通信原理总复习通信名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

通信原理第1页第1章绪论

内容：通信基本概念，通信系统组成，通信系统分类与通信方式，信息及其度量，通信系统主要性能指标。重点：1.通信系统普通模型，模拟和数字通信系统模型。（框图，各部分基本功效）

2．信息及其度量（信息熵）。

3．主要性能指标—有效性和可靠性。难点：1.通信系统主要性能指标。

2．求信息信息量。第2页1.通信基本概念：通信、通信系统、通信目标2.通信系统普通模型，模拟和数字通信系统模型。（框图，各部分基本功效）图1-4模拟通信系统模型图1-5数字通信系统模型图1-1通信系统普通模型第3页3.数字通信优缺点优点抗干扰能力强，且噪声不积累传输差错可控便于处理、变换、存放便于未来自不一样信源信号综合到一起传输易于集成，使通信设备微型化，重量轻易于加密处理，且保密性好缺点：需要较大传输带宽对同时要求高第4页4.通信系统分类（按信号）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用5.通信方式按消息传递方向与时间关系分：单工、半双工和全双工通信按数据代码排列方式分：并行传输和串行传输6.计算离散信源信息量、熵

（b）第5页7.通信系统主要性能指标：有效性和可靠性模拟通信系统有效性：可用有效传输频带（带宽）来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比（So/No）来度量。数字通信系统有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。可靠性：用误码率和误信率表示码元传输速率RB:信息传输速率Rb：频带利用率：误码率误信率8.计算码元速率RB

、信息速率Rb、频带利用率、误码率、误信率第6页第3章随机过程内容：随机过程基本概念，平稳随机过程，高斯、窄带随机过程，平稳随机过程经过线性系统，正弦波加窄带高斯噪声，高斯白噪声和带限白噪声。重点：1.随机过程数字特征。

2.平稳随机过程特征—各态历经性。

3.高斯过程一维概率密度函数特征。

4．正弦波加窄带高斯过程。

5．平稳随机过程经过线性系统特点。

6．高斯白噪声和带限白噪声。难点：1.平稳随机过程相关函数与功率谱密度。

2．平稳随机过程经过线性系统特点。

3．正弦波加窄带高斯噪声。第7页1.随机过程数字特征：均值（数学期望）、方差、相关函数2.平稳过程自相关函数平稳过程自相关函数定义：平稳过程自相关函数性质

—(t)平均功率

—偶函数

—R()上界 即自相关函数R()在=0有最大值。

—(t)直流功率

表示平稳过程(t)交流功率。当均值为0时，有R(0)=2

。

第8页3.平稳随机过程自相关函数与其功率谱密度是一对傅里叶变换。——维纳-辛钦关系4.平稳过程归一化总平均功率5.高斯过程主要性质高斯过程若是广义平稳，则也严平稳。假如高斯过程在不一样时刻取值是不相关，那么它们也是统计独立。高斯过程经过线性变换后生成过程仍是高斯过程。6.平稳随机过程经过线性系统若线性系统输入是平稳，则输出也是平稳。且第9页7.窄带随机过程结论1：一个均值为零窄带平稳高斯过程(t)

，它同相分量c(t)和正交分量s(t)一样是平稳高斯过程，而且均值为零，方差也相同。另外，在同一时刻上得到c和s是互不相关或统计独立。结论2：一个均值为零，方差为2窄带平稳高斯过程(t)，其包络a(t)一维分布是瑞利分布，相位(t)一维分布是均匀分布，而且就一维分布而言，a(t)与(t)是统计独立。第10页8.白噪声n(t)、高斯白噪声、低通白噪声（带限白噪声）、带通白噪声、窄带高斯白噪声9.窄带高斯白噪声平均功率第11页第4章信道内容：信道定义、分类及其数学模型，有线信道举例、无线信道举例，信道特征对信号传输影响，信道噪声，信道容量。重点：1.有线（恒参）信道特征及其对信号传输影响。

2．随参信道三个特点及其对信号传输影响。

3．信道加性噪声。

4．信道数学模型。

5．信道容量概念及求法。难点：1.恒参、随参信道特征及其对信号传输影响。

2．信道数学模型。

3．信道容量概念及求法。第12页1.信道：是以传输媒质为基础信号通道，是连接发送端和接收端通信设备。2.信道分类（按传输媒质不一样）——无线信道、有线信道3.信道中干扰：有源干扰（噪声）无源干扰（传输特征不良）4.电磁波（无线电波）传输方式分类：

