信號(hào)波形3.基帶信號(hào)的頻譜特性數(shù)字基帶信號(hào)是一個(gè)隨機(jī)脈沖序列,可以把s(t)分解成穩(wěn)態(tài)波v(t)和交變波u(t),交變波的功率譜Pu(f)是連續(xù)譜,穩(wěn)態(tài)波的功率譜Pu(f)是離散譜第三十三頁(yè),共91頁(yè)。由上式可見(jiàn):二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列的功率譜Ps(f)可能包含連續(xù)譜(第一項(xiàng))和離散譜(第二項(xiàng))。連續(xù)譜總是存在的,這是因?yàn)榇頂?shù)據(jù)信息的g1(t)和g2(t)波形不能完全相同,故有G1(f)≠G2(f)。譜的形狀取決于g1(t)和g2(t)的頻譜以及出現(xiàn)的概率P。根據(jù)連續(xù)譜可以確定隨機(jī)序列的帶寬。離散譜是否存在,取決于g1(t)和g2(t)的波形及其出現(xiàn)的概率P。一般情況下,它也總是存在的,但對(duì)于雙極性信號(hào)g1(t)=-g2(t)=g(t),且概率P=1/2(等概)時(shí),則沒(méi)有離散分量(f-mfs)。根據(jù)離散譜可以確定隨機(jī)序列是否有直流分量和定時(shí)分量。第三十四頁(yè),共91頁(yè)。單極性(雙極性)NRZ和RZ矩形脈沖序列的功率譜二進(jìn)制基帶信號(hào)的帶寬主要依賴(lài)單個(gè)碼元波形的頻譜函數(shù)G1(f)和G2(f)。時(shí)間波形的占空比越小,占用頻帶越寬。單極性基帶信號(hào)是否存在離散線譜取決于矩形脈沖的占空比。單極性NRZ信號(hào)中沒(méi)有定時(shí)分量,若想獲取定時(shí)分量,要進(jìn)行波形變換;單極性RZ信號(hào)中含有定時(shí)分量,可以直接提取它?!?”、“1”等概的雙極性信號(hào)沒(méi)有離散譜,也就是說(shuō)沒(méi)有直流分量和定時(shí)分量。第三十五頁(yè),共91頁(yè)。4.幾種常用的傳輸碼型AMI碼、HDB3碼、雙相碼、密勒碼、CMI碼的編譯碼。5.數(shù)字基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)的組成(框圖和各部分功能)兩種誤碼原因:碼間串?dāng)_、信道加性噪聲第三十六頁(yè),共91頁(yè)。數(shù)字基帶信號(hào)傳輸模型基帶傳輸系統(tǒng)的總傳輸特性6.無(wú)碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性時(shí)域條件頻域條件抽樣判決奈奎斯特(Nyquist)第一準(zhǔn)則(碼元間隔為T(mén)S時(shí))第三十七頁(yè),共91頁(yè)。消除碼間串?dāng)_基帶傳輸特性判斷(有無(wú)ISI的驗(yàn)證)將H()在軸上以2/Ts為間隔切開(kāi),——(2RB)然后分段沿軸平移到(-/Ts,/Ts)區(qū)間內(nèi),——(-RB,RB)將它們進(jìn)行疊加,其結(jié)果應(yīng)當(dāng)為一常數(shù)(不必一定是Ts
)例:第三十八頁(yè),共91頁(yè)。7無(wú)碼間串?dāng)_的傳輸特性理想低通特性帶寬,稱(chēng)為奈奎斯特帶寬fN,若輸入數(shù)據(jù)以RB=1/Ts波特的速率進(jìn)行傳輸,則在抽樣時(shí)刻上不存在碼間串?dāng)_(RBmax
)。若以高于1/Ts波特的碼元速率傳送時(shí),將存在碼間串?dāng)_。 通常將此帶寬B稱(chēng)為奈奎斯特帶寬fN,將RB稱(chēng)為奈奎斯特速率。RBmax
=2fN
此基帶系統(tǒng)所能提供的最高頻帶利用率為另外,當(dāng)
RBmax=nRB,輸入數(shù)據(jù)以RB
波特的速率進(jìn)行傳輸,則在抽樣時(shí)刻上不存在碼間串?dāng)_,否則存在碼間串?dāng)_。第三十九頁(yè),共91頁(yè)。余弦滾降特性
為了解決理想低通特性存在的問(wèn)題,可以使理想低通濾波器特性的邊沿緩慢下降,這稱(chēng)為“滾降”。一種常用的滾降特性是余弦滾降特性,如下圖所示:只要H()在滾降段中心頻率處(與奈奎斯特帶寬相對(duì)應(yīng))呈奇對(duì)稱(chēng)的振幅特性,就必然可以滿(mǎn)足奈奎斯特第一準(zhǔn)則,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間串?dāng)_傳輸。
奇對(duì)稱(chēng)的余弦滾降特性為滾降系數(shù),用于描述滾降程度。它定義為第四十頁(yè),共91頁(yè)。其中,fN
-奈奎斯特帶寬,
f
