北京工业大学通信原理总结课课件

总结课总结课1题型填空选择计算题题型填空2第一章绪论通信系统模型，组成及分类方式，模拟通信系统组成，数字通信系统组成通信系统的两个主要性能指标：有效性和可靠性

模拟通信系统：有效性主要指信号的频带，可靠性以输出信噪比来衡量；数字通信：有效性信息传输速率，可靠性误码率第一章绪论3信源编码和信道编码的概念离散信源的信息量信息源的熵信源编码和信道编码的概念信息源的熵4根据信息论，对于连续信道，若信道带宽为B，且受到加性高斯白噪声的干扰，则信道容量C的理论公式(香农公式)为：信道容量给定信道容量C，可用不同的B和S/N的组合来传输信号，是扩频技术的理论基础根据信息论，对于连续信道，若信道带宽为B，且受到信道容量给定5第二章确定及随机信号分析周期信号的傅氏级数展开

非周期信号的傅氏变换常用信号的傅氏变换对，周期信号的傅氏变换功率谱密度和能量谱密度定义、概念周期信号的功率谱第二章确定及随机信号分析周期信号的傅氏级数展开功率谱密度6卷积和相关的定义、概念、区别卷积表示的是一个函数和另一个折叠函数的相关程度，相关表示的是两个信号间的相关程度功率谱密度和能量谱密度与自相关函数的关系随机过程的概念及数字特征：均值、方差、均方值、相关函数等平稳随机过程狭义平稳和广义平稳狭义（严）平稳一定是广义（宽）平稳，反之不一定卷积和相关的定义、概念、区别卷积表示的是一个函数和另一个折叠7遍历性功率谱与自相关函数的关系—维纳—欣钦定理遍历性功率谱与自相关函数的关系—维纳—欣钦定理8平稳随机过程通过线性系统窄带高斯噪声的性质,其他一个均值为零的窄带平稳高斯过程，其同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，而且均值都为零，方差也相同，在同一时刻上的同相分量与正交分量是不相关的或统计独立的。平稳随机过程通过线性系统窄带高斯噪声的性质,其他一个均值为零9第三章调幅系统四种不同的幅度调制系统AM、DSB、SSB的时域和频谱表达式及频谱图，带宽调制的定义及分类AM，FM，PMASK，FSK，PSK，QAMPAM，PDM，PPMPCM/DPCM/ADPCMVSB的频谱特性、及边带滤波器满足的条件：在|ω|<Wm范围内有:HV(ω-ω0)+HV(ω+ω0)=const=2第三章调幅系统四种不同的幅度调制系统调制的定义及分类A10调幅系统相干和非相干解调方法

相干解调:AM,DSB,SSB以及VSB都适用.非相干解调:标准调幅信号AM以及具有大载波的DSB、SSB、VSB信号适用.相干解调需要相干载波，非相干解调有门限效应现象抗噪声性能分析公式不要求掌握，主要是分析方法