——地波、天波、视线传输5.信道模型分类：

——调制信道、编码信道调制信道乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。加性干扰特点：当没有信号时，仍有加性干扰。

调制信道分类：随参信道（k(t)作随机改变）恒参信道（k(t)改变很慢或很小）第13页6.线性系统（恒参信道）中无失真条件：振幅～频率特征：为水平直线相位～频率特征：为经过原点直线7.随参信道（变参信道）特征（共性）：衰减随时间改变时延随时间改变多径效应（概念、特点）8.信道容量：指信道能够传输最大平均信息速率离散信道容量C－每个符号能够传输平均信息量最大值Ct

－单位时间（秒）内能够传输平均信息量最大值信息传输速率R(b/s)

式中r－单位时间内信道传输符号数

(比特/符号)(b/s)第14页9.连续信道信道容量高斯白噪声背景下连续信道信道容量公式（香农公式）连续信道容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个原因相关。14.信道容量计算（连续信道为主）第15页第5章模拟调制系统内容：幅度调制原理及抗噪声性能，非线性调制（角度调制）原理及其抗噪声性能，各种模拟调制系统比较，频分复用(FDM)和调频立体声。重点：1.幅度调制原理及抗噪声性能。（计算）

2.非线性调制原理及频率调制系统抗噪声性能。

3.各种模拟调制系统性能比较。

4.频分复用(FDM)概念。难点：1.幅度调制抗噪声性能分析。

2.非线性调制原理及频率调制系统抗噪声性能分析。第16页1.

调制－把信号转换成适合在信道中传输形式一个过程。调制信号、载波、载波调制、已调信号、解调（检波）概念。

2.常见模拟调制幅度调制（线性调制）：调幅（AM）、双边带(DSB)、单边带(SSB)和残留边带(VSB)角度调制（非线性调制）：频率调制(FM)、相位调制(PM)3.调幅（AM）时域表示式频谱：调制器模型可用包络检波法解调。条件m(t)|A0。不然，“过调幅”。AM信号频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成第17页AM信号带宽、功率、调制效率

当|m(t)|max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时max

＝1/34.双边带(DSB)时域表示式频谱：DSB信号带宽（2fH）、功率(无载波功率)、调制效率（100％）解调：不能用包络检波，需用相干检波（较复杂）。第18页5.单边带调制（SSB）产生SSB信号方法有两种：滤波法和相移法。上边带频谱图SSB信号时域表示式SSB信号带宽（fH）、节约功率、需用相干解调。第19页7.相干解调与包络检波相干解调相干解调器普通模型包络检波适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max

A0

，包络检波器结构： 通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成8.线性调制系统抗噪声性能第20页解调器输出信噪比定义制度增益定义：

式中输入信噪比Si/Ni定义是：DSB调制系统性能输入信噪比输出信噪比DSB调制系统制度增益为2。也就是说，DSB信号解调器使信噪比改进一倍。这是因为采取相干解调，使输入噪声中正交分量被消除缘故。第21页SSB调制系统性能输入信噪比输出信噪比SSB调制系统制度增益为1。因为在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪声中正交分量均被抑制掉，故信噪比没有改进。GDSB=2GSSB，不过，二者抗噪声性能是相同（在相同输入信号功率，相同输入噪声功率谱密度，相同基带信号带宽条件下，这两种调制方式输出信噪比是相等。）但SSB所需传输带宽仅是DSB二分之一，所以SSB得到普遍应用。第22页AM包络检波性能大信噪比情况输入信噪比输出信噪比制度增益GAM总是小于1，这说明包络检波器对输入信噪比没有改进，而是恶化了小信噪比时门限效应、门限值。第23页9.角度调制基本概念

角度调制信号普通表示式为

PM信号表示式式中Kp

－调相灵敏度，

单位是rad/VFM信号表示式式中Kf－调频灵敏度，单位是rad/sV。PM与FM区分：PM是相位偏移随调制信号m(t)线性改变，FM是相位偏移随m(t)积分呈线性改变。[ct+(t)]＝(t)