-超出奈奎斯特帶寬的擴(kuò)展量幾種滾降特性和沖激響應(yīng)曲線滾降系數(shù)越大,h(t)的拖尾衰減越快滾降使帶寬增大為余弦滾降系統(tǒng)的最高頻帶利用率為
當(dāng)=0時(shí),即為前面所述的理想低通系統(tǒng);當(dāng)=1時(shí),即為升余弦頻譜特性第四十一頁(yè),共91頁(yè)。=1的升余弦滾降特性的h(t)滿(mǎn)足抽樣值上無(wú)串?dāng)_的傳輸條件,且各抽樣值之間又增加了一個(gè)零點(diǎn),而且它的尾部衰減較快(與t2
成反比),這有利于減小碼間串?dāng)_和位定時(shí)誤差的影響。但這種系統(tǒng)所占頻帶最寬,是理想低通系統(tǒng)的2倍,因而頻帶利用率為1波特/赫,是二進(jìn)制基帶系統(tǒng)最高利用率的一半。8.基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能 在無(wú)碼間串?dāng)_條件下,由信道噪聲引起的誤碼率。分析模型圖中n(t)-加性高斯白噪聲,均值為0,雙邊功率譜密度為n0/2。抽樣判決第四十二頁(yè),共91頁(yè)。理想低通,余弦滾降、三角形特性、梯形特性等H(ω)αWW(1-α)W(1+α)Wω010.5實(shí)際帶寬,奈奎斯特帶寬,頻帶利用率,RB,RBmax,消除碼間串?dāng)_基帶傳輸特性判斷。第四十三頁(yè),共91頁(yè)。8.基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制雙極性基帶系統(tǒng)的總誤碼率(P(1)=P(0)=?時(shí))二進(jìn)制單極性基帶系統(tǒng)的總誤碼率(P(1)=P(0)=?時(shí))比較雙極性和單極性基帶系統(tǒng)誤碼率可見(jiàn),當(dāng)比值A(chǔ)/n一定時(shí),雙極性基帶系統(tǒng)的誤碼率比單極性的低,抗噪聲性能好。此外,在等概條件下,雙極性的最佳判決門(mén)限電平為0,與信號(hào)幅度無(wú)關(guān),因而不隨信道特性變化而變,故能保持最佳狀態(tài)。而單極性的最佳判決門(mén)限電平為A/2,它易受信道特性變化的影響,從而導(dǎo)致誤碼率增大。因此,雙極性基帶系統(tǒng)比單極性基帶系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛。第四十四頁(yè),共91頁(yè)。9.眼圖眼圖是指通過(guò)用示波器觀察接收端的基帶信號(hào)波形,從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。(概念)因?yàn)樵趥鬏敹M(jìn)制信號(hào)波形時(shí),示波器顯示的圖形很像人的眼睛,故名“眼圖”。眼圖的“眼睛”張開(kāi)的越大,且眼圖越端正,表示碼間串?dāng)_越?。环粗?,表示碼間串?dāng)_越大。跡線越細(xì),噪聲越小,跡線越粗,噪聲越大。(由眼圖判斷性能)10.部分響應(yīng)系統(tǒng)(部分響應(yīng)波形、部分響應(yīng)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn))人為地在碼元的抽樣時(shí)刻引入碼間串?dāng)_,并在接收端判決前加以消除,從而可以達(dá)到改善頻譜特性、使頻帶利用率提高到理論最大值、并加速傳輸波形尾巴的衰減和降低對(duì)定時(shí)精度要求的目的。通常把這種波形叫部分響應(yīng)波形。利用部分響應(yīng)波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)稱(chēng)為部分響應(yīng)系統(tǒng)。特點(diǎn):能實(shí)現(xiàn)2波特/赫的頻帶利用率,且傳輸波形的“尾巴”衰減大和收斂快。第四十五頁(yè),共91頁(yè)。11.均衡器(均衡器的概念、分類(lèi))什么是均衡器?為了減小碼間串?dāng)_的影響,通常需要在系統(tǒng)中插入一種可調(diào)濾波器來(lái)校正或補(bǔ)償系統(tǒng)特性。這種起補(bǔ)償作用的濾波器稱(chēng)為均衡器。均衡器的種類(lèi):頻域均衡器:是從校正系統(tǒng)的頻率特性出發(fā),利用一個(gè)可調(diào)濾波器的頻率特性去補(bǔ)償信道或系統(tǒng)的頻率特性,使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的基帶系統(tǒng)的總特性接近無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件。