1、第第1章章 绪论绪论l1.6 小结小结n通信系统的模型通信系统的模型n数字信号、模拟信号，基带信号、已调信号（带数字信号、模拟信号，基带信号、已调信号（带通信号、频带信号）通信号、频带信号）n数字通信特点数字通信特点n通信系统分类通信系统分类 n信息及其度量信息及其度量n通信系统的有效性和可靠性通信系统的有效性和可靠性作业：作业：1-4、1-5、1-6、1-8、1-9第第1章章 绪论绪论l1.2 通信系统的组成通信系统的组成n1.2.1 通信系统的一般模型通信系统的一般模型第第1章章 绪论绪论u度量信息量的方法度量信息量的方法p事件的不确定程度可以用其出现的概率来描述：事件的不确定程度可以用其
2、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消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。大。p设：设：P(x)消息发生的概率，消息发生的概率，I 消息中所含的信息量，消息中所含的信息量，p则则 P(x)和和 I 之间应该有如下关系：之间应该有如下关系：信息量的定义信息量的定义)(log)(1logxPxPIaa第第2章章 信信 道道l信道分类：信道分类：信信道道狭义信道狭义信道广义信道广义信道有线信道有线信道无线信道无线信道调制信道调制信道编码信道编码信道恒参信道恒参信道随参信道随参信道无记忆信道无记忆信道有记忆信道有记忆信道继续第第2章章 随机过程随机过程u白噪声和其自
3、相关函数的曲线：白噪声和其自相关函数的曲线：第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统l3.7 小结小结 调制的调制的定义定义、目的目的和分类和分类 模拟线性（幅度）调制、解调原理模拟线性（幅度）调制、解调原理 模拟非线性（角度）调制、解调原理模拟非线性（角度）调制、解调原理 作业：作业：3-2、3、4、7、10DSBSSBVSBAMFMPM第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统l基本概念基本概念n调制器模型调制器模型n调制信号调制信号m(t)指来自信源的基带信号指来自信源的基带信号。n载波载波s(t)未受调制的周期性振荡信号，它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。可以是正弦波
4、，也可以是非正弦波。n已调信号已调信号sm(t)载波受调制后称为已调信号。载波受调制后称为已调信号。调制器调制器Mm(t)sm(t)s(t)第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统l3.1幅度调制（线性调制）的原理幅度调制（线性调制）的原理n一般原理（滤波法）一般原理（滤波法）u设：正弦型载波为设：正弦型载波为式中，式中，A 载波幅度；载波幅度；c 载波角频率；载波角频率；0 载波初始相位（以后假定载波初始相位（以后假定 0 0）。）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成表示成选择适当选择适当BPF的的 h(t)便可得到各种线性调制信号
5、。故便可得到各种线性调制信号。故称之为滤波法一般模型。称之为滤波法一般模型。)cos()(0tAtsc)(cos)()(mthttAmtsc第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统uAM波形图波形图p由波形可以看出，当满足条件：由波形可以看出，当满足条件：|m(t)|A0 时，其包络与调制信号波形相同，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因此用包络检波法很容易恢复出原 始调制信号。始调制信号。p否则，出现否则，出现“过调幅过调幅”现象。这时用现象。这时用包络检波将发生失真。但是，可以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。采用其他的解调方法，如同步检波
6、。第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统u频谱图频谱图p由频谱可以看出，由频谱可以看出，AM信号的频谱由信号的频谱由载频分量载频分量上边带上边带下边带下边带三部分组成。三部分组成。p上边带的频谱结构与原调制上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。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第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统n5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）u频谱：无载频分量频谱：无载频分量 u曲线：曲线：)()(21)(ccDSBMMS第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统pSSB信号的频谱信号的频谱p上边带频谱图上边带
7、频谱图:()()SSBDSBSSH第第3章章 模拟调制系统模拟调制系统uPM 信号和信号和FM 信号波形信号波形 (a)PM 信号波形信号波形 (b)FM 信号波形信号波形 第第4章章模拟信号的数字传输 n数字化数字化3步骤步骤：抽样抽样、量化量化和编码编码抽样信号抽样信号量化信号t011011011100100100100编码信号第第4章章模拟信号的数字传输第第4章章模拟信号的数字传输u非均匀量化和均匀量化比较非均匀量化和均匀量化比较 若用若用13折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔，则为均匀量化时的量化间隔，则13折线法中第
8、一至第八段折线法中第一至第八段包包含的均匀量化间隔数分别为含的均匀量化间隔数分别为16、16、32、64、128、256、512、1024，共有共有2048个均匀量化间隔个均匀量化间隔，而非均匀量化时，而非均匀量化时只有只有128个量化间隔。因此，个量化间隔。因此，在保证小信号的量化间隔相在保证小信号的量化间隔相等的条件下，均匀量化需要等的条件下，均匀量化需要11比特编码，而非均匀量化只比特编码，而非均匀量化只要要7比特就够了。比特就够了。第第4章章模拟信号的数字传输u【例】设输入电话信号抽样值的归一化动态范【例】设输入电话信号抽样值的归一化动态范围在围在-1至至+1之间，将此动态范围划分为之