－信号瞬时相位；

(t)－瞬时相位偏移。d[ct+(t)]/dt=(t)－称为瞬时角频率d(t)/dt

－称为瞬时频偏。第24页单音调制FM与PM设调制信号为单一频率余弦波则mp=KpAm

－调相指数，表示最大相位偏移－调频指数，表示最大相位偏移

－最大角频偏

－最大频偏。

第25页FM与PM之间关系因为频率和相位之间存在微分与积分关系，所以FM与PM之间是能够相互转换。10.窄带调频（NBFM）带宽BNBFM=2fH11.宽带调频（WBFM）调频信号带宽理论上调频信号频带宽度为无限宽。实际上

边频幅度伴随n增大而逐步减小，所以调频信号可近似认为含有有限频谱。有效带宽用卡森（Carson）公式计算调频信号功率分配:调频信号平均功率等于未调载波平均功率，即调制后总功率不变，只是将原来载波功率中一部分分配给每个边频分量第26页13.调频信号解调相干解调：相干解调仅适合用于NBFM信号非相干解调调频系统抗噪声性能（非相干解调时）大信噪比时FM非相干解调器输出端输出信噪比为（了解）考虑m(t)为单一频率余弦波时制度增益加大调制指数，可使调频系统抗噪声性能快速改进。调频系统抗噪声性能好这一优越性是以增加其传输带宽来换取。第27页调制方式传输带宽抗噪声性能设备复杂程度主要应用AM2fm简单中短波无线电广播DSB2fm中等应用较少SSBfm复杂短波无线电广播、话音频分复用、载波通信、数据传输VSB略大于fm

近似SSB复杂电视广播、数据传输FM中等超短波小功率电台（窄带FM）；调频立体声广播等高质量通信（宽带FM）14.各种模拟调制系统比较（抗噪声性能、传输带宽、特点应用）第28页15.频分复用（FDM）复用：处理怎样利用一条信道同时传输多路信号技术。分类：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）。目标：充分利用信道频带资源，提升信道利用率频分复用（FDM）是一个按频率来划分信道复用方式。第29页总结：幅度调制和角度调制相关基本概念，时域表示式、频谱、功率、带宽、调制指数、频偏等。幅度调制抗噪声性能。（计算）FM调制功率、带宽、调频指数、频偏等。（计算）各种模拟调制系统比较第30页第6章数字基带传输系统内容：数字基带传输系统基本结构，基带传输惯用码型，基带信号频谱特征，基带脉冲传输与码间干扰，无码间干扰基带传输特征，基带传输系统抗噪声性能，眼图，部分响应和时域均衡技术。重点：1.基带传输惯用码型，基带信号频谱特征。

2.无码间干扰基带传输特征。

3.部分响应系统。

4.基带传输系统抗噪声性能分析。

5.检测系统性能试验伎俩—眼图。难点：1.基带信号频谱特征分析。

2.无码间干扰基带传输特征及抗噪声性能分析。

3.部分响应系统，时域均衡原理及实现方法。第31页1.数字基带信号、数字基带传输系统、数字带通传输系统概念2.几个基本基带信号波形3.基带信号频谱特征数字基带信号是一个随机脉冲序列，能够把s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t)，交变波功率谱Pu(f)是连续谱，稳态波功率谱Pu(f)是离散谱第32页由上式可见：二进制随机脉冲序列功率谱Ps(f)可能包含连续谱（第一项）和离散谱（第二项）。连续谱总是存在，这是因为代表数据信息g1(t)和g2(t)波形不能完全相同，故有G1(f)≠G2(f)。谱形状取决于g1(t)和g2(t)频谱以及出现概率P。依据连续谱能够确定随机序列带宽。离散谱是否存在，取决于g1(t)和g2(t)波形及其出现概率P。普通情况下，它也总是存在，但对于双极性信号g1(t)=-g2(t)=g(t)，且概率P=1/2（等概）时，则没有离散分量(f-mfs)。依据离散谱能够确定随机序列是否有直流分量和定时分量。第33页单极性（双极性）NRZ和RZ矩形脉冲序列功率谱二进制基带信号带宽主要依赖单个码元波形频谱函数G1(f)和G2(f)。时间波形占空比越小，占用频带越宽。单极性基带信号是否存在离散线谱取决于矩形脉冲占空比。单极性NRZ信号中没有定时分量，若想获取定时分量，要进行波形变换；单极性RZ信号中含有定时分量，能够直接提取它。“0”、“1”等概双极性信号没有离散谱，也就是说没有直流分量和定时分量。第34页4.几个惯用传输码型AMI码、HDB3码、双相码、密勒码、CMI码编译码。5.数字基带信号传输系统组成（框图和各部分功效）两种误码原因：码间串扰、信道加性噪声第35页数字基带信号传输模型基带传输系统总传输特征6.无码间串扰基带传输特征时域条件频域条件抽样判决奈奎斯特(Nyquist)第一准则（码元间隔为TS时）第36页消除码间串扰基带传输特征判断（有没有ISI验证）将H()在轴上以2/Ts为间隔切开，——（2RB）然后分段沿轴平移到(-/Ts,/Ts)区间内，——(-RB,RB)将它们进行叠加，其结果应该为一常数（无须一定是Ts