時(shí)域均衡器:直接校正已失真的響應(yīng)波形,使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿(mǎn)足無(wú)碼間串?dāng)_條件。第四十六頁(yè),共91頁(yè)。第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)內(nèi)容:二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理及抗噪聲性能,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,多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理和多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。重點(diǎn):1.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理。
2.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的噪聲性能分析。
3.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制(不同調(diào)制體制)系統(tǒng)的性能比較。
4.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理分析。難點(diǎn):1.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能分析。
2.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能分析。第四十七頁(yè),共91頁(yè)。1.數(shù)字調(diào)制的概念、數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類(lèi)(模擬調(diào)制的方法、鍵控法)基本鍵控方式:
振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控2.二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)(2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK)的時(shí)域表示式、鍵控法實(shí)現(xiàn)框圖,時(shí)域波形(會(huì)畫(huà));3.二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)的帶寬、傳輸最小帶寬和頻帶利用率;ηb=Rb/B(b/s.HZ)2ASK最高頻帶利用率ηmax=RB/B=1(B/HZ)
ηbmax=Rb/B=1(b/s.HZ)MASK
()ηbmax=Rb/B=k(b/s.HZ)2PSK相干解調(diào)時(shí)由于載波相位模糊而存在“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”,實(shí)際中較少使用。第四十八頁(yè),共91頁(yè)。3.2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的解調(diào)方式和誤碼率,二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能(抗噪聲性能、帶寬、頻帶利用率等)比較和誤碼率計(jì)算。(例7-1~7-3)第四十九頁(yè),共91頁(yè)。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能(計(jì)算和比較)誤碼率在相同的信噪比條件下,同步檢測(cè)法的抗噪聲性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法,但在大信噪比時(shí),兩者性能相差不大。然而,包絡(luò)檢波法不需要相干載波,因而設(shè)備比較簡(jiǎn)單。另外,包絡(luò)檢波法存在門(mén)限效應(yīng),同步檢測(cè)法無(wú)門(mén)限效應(yīng)。抗噪聲性能(可靠性)從好到差是2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解調(diào)相干解調(diào)第五十頁(yè),共91頁(yè)。誤碼率曲線第五十一頁(yè),共91頁(yè)。頻帶寬度(有效性)2ASK系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的信號(hào)帶寬