已知功率谱密度，如何计算输入噪声和输出噪声的功率调幅系统相干和非相干解调方法11第四章角度调制系统角度调制的原理、一般调频波和调相波的表达式，调频调相之间的关系，特别是单频调制时各个参量之间的关系PM:调相指数FM:调频指数窄带角度调制的原理及解调方法：可以采用相干和非相干解调第四章角度调制系统角度调制的原理、一般调频波和调相波的表12宽带角调的频谱特点，特别是单频调制情况，宽带角调的带宽，卡森公式角调的解调方法相干解调：窄带角调非相干解调：窄带角调、宽带角调（鉴频器）普通鉴频器的门限信噪比是指鉴频器的输入信噪比调频有门限效应的现象：门限效应是所有非相干解调器都存在的一种性质宽带角调的频谱特点，特别是单频调制情况，宽带角调的带角调的解13调频的预加重和去加重技术：提高高频端的输入信噪比，解决方法抗噪声性能分析主要是方法调频的预加重和去加重技术：提高高频端的输入信噪比，抗噪声14第五章模拟信号的数字化传输抽样定理低通信号的抽样定理带通信号的抽样定理，f(t)可以由其抽样值完全确定。第五章模拟信号的数字化传输抽样定理低通信号的抽样定理，f15脉冲振幅调制（PAM）自然抽样与平顶抽样数学模型、波形和频谱及区别自然抽样信号频谱是由F(w)的周期重复,幅度下降,但形状不变.而平顶抽样,加权项使频谱形状发生了变化,没有一个周期具有F(w)的形状.脉冲编码调制的原理PCM信号的形成：经过“抽样、量化、编码”三个步骤，实现连续消息的数字化。非均匀量化：可以改善小信号时的量化信噪比脉冲振幅调制（PAM）自然抽样与平顶抽样数学模型、波形和频谱16不发生过载的条件：A率13折线压扩编译码及量化误差逐次比较型编译码原理增量调制的原理把刚过去的信号样值作为预测值的单纯预测编码方式，即对相邻抽样值的相对大小进行编码，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关PCM中，误差来源于两方面：量化噪声和幅度过载噪声，在增量调制中，噪声来源于一般量化噪声（颗粒噪声）和斜率过载失真噪声不发生过载的条件：A率13折线压扩编译码及量化误差逐次比较型17第六章数字信号的基带传输数字基带信号的常用码型差分码、交替极性码与三阶高密度双极性码的编码原理数字基带信号的频谱特点第六章数字信号的基带传输数字基带信号的常用码型差分码、交18无码间串扰的基带传输特性，奈奎斯特定理当基带传输系统具有理想低通滤波器特性时，以其截止频率fc的两倍速率传输数字信号，不仅可消除码间串扰，而且频带利用率达到基带系统的理论极限值2B/Hz虽然理想低通特性能够达到基带传输系统的极限性能，但在实际应用中存在两个问题：过渡带为0，物理实现极为困难；h(t)的“尾巴”很长，衰减很慢，定时要求严格无码间串扰的基带传输特性，奈奎斯特定理当基带传输系统具有理想19残留对称定理，采用余弦滚降传输特性，加快了衰减速度，降低定时要求，但频带利用率降低部分响应系统（了解）匹配滤波器理论是在最大输出信噪比准则下的最佳线性滤波器，其传函是输入信号频谱的复共轭残留对称定理，采用余弦滚降传输特性，加快了衰减速度，降低定时20匹配滤波器的分析与设计，频域时域关系最大输出信噪比抽样时刻的确定匹配滤波器的分析与设计，频域时域关系最大输出信噪比抽样时刻的21匹配滤波器的输出信号输入信号必须在它输出最大信噪比时刻t0之前消失，即若输入信号在Ts消失，则只有当时滤波器才物理可实现的，通常t0＝Ts匹配滤波器的输出信号输入信号必须在它输出最大信噪比时刻t0之22第七章数字信号的载波传输数字调制的原理及基本概念2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK调制的产生方法及时域表达式及波形二进制数字调制的解调方法

ASK、FSK解调可以采用相干和非相干解调，PSK只能采用相干解调二进制数字调制的频率特性

第七章数字信号的载波传输数字调制的原理及基本概念23

ASK

FSK

PSK

传输相同的信息，ASK、PSK信号所需传输带宽小，FSK信号需传输带宽较大。即在传码率相同的情况下，PSK、ASK系统的频带利用率相同，而FSK系统的频带利用率最低。二进制数字调制的抗噪声性能分析方法结论：当解调方式相同时，在相同误码率条件下，PSK要求r最小，其次为FSK，ASK要求的r最大，或者说在相同的输入信噪比条件下，PSK误码率最小，FSK次之，ASK误码率最大ASK二进制数字调制的抗噪声性能分析方24第八章纠错编码纠错编码的基本概念、分类及差错控制方法纠错编码的基本思想以牺牲通信的有效性（信息传输速率）来提高可靠性理论基础是香农的信道编码定理码重、码距、编码效率、编码增益的概念最小码距与纠错检错能力的关系码组的最小距离越大，说明码字间的最小差别越大，抗干扰能力越强第八章纠错编码纠错编码的基本概念、分类及差错控制方法以牺251)如果一个码能检错不多于e个错，则要求2)如果一个码能纠正不多于t个错，则要求3）如果一个码能纠正不多于t个错，同时可以检e个错误则要求了解线性分组码的编码译码原理，监督矩阵和生成矩阵的概念1)如果一个码能检错不多于e个错，则要求2)如果26第九章同步原理载波同步的概念及基本方法载波同步的方法:发—>信号+导频—>收外同步