）例：第37页7无码间串扰传输特征理想低通特征带宽,称为奈奎斯特带宽fN，若输入数据以RB=1/Ts波特速率进行传输，则在抽样时刻上不存在码间串扰(RBmax

)。若以高于1/Ts波特码元速率传送时，将存在码间串扰。 通常将此带宽B称为奈奎斯特带宽fN，将RB称为奈奎斯特速率。RBmax

=2fN

此基带系统所能提供最高频带利用率为另外，当

RBmax=nRB,输入数据以RB

波特速率进行传输，则在抽样时刻上不存在码间串扰,不然存在码间串扰。第38页余弦滚降特征

为了处理理想低通特征存在问题，能够使理想低通滤波器特征边缘迟缓下降，这称为“滚降”。一个惯用滚降特征是余弦滚降特征，以下列图所表示：只要H()在滚降段中心频率处（与奈奎斯特带宽相对应）呈奇对称振幅特征，就必定能够满足奈奎斯特第一准则，从而实现无码间串扰传输。

奇对称余弦滚降特征为滚降系数，用于描述滚降程度。它定义为第39页其中，fN

－奈奎斯特带宽，

f

－超出奈奎斯特带宽扩展量几个滚降特征和冲激响应曲线滚降系数越大，h(t)拖尾衰减越快滚降使带宽增大为余弦滚降系统最高频带利用率为

当=0时，即为前面所述理想低通系统；当=1时，即为升余弦频谱特征第40页＝1升余弦滚降特征h(t)满足抽样值上无串扰传输条件，且各抽样值之间又增加了一个零点，而且它尾部衰减较快(与t2

成反比)，这有利于减小码间串扰和位定时误差影响。但这种系统所占频带最宽，是理想低通系统2倍，因而频带利用率为1波特/赫，是二进制基带系统最高利用率二分之一。8.基带传输系统抗噪声性能 在无码间串扰条件下，由信道噪声引发误码率。分析模型图中n(t)－加性高斯白噪声，均值为0，双边功率谱密度为n0/2。抽样判决第41页理想低通，余弦滚降、三角形特征、梯形特征等H（ω）αWW(1-α)W(1+α)Wω010．5实际带宽，奈奎斯特带宽，频带利用率，RB，RBmax，消除码间串扰基带传输特征判断。第42页8.基带传输系统抗噪声性能二进制双极性基带系统总误码率(P(1)=P(0)=½时）二进制单极性基带系统总误码率(P(1)=P(0)=½时）比较双极性和单极性基带系统误码率可见，当比值A/n一定时，双极性基带系统误码率比单极性低，抗噪声性能好。另外，在等概条件下，双极性最正确判决门限电平为0，与信号幅度无关，因而不随信道特征改变而变，故能保持最正确状态。而单极性最正确判决门限电平为A/2，它易受信道特征改变影响，从而造成误码率增大。所以，双极性基带系统比单极性基带系统应用更为广泛。第43页9.眼图眼图是指经过用示波器观察接收端基带信号波形，从而预计和调整系统性能一个方法。（概念）因为在传输二进制信号波形时,示波器显示图形很像人眼睛，故名“眼图”。眼图“眼睛”张开越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之，表示码间串扰越大。迹线越细，噪声越小，迹线越粗，噪声越大。（由眼图判断性能）10.部分响应系统（部分响应波形、部分响应系统概念、特点）人为地在码元抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而能够到达改进频谱特征、使频带利用率提升到理论最大值、并加速传输波形尾巴衰减和降低对定时精度要求目标。通常把这种波形叫部分响应波形。利用部分响应波形传输基带系统称为部分响应系统。特点：能实现2波特/赫频带利用率，且传输波形“尾巴”衰减大和收敛快。第44页11.均衡器（均衡器概念、分类）什么是均衡器？为了减小码间串扰影响，通常需要在系统中插入一个可调滤波器来校正或赔偿系统特征。这种起赔偿作用滤波器称为均衡器。均衡器种类：频域均衡器：是从校正系统频率特征出发，利用一个可调滤波器频率特征去赔偿信道或系统频率特征，使包含可调滤波器在内基带系统总特征靠近无失真传输条件。时域均衡器：直接校正已失真响应波形，使包含可调滤波器在内整个系统冲激响应满足无码间串扰条件。第45页第7章数字带通传输系统内容：二进制数字调制原理及抗噪声性能，二进制数字调制系统性能比较，多进制数字调制原理，多进制数字调制原理和多进制数字调制系统抗噪声性能。重点：1．二进制数字调制原理。