2FSK系統(tǒng)的信號(hào)帶寬第五十二頁(yè),共91頁(yè)。對(duì)信道特性變化的敏感性在2FSK系統(tǒng)中,判決器是根據(jù)上下兩個(gè)支路解調(diào)輸出樣值的大小來(lái)作出判決,不需要人為地設(shè)置判決門(mén)限,因而對(duì)信道的變化不敏感。在2PSK系統(tǒng)中,判決器的最佳判決門(mén)限為零,與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。因此,接收機(jī)總能保持工作在最佳判決門(mén)限狀態(tài)。對(duì)于2ASK系統(tǒng),判決器的最佳判決門(mén)限與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān),對(duì)信道特性變化敏感,性能最差。另,從設(shè)備復(fù)雜程度考慮,非相干較相干好,更簡(jiǎn)單。第五十三頁(yè),共91頁(yè)。4.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制引入多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的目的:提高頻帶利用率多進(jìn)制調(diào)制信號(hào):MASK、MFSK、MPSK、MDPSK(波形)多進(jìn)制振幅鍵控(MASK)又稱(chēng)多電平調(diào)制。4PSK常稱(chēng)為正交相移鍵控(QPSK)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)帶寬:
BMPSK=BMASK=B2ASK=2fs=2RBB
MFSK=fM-f1+f
5.多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制抗噪聲性能(了解)第五十四頁(yè),共91頁(yè)。第9章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸內(nèi)容:模擬信號(hào)的抽樣,模擬信號(hào)的量化,脈沖編碼調(diào)制(PCM),差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)系統(tǒng),增量調(diào)制(ΔM),時(shí)分復(fù)用和復(fù)接。重點(diǎn):1.低、帶通抽樣定理。2.脈沖編碼調(diào)制(PCM)原理和PCM系統(tǒng)中噪聲的影響。3.增量調(diào)制(ΔM)原理及ΔM系統(tǒng)中的量化噪聲分析。4.差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)原理。5.時(shí)分復(fù)用和復(fù)接原理。難點(diǎn):1PCM原理和PCM系統(tǒng)中噪聲的影響分析。
2.DPCM系統(tǒng)中的量化噪聲分析。3.時(shí)分復(fù)用和復(fù)接原理。第五十五頁(yè),共91頁(yè)。1.概念數(shù)字化3步驟:抽樣、量化和編碼低通信號(hào)抽樣定理:T
1/2fH
或這一最低抽樣速率2fH稱(chēng)為奈奎斯特速率。與此相應(yīng)的最小抽樣時(shí)間間隔稱(chēng)為奈奎斯特間隔。帶通信號(hào)抽樣定理:最低抽樣速率抽樣分類(lèi):理想抽樣、自然抽樣、平頂抽樣;量化分類(lèi):均勻量化和非均勻量化脈沖調(diào)制分類(lèi):脈沖振幅調(diào)制(PAM)量化編碼PCM脈沖寬度調(diào)制(PDM)脈沖位置調(diào)制(PPM)第五十六頁(yè),共91頁(yè)。關(guān)于電話(huà)信號(hào)的壓縮特性,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)制定了兩種建議及使用:我國(guó)大陸、歐洲各國(guó)以及國(guó)際間互連時(shí)采用A律及相應(yīng)的13折線法,北美、日本和韓國(guó)等少數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用律及15折線法。在實(shí)用中,選擇A等于87.6(了解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)用范圍)2.A律13折線編碼、譯碼、量化誤差等;(相關(guān)計(jì)算)非均勻量化均勻量化3.△M原理,框圖、波形與編碼4.PCM、
DPCM
、△M比較目的,概念預(yù)測(cè)編碼的目的:降低編碼的比特率量化噪聲:一般量化噪聲,過(guò)載量化噪聲各系統(tǒng)的S/Nq與哪些因素有關(guān),(N?fs?
fk
?