插入导频法发—>信号—>收内（自）同步

直接法平方变换法、平方环法、同相正交环法点到点通信时，完成了载波同步、位同步和帧同步后，就能进行可靠通信了第九章同步原理载波同步的概念及基本方法载波同步的方法:发27总结课总结课28题型填空选择计算题题型填空29第一章绪论通信系统模型，组成及分类方式，模拟通信系统组成，数字通信系统组成通信系统的两个主要性能指标：有效性和可靠性

模拟通信系统：有效性主要指信号的频带，可靠性以输出信噪比来衡量；数字通信：有效性信息传输速率，可靠性误码率第一章绪论30信源编码和信道编码的概念离散信源的信息量信息源的熵信源编码和信道编码的概念信息源的熵31根据信息论，对于连续信道，若信道带宽为B，且受到加性高斯白噪声的干扰，则信道容量C的理论公式(香农公式)为：信道容量给定信道容量C，可用不同的B和S/N的组合来传输信号，是扩频技术的理论基础根据信息论，对于连续信道，若信道带宽为B，且受到信道容量给定32第二章确定及随机信号分析周期信号的傅氏级数展开

非周期信号的傅氏变换常用信号的傅氏变换对，周期信号的傅氏变换功率谱密度和能量谱密度定义、概念周期信号的功率谱第二章确定及随机信号分析周期信号的傅氏级数展开功率谱密度33卷积和相关的定义、概念、区别卷积表示的是一个函数和另一个折叠函数的相关程度，相关表示的是两个信号间的相关程度功率谱密度和能量谱密度与自相关函数的关系随机过程的概念及数字特征：均值、方差、均方值、相关函数等平稳随机过程狭义平稳和广义平稳狭义（严）平稳一定是广义（宽）平稳，反之不一定卷积和相关的定义、概念、区别卷积表示的是一个函数和另一个折叠34遍历性功率谱与自相关函数的关系—维纳—欣钦定理遍历性功率谱与自相关函数的关系—维纳—欣钦定理35平稳随机过程通过线性系统窄带高斯噪声的性质,其他一个均值为零的窄带平稳高斯过程，其同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，而且均值都为零，方差也相同，在同一时刻上的同相分量与正交分量是不相关的或统计独立的。平稳随机过程通过线性系统窄带高斯噪声的性质,其他一个均值为零36第三章调幅系统四种不同的幅度调制系统AM、DSB、SSB的时域和频谱表达式及频谱图，带宽调制的定义及分类AM，FM，PMASK，FSK，PSK，QAMPAM，PDM，PPMPCM/DPCM/ADPCMVSB的频谱特性、及边带滤波器满足的条件：在|ω|<Wm范围内有:HV(ω-ω0)+HV(ω+ω0)=const=2第三章调幅系统四种不同的幅度调制系统调制的定义及分类A37调幅系统相干和非相干解调方法

相干解调:AM,DSB,SSB以及VSB都适用.非相干解调:标准调幅信号AM以及具有大载波的DSB、SSB、VSB信号适用.相干解调需要相干载波，非相干解调有门限效应现象抗噪声性能分析公式不要求掌握，主要是分析方法