2.二进制数字调制系统噪声性能分析。

3.二进制数字调制（不一样调制体制）系统性能比较。

4.多进制数字调制系统原理分析。难点：1.二进制数字调制系统抗噪声性能分析。

2．多进制数字调制系统原理及抗噪声性能分析。第46页1.数字调制概念、数字调制技术分类（模拟调制方法、键控法）基本键控方式：

振幅键控、频移键控、相移键控2.二进制调制信号（2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK）时域表示式、键控法实现框图，时域波形（会画）；3.二进制调制信号带宽、传输最小带宽和频带利用率;ηb=Rb/B(b/s.HZ)2ASK最高频带利用率ηmax=RB/B=1(B/HZ)

ηbmax=Rb/B=1(b/s.HZ)MASK

()ηbmax=Rb/B=k(b/s.HZ)2PSK相干解调时因为载波相位含糊而存在“倒π”现象或“反相工作”，实际中较少使用。第47页3.2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK解调方式和误码率，二进制数字调制系统性能（抗噪声性能、带宽、频带利用率等）比较和误码率计算。(例7-1~7-3)第48页二进制数字调制系统性能（计算和比较）误码率在相同信噪比条件下，同时检测法抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，二者性能相差不大。然而，包络检波法不需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同时检测法无门限效应。抗噪声性能（可靠性）从好到差是2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调第49页误码率曲线第50页频带宽度（有效性）2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统信号带宽

2FSK系统信号带宽第51页对信道特征改变敏感性在2FSK系统中，判决器是依据上下两个支路解调输出样值大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道改变不敏感。在2PSK系统中，判决器最正确判决门限为零，与接收机输入信号幅度无关。所以，接收机总能保持工作在最正确判决门限状态。对于2ASK系统，判决器最正确判决门限与接收机输入信号幅度相关，对信道特征改变敏感，性能最差。另，从设备复杂程度考虑，非相干较相干好，更简单。第52页4.多进制数字调制引入多进制数字调制目标：提升频带利用率多进制调制信号:MASK、MFSK、MPSK、MDPSK（波形）多进制振幅键控（MASK）又称多电平调制。4PSK常称为正交相移键控(QPSK)多进制数字调制信号带宽：

BMPSK=BMASK=B2ASK=2fs=2RBB

MFSK=fM-f1+f

5.多进制数字调制抗噪声性能(了解)第53页第9章模拟信号数字传输内容：模拟信号抽样，模拟信号量化，脉冲编码调制（PCM），差分脉冲编码调制(DPCM)系统，增量调制（ΔM），时分复用和复接。重点：1.低、带通抽样定理。2.脉冲编码调制（PCM）原理和PCM系统中噪声影响。3.增量调制（ΔM）原理及ΔM系统中量化噪声分析。4.差分脉冲编码调制(DPCM)原理。5.时分复用和复接原理。难点：1PCM原理和PCM系统中噪声影响分析。