)最大跟蹤斜率:不過(guò)載條件:最大允許信號(hào)振幅Amax等于第五十七頁(yè),共91頁(yè)。第五十八頁(yè),共91頁(yè)。4.TDM、復(fù)接、分接的概念,標(biāo)準(zhǔn):關(guān)于復(fù)用和復(fù)接,國(guó)際電信聯(lián)盟ITU對(duì)于TDM多路電話(huà)通信系統(tǒng),制定了兩種準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)和全球統(tǒng)一的同步數(shù)字體系(SDH)標(biāo)準(zhǔn)的建議。我國(guó)大陸、歐洲各國(guó)采用E體系,北美、日本和韓國(guó)等少數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用T體系。多路數(shù)字電話(huà)的基本概念(fs=8kHZ,64kb/s,復(fù)接、分接、PDH(E體系、T體系)、SDH)PCM30/32基群、PCM24基群的數(shù)碼率E-1 2.048(Mb/s),T–11.544(Mb/s)E-2 8.448(Mb/s)E體系的速率:相鄰層次群之間路數(shù)成4倍關(guān)系(30,120…..),但是比特率之間不是嚴(yán)格的4倍關(guān)系。目前SDH制定了4級(jí)標(biāo)準(zhǔn),其容量(路數(shù))每級(jí)翻為4倍,而且速率也是4倍的關(guān)系通常將若干路PDH接入STM-1內(nèi),即在155.52Mb/s處接口。這時(shí),PDH信號(hào)的速率都必須低于155.52Mb/s,并將速率調(diào)整到155.52上。第五十九頁(yè),共91頁(yè)。第10章數(shù)字信號(hào)的最佳接收內(nèi)容:數(shù)字信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性,數(shù)字信號(hào)的最佳接收,確知信號(hào)的最佳接收機(jī),確知數(shù)字信號(hào)最佳接收的誤碼率,隨相信號(hào)的最佳接收,起伏信號(hào)的最佳接收,實(shí)際接收機(jī)和最佳接收機(jī)的性能比較,數(shù)字信號(hào)的匹配濾波接收法,最佳基帶傳輸系統(tǒng)。重點(diǎn):1.關(guān)于最佳接收統(tǒng)計(jì)特性的表述。2.確知信號(hào)的最佳接收機(jī)原理。3.實(shí)際接收機(jī)與最佳接收機(jī)的性能比較。4.匹配濾波器原理及其在最佳接收中的應(yīng)用。5.最佳基帶傳輸系統(tǒng)分析。難點(diǎn):1.確知數(shù)字信號(hào)最佳接收的誤碼率分析。2.?dāng)?shù)字信號(hào)的匹配濾波接收法分析及在最佳接收中的應(yīng)用。第六十頁(yè),共91頁(yè)。1.最小錯(cuò)誤概率準(zhǔn)則:錯(cuò)誤概率最小
加性白高斯噪聲背景——似然比準(zhǔn)則 若則判為“0”; 反之, 若則判為“1”。
在發(fā)送“0”和發(fā)送“1”的先驗(yàn)概率相等時(shí),上兩式的條件簡(jiǎn)化為:
P(0)=P(1)=1/2時(shí),
——最大似然準(zhǔn)則二進(jìn)制最佳接收準(zhǔn)則2.確知數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)(框圖,判決規(guī)則)設(shè):so(t)、s1(t)是確知信號(hào),持續(xù)時(shí)間(0,TS),且兩個(gè)碼元so(t)、s1(t)的能量相等(E0=E1=Eb),AGWN背景。
若f0(r)>f1(r),則判為“0”