9、间，将此动态范围划分为4096个个量化单位，即将量化单位，即将1/2048作为作为1个量化单位。当输个量化单位。当输入抽样值为入抽样值为+1270个量化单位时，试用逐次比个量化单位时，试用逐次比较法编码将其按照较法编码将其按照13折线折线A律特性编码。律特性编码。抽样值127010241536204811521280012345678910 11121314151216第第4章章模拟信号的数字传输另解：设另解：设8 8位码组为：位码组为：c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 (1)(1)+12700 c1=1 又又 12701024 位于第位于第8段段 c2c3c4=111 又又 第
10、第8段内每个量化间隔包含段内每个量化间隔包含(2048-1024)/16=64个量化单位个量化单位 且且 1024+64X312701024+64X4 1270位于第位于第8段的段的3量化间隔量化间隔 c5c7c7c8=0011 变成的变成的8位码为：位码为：1 1 1 1 0 0 1 1 (2)它表示的量化值应该在第它表示的量化值应该在第8段落的第段落的第3间隔中间，即为：间隔中间，即为：1216+(1280-1216)/2=1248（量化单位）（量化单位）(3)量化误差为：量化误差为：1270 1248=22（量化单位）（量化单位）(4)7位码（不含极性码）对应的位码（不含极性码）对应的1
11、1位自然二进制码为：位自然二进制码为：10011100000第6章 数字基带传输系统l6.1 数字基带信号及其频谱特性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动机：原理上数字信息可表示为一数字序列(0、1序列序列)，但实际中，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传输波形表示0和和1，故有必要先了解数字基带信号及其频谱特性，故有必要先了解数字基带信号及其频谱特性n6.1.1 数字基带信号数字基带信号u几种基本的基带信号波形几种基本的基带信号波形 第6章 数字基带传输系统（4）B
12、的取值可选的取值可选0、+1或或-1，以使，以使V同时同时满足（满足（3）中的两个要求；）中的两个要求；（5）V码后面的传号码极性也要交替。码后面的传号码极性也要交替。p例例1：消息码：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：码：-1 0 0 0 0+1 0 0 0 0 -1+1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1+1 HDB3码：码：-1 0 0 0 V+1 0 0 0+V -1+1-B 0 0 V+B 0 0+V -l+1 其中的其中的 V脉冲和脉冲和 B脉冲与脉冲与 1脉冲波形相脉冲波形相同，用同，用V或或B符号表示的目
13、的是为了示意该非符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的码是由原信码的“0”变换而来的。变换而来的。第6章 数字基带传输系统u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 第6章 数字基带传输系统u码间串扰码间串扰p两种误码原因：两种误码原因：码间串扰码间串扰 信道加性噪声信道加性噪声p码间串扰原因：系统传输总特性不理想，导致前后码元的码间串扰原因：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。的判决造成干扰。p码
14、间串扰严重时，会造成错误判决，如下图所示：码间串扰严重时，会造成错误判决，如下图所示：第6章 数字基带传输系统n6.4.1 消除码间串扰的基本思想消除码间串扰的基本思想由上式可知，若想消除码间串扰，应使由上式可知，若想消除码间串扰，应使由于由于an是随机的，要想通过各项相互抵消使码间是随机的，要想通过各项相互抵消使码间串扰为串扰为0是不行的，这就需要对是不行的，这就需要对h(t)的波形提出的波形提出要求，即研究基带传输系统特性要求，即研究基带传输系统特性H()是很重要是很重要的。的。0000()()()()sknsRsn kr kTta h ta hkn TtnkTt0)(0knsntTnkh
15、a第6章 数字基带传输系统n6.4.2 无码间串扰的条件无码间串扰的条件u时域条件时域条件 上式称为上式称为无码间串扰的时域条件无码间串扰的时域条件。也就是说，若也就是说，若h(t)的抽样值除了在的抽样值除了在t=0时不为零外，在时不为零外，在其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。为其他整数kkkThs,00,1)(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带传输特性应满足或写成或写成上条件称为上条件称为奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)第一准
16、则第一准则。基带系统的总特性基带系统的总特性H()凡能符合此要求的，均能消除码间串扰。凡能符合此要求的，均能消除码间串扰。isSTiHT1)2(1STiSsTTiH)2(ST第6章 数字基带传输系统p例：第7章数字带通传输系统l7.1 二进制数字调制二进制数字调制（表达式、波形、调制方式）（表达式、波形、调制方式）l7.1.1 二进制振幅键控(2ASK）u1、基本原理、基本原理p“通通-断键控断键控(OOK)”即即2ASK信号表达式信号表达式 p波形波形”时发送“以概率，”时发送“以概率0P101Pt,Acos)(cOOKte第7章数字带通传输系统p典型波形：典型波形：p由图可见，由图可见，2
17、FSK 信号的波形信号的波形(a)可以分解为波形可以分解为波形(b)和波形和波形（c），也就是说，一个），也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载信号可以看成是两个不同载频的频的2ASK信号的叠加。因此，信号的叠加。因此，2FSK信号的时域表达式又信号的时域表达式又可写成可写成第7章数字带通传输系统u典型波形第7章数字带通传输系统相应的相应的2DPSK信号的波形如下：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，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。即信号的相位可以不同。即2DPSK信号的相位并不直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。接代表基带信号，而前后码元的相对相位才决定信息符号。0 0 0 00 0 0 0 0 02DPSK01 1 0 0 1 0 1 1或信号相位：二进制数字信息：