2．DPCM系统中量化噪声分析。3.时分复用和复接原理。第54页1.概念数字化3步骤：抽样、量化和编码低通信号抽样定理:T

1/2fH

或这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。与此对应最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。带通信号抽样定理:最低抽样速率抽样分类：理想抽样、自然抽样、平顶抽样；量化分类：均匀量化和非均匀量化脉冲调制分类：脉冲振幅调制(PAM)量化编码PCM脉冲宽度调制(PDM)脉冲位置调制(PPM)第55页关于电话信号压缩特征，国际电信联盟(ITU)制订了两种提议及使用：我国大陆、欧洲各国以及国际间互连时采取A律及对应13折线法，北美、日本和韩国等少数国家和地域采取律及15折线法。在实用中，选择A等于87.6(了解相关标准及实用范围)2.A律13折线编码、译码、量化误差等；（相关计算）非均匀量化均匀量化3.△M原理，框图、波形与编码4.PCM、

DPCM

、△M比较目标，概念预测编码目标：降低编码比特率量化噪声：普通量化噪声，过载量化噪声各系统S/Nq与哪些原因相关,(N？fs？

fk

？

)最大跟踪斜率：不过载条件：最大允许信号振幅Amax等于第56页第57页4.TDM、复接、分接概念，标准：关于复用和复接，国际电信联盟ITU对于TDM多路电话通信系统，制订了两种准同时数字体系(PDH)和全球统一同时数字体系(SDH)标准提议。我国大陆、欧洲各国采取E体系，北美、日本和韩国等少数国家和地域采取T体系。多路数字电话基本概念（fs=8kHZ，64kb/s，复接、分接、PDH（E体系、T体系）、SDH）PCM30/32基群、PCM24基群数码率E-1 2.048（Mb/s），T–11.544（Mb/s）E-2 8.448（Mb/s）E体系速率：相邻层次群之间路数成4倍关系(30,120…..)，不过比特率之间不是严格4倍关系。当前SDH制订了4级标准，其容量（路数）每级翻为4倍，而且速率也是4倍关系通常将若干路PDH接入STM-1内，即在155.52Mb/s处接口。这时，PDH信号速率都必须低于155.52Mb/s，并将速率调整到155.52上。第58页第10章数字信号最正确接收内容：数字信号统计特征，数字信号最正确接收，确知信号最正确接收机，确知数字信号最正确接收误码率，随相信号最正确接收，起伏信号最正确接收，实际接收机和最正确接收机性能比较，数字信号匹配滤波接收法，最正确基带传输系统。重点：1．关于最正确接收统计特征表述。2．确知信号最正确接收机原理。3．实际接收机与最正确接收机性能比较。4．匹配滤波器原理及其在最正确接收中应用。5．最正确基带传输系统分析。难点：1．确知数字信号最正确接收误码率分析。2．数字信号匹配滤波接收法分析及在最正确接收中应用。第59页1.最小错误概率准则:错误概率最小

加性白高斯噪声背景——似然比准则 若则判为“0”； 反之， 若则判为“1”。

在发送“0”和发送“1”先验概率相等时，上两式条件简化为：

P(0)=P(1)=1/2时，

——最大似然准则二进制最正确接收准则2.确知数字信号最正确接收机（框图，判决规则）设：so(t)、s1(t)是确知信号，连续时间（0，TS），且两个码元so(t)、s1(t)能量相等（E0=E1=Eb）,AGWN背景。

若f0(r)>f1(r)，则判为“0”

若f0(r)<f1(r)，则判为“1”第60页W1r(t)S1(t)S0(t)W0t=Ts比较判决积分器积分器二进制最正确接收机原理方框图则判为“0”；反之，则判为“1”若式中第61页r(t)S0(t)S1(t)积分器积分器比较判决t=Ts若此二进制信号先验概率相等（P(0)=P(1)=1/2时，），则上式简化为最正确接收机原理方框图也能够简化成等先验概率二进制最正确接收机原理方框图第62页上面最正确接收机关键是由相乘和积分组成相关运算，所以常称这种算法为相关接收法。—相关接收机由最正确接收机得到误码率是理论上可能到达最小值。3.先验概率相等时误码率计算（公式，计算）当两码元能量相等时，令E0=E1=Eb，式中Eb—码元能量；