若f0(r)<f1(r),則判為“1”第六十一頁(yè),共91頁(yè)。W1r(t)S1(t)S0(t)W0t=Ts比較判決積分器積分器二進(jìn)制最佳接收機(jī)的原理方框圖則判為“0”;反之,則判為“1”若式中第六十二頁(yè),共91頁(yè)。r(t)S0(t)S1(t)積分器積分器比較判決t=Ts若此二進(jìn)制信號(hào)的先驗(yàn)概率相等(P(0)=P(1)=1/2時(shí),),則上式簡(jiǎn)化為最佳接收機(jī)的原理方框圖也可以簡(jiǎn)化成等先驗(yàn)概率二進(jìn)制最佳接收機(jī)的原理方框圖第六十三頁(yè),共91頁(yè)。上面的最佳接收機(jī)的核心是由相乘和積分構(gòu)成的相關(guān)運(yùn)算,所以常稱(chēng)這種算法為相關(guān)接收法?!嚓P(guān)接收機(jī)由最佳接收機(jī)得到的誤碼率是理論上可能達(dá)到的最小值。3.先驗(yàn)概率相等時(shí)誤碼率的計(jì)算(公式,計(jì)算)當(dāng)兩碼元的能量相等時(shí),令E0=E1=Eb,式中Eb—碼元能量;
—碼元相關(guān)系數(shù);
n0—噪聲功率譜密度。 上式是一個(gè)非常重要的理論公式,它給出了先驗(yàn)概率相等時(shí)理論上二進(jìn)制等能量數(shù)字信號(hào)誤碼率的最佳(最小可能)值。實(shí)際通信系統(tǒng)中得到的誤碼率只可能比它差,但是絕對(duì)不可能超過(guò)它。第六十四頁(yè),共91頁(yè)。最佳接收性能特點(diǎn)誤碼率僅和Eb/n0以及相關(guān)系數(shù)有關(guān),與信號(hào)波形及噪聲功率無(wú)直接關(guān)系。相關(guān)系數(shù)
對(duì)于誤碼率的影響很大。當(dāng)兩種碼元的波形相同,相關(guān)系數(shù)最大,即
=1時(shí),誤碼率最大。這時(shí)的誤碼率Pe=1/2。因?yàn)檫@時(shí)兩種碼元波形沒(méi)有區(qū)別,接收端是在沒(méi)有根據(jù)的亂猜。當(dāng)兩種碼元的波形相反,相關(guān)系數(shù)最小,即
=-1時(shí),誤碼率最小。若兩種碼元中有一種的能量等于零,例如2ASK信號(hào), 誤碼率為比較2ASK、2FSK(
=0)、2PSK(
=-1),它們之間的性能差3dB,即2ASK信號(hào)的性能比2FSK信號(hào)的性能差3dB,而2FSK信號(hào)的性能又比2PSK信號(hào)的性能差3dB。第六十五頁(yè),共91頁(yè)。相干2ASK信號(hào)非相干2ASK信號(hào)相干2FSK信號(hào)非相干2FSK信號(hào)相干2PSK信號(hào)差分相干2DPSK信號(hào)同步檢測(cè)2DPSK信號(hào)4.實(shí)際接收機(jī)和最佳接收機(jī)的性能比較相干接收只適用于相位確知的信號(hào)。對(duì)于隨相信號(hào)和起伏信號(hào)而言,非相干接收已經(jīng)是最佳的接收方法了。實(shí)際接收機(jī)的Pe最佳接收機(jī)的Pe●●●第六十六頁(yè),共91頁(yè)。5.匹配濾波器的概念、傳輸函數(shù)、單位沖擊響應(yīng)、輸出信號(hào)、t0
的選擇和最大輸出信噪比(2E/n0)用線性濾波器對(duì)接收信號(hào)濾波時(shí),使抽樣時(shí)刻上輸出信號(hào)噪聲比最大的線性濾波器稱(chēng)為匹配濾波器。匹配濾波器的傳輸特性它等于信號(hào)碼元頻譜的復(fù)共軛(除了因子外)匹配濾波器的沖激響應(yīng)h(t)就是信號(hào)s(t)的鏡像s(-t),但在時(shí)間軸上(向右)平移了t0。選t0=Ts時(shí),最大輸出信噪比2E/n0。二進(jìn)制確知信號(hào)匹配濾波器構(gòu)成框圖第六十七頁(yè),共91頁(yè)。匹配濾波器接收電路的構(gòu)成(框圖,判決規(guī)則,匹配濾波器單位沖擊響應(yīng))對(duì)于二進(jìn)制確知信號(hào),使用匹配濾波器構(gòu)成的接收電路方框圖示于下圖中。圖中有兩個(gè)匹配濾波器,分別匹配于兩種信號(hào)碼元(其單位沖擊響應(yīng)?)。在抽樣時(shí)刻對(duì)抽樣值進(jìn)行比較判決。哪個(gè)匹配濾波器的輸出抽樣值更大,就判決那個(gè)為輸出。若此二進(jìn)制信號(hào)的先驗(yàn)概率相等,則此方框圖能給出最小的總誤碼率。匹配濾波器1匹配濾波器2抽樣比較判決抽樣t=Tst=Ts輸入輸出第六十八頁(yè),共91頁(yè)。匹配濾波器的性能 用匹配濾波器得到的最大輸出信噪比就等于最佳接收時(shí)理論上能達(dá)到的最高輸出信噪比。用上述相關(guān)運(yùn)算代替上圖中的匹配濾波器得到如下圖所示的相關(guān)接收法方框圖。