已知功率谱密度，如何计算输入噪声和输出噪声的功率调幅系统相干和非相干解调方法38第四章角度调制系统角度调制的原理、一般调频波和调相波的表达式，调频调相之间的关系，特别是单频调制时各个参量之间的关系PM:调相指数FM:调频指数窄带角度调制的原理及解调方法：可以采用相干和非相干解调第四章角度调制系统角度调制的原理、一般调频波和调相波的表39宽带角调的频谱特点，特别是单频调制情况，宽带角调的带宽，卡森公式角调的解调方法相干解调：窄带角调非相干解调：窄带角调、宽带角调（鉴频器）普通鉴频器的门限信噪比是指鉴频器的输入信噪比调频有门限效应的现象：门限效应是所有非相干解调器都存在的一种性质宽带角调的频谱特点，特别是单频调制情况，宽带角调的带角调的解40调频的预加重和去加重技术：提高高频端的输入信噪比，解决方法抗噪声性能分析主要是方法调频的预加重和去加重技术：提高高频端的输入信噪比，抗噪声41第五章模拟信号的数字化传输抽样定理低通信号的抽样定理带通信号的抽样定理，f(t)可以由其抽样值完全确定。第五章模拟信号的数字化传输抽样定理低通信号的抽样定理，f42脉冲振幅调制（PAM）自然抽样与平顶抽样数学模型、波形和频谱及区别自然抽样信号频谱是由F(w)的周期重复,幅度下降,但形状不变.而平顶抽样,加权项使频谱形状发生了变化,没有一个周期具有F(w)的形状.脉冲编码调制的原理PCM信号的形成：经过“抽样、量化、编码”三个步骤，实现连续消息的数字化。非均匀量化：可以改善小信号时的量化信噪比脉冲振幅调制（PAM）自然抽样与平顶抽样数学模型、波形和频谱43不发生过载的条件：A率13折线压扩编译码及量化误差逐次比较型编译码原理增量调制的原理把刚过去的信号样值作为预测值的单纯预测编码方式，即对相邻抽样值的相对大小进行编码，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关PCM中，误差来源于两方面：量化噪声和幅度过载噪声，在增量调制中，噪声来源于一般量化噪声（颗粒噪声）和斜率过载失真噪声不发生过载的条件：A率13折线压扩编译码及量化误差逐次比较型44第六章数字信号的基带传输数字基带信号的常用码型差分码、交替极性码与三阶高密度双极性码的编码原理数字基带信号的频谱特点第六章数字信号的基带传输数字基带信号的常用码型差分码、交45无码间串扰的基带传输特性，奈奎斯特定理当基带传输系统具有理想低通滤波器特性时，以其截止频率fc的两倍速率传输数字信号，不仅可消除码间串扰，而且频带利用率达到基带系统的理论极限值2B/Hz虽然理想低通特性能够达到基带传输系统的极限性能，但在实际应用中存在两个问题：过渡带为0，物理实现极为困难；h(t)的“尾巴”很长，衰减很慢，定时要求严格无码间串扰的基带传输特性，奈奎斯特定理当基带传输系统具有理想46残留对称定理，采用余弦滚降传输特性，加快了衰减速度，降低定时要求，但频带利用率降低部分响应系统（了解）匹配滤波器理论是在最大输出信噪比准则下的最佳线性滤波器，其传函是输入信号频谱的复共轭残留对称定理，采用余弦滚降传输特性，加快了衰减速度，降低定时47匹配滤波器的分析与设计，频域时域关系最大输出信噪比抽样时刻的确定匹配滤波器的分析与设计，频域时域关系最大输出信噪比抽样时刻的48匹配滤波器的输出信号输入信号必须在它输出最大信噪比时刻t0之前消失，即若输入信号在Ts消失，则只有当时滤波器才物理可实现的，通常t0＝Ts匹配滤波器的输出信号输入信号必须在它输出最大信噪比时刻t0之49第七章数字信号的载波传输数字调制的原理及基本概念2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK调制的产生方法及时域表达式及波形二进制数字调制的解调方法

ASK、FSK解调可以采用相干和非相干解调，PSK只能采用相干解调二进制数字调制的频率特性

第七章数字