—码元相关系数；

n0—噪声功率谱密度。 上式是一个非常主要理论公式，它给出了先验概率相等时理论上二进制等能量数字信号误码率最正确（最小可能）值。实际通信系统中得到误码率只可能比它差，不过绝对不可能超出它。第63页最正确接收性能特点误码率仅和Eb/n0以及相关系数相关，与信号波形及噪声功率无直接关系。相关系数

对于误码率影响很大。当两种码元波形相同，相关系数最大，即

=1时，误码率最大。这时误码率Pe=1/2。因为这时两种码元波形没有区分，接收端是在没有依据乱猜。当两种码元波形相反，相关系数最小，即

=-1时，误码率最小。若两种码元中有一个能量等于零，比如2ASK信号， 误码率为比较2ASK、2FSK（

=0）、2PSK（

=-1），它们之间性能差3dB，即2ASK信号性能比2FSK信号性能差3dB，而2FSK信号性能又比2PSK信号性能差3dB。第64页相干2ASK信号非相干2ASK信号相干2FSK信号非相干2FSK信号相干2PSK信号差分相干2DPSK信号同时检测2DPSK信号4.实际接收机和最正确接收机性能比较相干接收只适合用于相位确知信号。对于随相信号和起伏信号而言，非相干接收已经是最正确接收方法了。实际接收机Pe最正确接收机Pe●●●第65页5.匹配滤波器概念、传输函数、单位冲击响应、输出信号、t0

选择和最大输出信噪比（2E/n0）用线性滤波器对接收信号滤波时，使抽样时刻上输出信号噪声比最大线性滤波器称为匹配滤波器。匹配滤波器传输特征它等于信号码元频谱复共轭（除了因子外）匹配滤波器冲激响应h(t)就是信号s(t)镜像s(-t)，但在时间轴上（向右）平移了t0。选t0=Ts时，最大输出信噪比2E/n0。二进制确知信号匹配滤波器组成框图第66页匹配滤波器接收电路组成（框图，判决规则，匹配滤波器单位冲击响应）对于二进制确知信号，使用匹配滤波器组成接收电路方框图示于下列图中。图中有两个匹配滤波器，分别匹配于两种信号码元（其单位冲击响应？）。在抽样时刻对抽样值进行比较判决。哪个匹配滤波器输出抽样值更大，就判决那个为输出。若此二进制信号先验概率相等，则此方框图能给出最小总误码率。匹配滤波器1匹配滤波器2抽样比较判决抽样t=Tst=Ts输入输出第67页匹配滤波器性能 用匹配滤波器得到最大输出信噪比就等于最正确接收时理论上能到达最高输出信噪比。用上述相关运算代替上图中匹配滤波器得到以下列图所表示相关接收法方框图。

即将输入r(t)与s(t)作相关运算，而后者是和匹配滤波器匹配信号。它表示只有输入电压r(t)=s(t)+n(t)时，在时刻t=Ts才有最大输出信噪比。式中k是任意常数，通常令k=1。匹配滤波法和相关接收法完全等效，都是最正确接收方法。

积分积分s1(t)s0(t)抽样比较判决抽样t=Tst=Ts输入输出第68页6.何谓最正确基带传输系统？ 将消除了码间串扰而且噪声影响最小（误码率最小）基带传输系统称为最正确基带传输系统。 假设信道传输函数C(f)=1。于是，基带系统传输特征变为 H(f)=GT(f)GR(f) 理想信道最正确传输系统条件（对于收发滤波器传输函数要求）H(f)必须满足奈奎斯特第一准则理想信道最正确传输系统抽样判决第69页第11章差错控制编码内容：纠正编码基本原理，惯用简单编码，线性分组码。重点：1．纠错编码基本原理。2．码距和检纠错能力关系3.惯用简单编码原理及方法。4．线性分组码编码原理及方法。5.循环码编码原理及方法。难点：线性分组码编码方法。第70页1.差错控制编码基本概念，差错控制技术种类，3种ARQ系统优缺点2.纠错编码基本原理，分组码码重、码距、最小码距3.码距和检纠错力关系1.为检测e个错码，要求最小码距d0

e+12.为了纠正t个错码，要求最小码距d0

2t+13.为纠正t个错码，同时检测e个错码，要求最小码距第71页4.分组码普通结构，线性分组码基本概念，分组码符号：(n,k)n－码组总位数，又称为码组长度（码长），k－码组中信息码元数目，n–k＝r－码组中监督码元数目，或称监督位数目。