即將輸入r(t)與s(t)作相關(guān)運(yùn)算,而后者是和匹配濾波器匹配的信號(hào)。它表示只有輸入電壓r(t)=s(t)+n(t)時(shí),在時(shí)刻t=Ts才有最大的輸出信噪比。式中的k是任意常數(shù),通常令k=1。匹配濾波法和相關(guān)接收法完全等效,都是最佳接收方法。積分積分s1(t)s0(t)抽樣比較判決抽樣t=Tst=Ts輸入輸出第六十九頁(yè),共91頁(yè)。6.何謂最佳基帶傳輸系統(tǒng)? 將消除了碼間串?dāng)_并且噪聲的影響最?。ㄕ`碼率最?。┑幕鶐鬏斚到y(tǒng)稱(chēng)為最佳基帶傳輸系統(tǒng)。 假設(shè)信道傳輸函數(shù)C(f)=1。于是,基帶系統(tǒng)的傳輸特性變?yōu)?H(f)=GT(f)GR(f) 理想信道的最佳傳輸系統(tǒng)的條件(對(duì)于收發(fā)濾波器傳輸函數(shù)的要求)H(f)必須滿(mǎn)足奈奎斯特第一準(zhǔn)則理想信道的最佳傳輸系統(tǒng)抽樣判決第七十頁(yè),共91頁(yè)。第11章差錯(cuò)控制編碼內(nèi)容:糾正編碼的基本原理,常用的簡(jiǎn)單編碼,線性分組碼。重點(diǎn):1.糾錯(cuò)編碼的基本原理。2.碼距和檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系3.常用的簡(jiǎn)單編碼原理及方法。4.線性分組碼的編碼原理及方法。5.循環(huán)碼的編碼原理及方法。難點(diǎn):線性分組碼的編碼方法。第七十一頁(yè),共91頁(yè)。1.差錯(cuò)控制編碼的基本概念,差錯(cuò)控制技術(shù)的種類(lèi),3種ARQ系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.糾錯(cuò)編碼的基本原理,分組碼的碼重、碼距、最小碼距3.碼距和檢糾錯(cuò)力的關(guān)系1.為檢測(cè)e個(gè)錯(cuò)碼,要求最小碼距d0
e+12.為了糾正t個(gè)錯(cuò)碼,要求最小碼距d0
2t+13.為糾正t個(gè)錯(cuò)碼,同時(shí)檢測(cè)e個(gè)錯(cuò)碼,要求最小碼距第七十二頁(yè),共91頁(yè)。4.分組碼的一般結(jié)構(gòu),線性分組碼基本概念,分組碼的符號(hào):(n,k)n-碼組的總位數(shù),又稱(chēng)為碼組的長(zhǎng)度(碼長(zhǎng)),k-碼組中信息碼元的數(shù)目,n–k=r-碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目,或稱(chēng)監(jiān)督位數(shù)目。
第七十三頁(yè),共91頁(yè)。5.線性分組碼的編碼方法監(jiān)督關(guān)系式H矩陣(監(jiān)督矩陣)監(jiān)督方程
HAT=0T
或AHT=0只要監(jiān)督矩陣H給定,編碼時(shí)監(jiān)督位和信息位的關(guān)系就完全確定了。 生成矩陣G,由它可以產(chǎn)生整個(gè)碼組,即有或者因此,如果找到了碼的生成矩陣G,則編碼的方法就完全確定了。具有[IkQ]形式的生成矩陣稱(chēng)為典型生成矩陣。由典型生成矩陣得出的碼組A中,信息位的位置不變,監(jiān)督位附加于其后。這種形式的碼稱(chēng)為系統(tǒng)碼第七十四頁(yè),共91頁(yè)。H矩陣的性質(zhì):
H的行數(shù)就是監(jiān)督關(guān)系式的數(shù)目,它等于監(jiān)督位的數(shù)目r。H的每行中“1”的位置表示相應(yīng)碼元之間存在的監(jiān)督關(guān)系。例如,H的第一行1110100表示監(jiān)督位a2是由a6
a5