第72页5.线性分组码编码方法监督关系式H矩阵（监督矩阵）监督方程

HAT=0T

或AHT=0只要监督矩阵H给定，编码时监督位和信息位关系就完全确定了。 生成矩阵G，由它能够产生整个码组，即有或者所以，假如找到了码生成矩阵G，则编码方法就完全确定了。含有[IkQ]形式生成矩阵称为经典生成矩阵。由经典生成矩阵得出码组A中，信息位位置不变，监督位附加于其后。这种形式码称为系统码第73页H矩阵性质：

H行数就是监督关系式数目，它等于监督位数目r。H每行中“1”位置表示对应码元之间存在监督关系。比如，H第一行1110100表示监督位a2是由a6

a5

a4之和决定。H矩阵能够分成两部分，比如 式中，P为r

k阶矩阵，Ir为r

r阶单位方阵。我们将含有[PIr]形式H矩阵称为经典阵。第74页监督方程改写， 或者写成

式中，Q为一个k

r阶矩阵，它为P转置，即Q=PT

上式表示，在信息位给定后，用信息位行矩阵乘矩阵Q就产生出监督位。第75页我们将Q左边加上1个kk阶单位方阵，就组成1个矩阵G由G能够确定H,由H能够确定G,H能够确定监督位和信息位关系,由G能够能够产生整个码组.第76页5.循环码编码方法循环码是一个主要线性分组码，循环码含有循环性。循环码码多项式循环码生成多项式

g(x)为(n–k)次多项式码生成多项式。一旦确定了g(x)，则整个(n,k)循环码就被确定了。

生成多项式g(x)是(xn+1)一个因子。第77页用除法电路编码步骤：用xn-k乘m(x)。这一运算实际上是在信息码后附加上(n–k)个“0”。比如，信息码为110，它相当于m(x)=x2+x。当n–k=7–3=4时，xn-km(x)=x4(x2+x)=x6+x5，它相当于1100000。用g(x)除xn-km(x)，得到商Q(x)和余式r(x)，即 比如，若选定g(x)=x4+x2+x+1，则 上式相当于第78页第12章正交编码与伪随机序列1.正交编码基本概念相关系数:二进制数字表示相关系数 式中，A—x和y中对应码元相同个数；

D—x和y中对应码元不一样个数。2.伪随机序列基本概念、作用第79页3.m序列（定义、特征方程、性质）我们将这种最长序列称为最长线性反馈移存器序列，简称m序列。最长周期等于(2n-1)。反馈移存器特征多项式为本原多项式。其特征多项式f(x)应可整除(xm+1)，故我们将(x15+1)分解因子，从其因子中找f(x)第80页

游程：在每一周期中，游程总数为长度为k游程占游程总数百分比 4.扩频通信分类、原理、目标

分类：直接序列(DS)扩谱、跳频(FH)扩谱、线性调频5.伪随机序列其它应用（简单了解）分离多径技术误码率测量时延测量噪声产生器通信加密数据序列扰乱与解扰第81页第13章同时原理内容：载波同时方法、载波同时系统性能，码元同时方法、码元同时误差对误码率影响，群同时概念和方法。网同时目标。重点：1．载波同时法（插入导频法和直接法）原理和载波同时系统性能分析。2．位同时法（插入导频法和直接法），位同时系统性能及其相位误差对性能影响。3．群同时法（起止式同时法、连贯式插入法、间隔式插入法）原理。难点：1．载波同时法原理及同时系统性能分析。2．群同时法原理。第82页 1.数字通信系统中同时作用、种类、目标、方法同时作用：使收发两端信号在时间上保持步调一致，是确保数字通信系统有序、准确、可靠工作前提条件。同时种类：载波同时、码元同时、群同时和网同时。

载波同时：又称载波恢复。目标：在接收设备中产生一个和接收信号载波同频、同相当地振荡，用于相干解调。方法： 接收信号中有载频分量时：需要调整其相位（不