a4之和決定的。H矩陣可以分成兩部分,例如 式中,P為r
k階矩陣,Ir為r
r階單位方陣。我們將具有[PIr]形式的H矩陣稱(chēng)為典型陣。第七十五頁(yè),共91頁(yè)。監(jiān)督方程改寫(xiě), 或者寫(xiě)成
式中,Q為一個(gè)k
r階矩陣,它為P的轉(zhuǎn)置,即Q=PT
上式表示,在信息位給定后,用信息位的行矩陣乘矩陣Q就產(chǎn)生出監(jiān)督位。第七十六頁(yè),共91頁(yè)。我們將Q的左邊加上1個(gè)kk階單位方陣,就構(gòu)成1個(gè)矩陣G由G可以確定H,由H可以確定G,H可以確定監(jiān)督位和信息位的關(guān)系,由G可以可以產(chǎn)生整個(gè)碼組.第七十七頁(yè),共91頁(yè)。5.循環(huán)碼的編碼方法循環(huán)碼是一種重要的線性分組碼,循環(huán)碼具有循環(huán)性。循環(huán)碼的碼多項(xiàng)式循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式
g(x)為(n–k)次多項(xiàng)式碼的生成多項(xiàng)式。一旦確定了g(x),則整個(gè)(n,k)循環(huán)碼就被確定了。
生成多項(xiàng)式g(x)是(xn+1)的一個(gè)因子。第七十八頁(yè),共91頁(yè)。用除法電路編碼步驟:用xn-k乘m(x)。這一運(yùn)算實(shí)際上是在信息碼后附加上(n–k)個(gè)“0”。例如,信息碼為110,它相當(dāng)于m(x)=x2+x。當(dāng)n–k=7–3=4時(shí),xn-km(x)=x4(x2+x)=x6+x5,它相當(dāng)于1100000。用g(x)除xn-km(x),得到商Q(x)和余式r(x),即 例如,若選定g(x)=x4+x2+x+1,則 上式相當(dāng)于第七十九頁(yè),共91頁(yè)。第12章正交編碼與偽隨機(jī)序列1.正交編碼的基本概念相關(guān)系數(shù):二進(jìn)制數(shù)字表示相關(guān)系數(shù) 式中,A—x和y中對(duì)應(yīng)碼元相同的個(gè)數(shù);
D—x和y中對(duì)應(yīng)碼元不同的個(gè)數(shù)。2.偽隨機(jī)序列基本概念、作用第八十頁(yè),共91頁(yè)。3.m序列(定義、特征方程、性質(zhì))我們將這種最長(zhǎng)的序列稱(chēng)為最長(zhǎng)線性反饋移存器序列,簡(jiǎn)稱(chēng)m序列。最長(zhǎng)周期等于(2n-1)。反饋移存器的特征多項(xiàng)式為本原多項(xiàng)式。其特征多項(xiàng)式f(x)應(yīng)可整除(xm+1),故我們將(x15+1)分解因子,從其因子中找f(x)第八十一頁(yè),共91頁(yè)。
游程:在每一周期中,游程總數(shù)為長(zhǎng)度為k的游程占游程總數(shù)的比例 4.擴(kuò)頻通信的分類(lèi)、原理、目的
分類(lèi):直接序列(DS)擴(kuò)譜、跳頻(FH)擴(kuò)譜、線性調(diào)頻5.偽隨機(jī)序列的其它應(yīng)用(簡(jiǎn)單了解)分離多徑技術(shù)誤碼率測(cè)量時(shí)延測(cè)量噪聲產(chǎn)生器通信加密數(shù)據(jù)序列的擾亂與解擾第八十二頁(yè),共91頁(yè)。第13章同步原理內(nèi)容:載波同步的方法、載波同步系統(tǒng)的性能,碼元同步方法、碼元同步誤差對(duì)誤碼率的影響,群同步的概念和方法。網(wǎng)同步的目的。重點(diǎn):1.載波同步法(插入導(dǎo)頻法和直接法)的原理和載波同步系統(tǒng)的性能分析。2.位同步法(插入導(dǎo)頻法和直接法),位同步系統(tǒng)的性能及其相位誤差對(duì)性能的影響。3.群同步法(起止式同步法、連貫式插入法、間隔式插入法)的原理。難點(diǎn):1.載波同步法原理及同步系統(tǒng)的性能分析。2.群同步法的原理。
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