南通大学杏林学院通信原理复习

信源编码第10章

本章内容:

第10章信源编码

模拟信号的抽样模拟脉冲调制量化脉冲编码调制—PCM、DPCM增量调制—∆M时分复用

—TDM、准同步数字体系（PDH）

学习要求:

第10章信源编码

理解、掌握抽样定理，了解PAM调制原理；掌握模拟信号的均匀量化和非均匀量化的方法和性能，尤其要掌握13折线A律法；掌握PCM和DPCM调制、解调的原理，掌握它们抽样、量化、编码的模—数转换过程的原理及两者的差异；理解PCM和DPCM系统所需信道带宽与传码率关系；了解△M系统的基本原理及其与PCM和DPCM系统的比较；掌握时分复用原理。模拟信号数字化三个步骤：抽样、量化、编码。低通模拟信号的抽样定理：量化：均匀量化、非均匀量化（原理、优缺点）13折线法：PCM编码：原理、编码、译码、量化误差TDM：PDH-E体系：一次群的帧结构

第9章数字信号的最佳接收

本章内容:

第9章数字信号的最佳接收

数字信号的统计特性最佳接收准则确知/随相/起伏数字信号的最佳接收实际/最佳接收机性能比较数字信号的匹配滤波接收法最佳基带传输系统

学习要求:

理解数字信号接收的统计表述，最佳接收准则；掌握确知信号的最佳接收及其结构；了解随相信号和起伏信号的最佳接收；掌握实际接收机与最佳接收机的性能比较；掌握匹配滤波器的原理以及在最佳接收中的应用；了解基带系统的最佳化。第9章数字信号的最佳接收

最佳接收：错误概率最小作为“最佳”的准则—最大似然准则、最大后验概率准则确知数字信号的最佳接收机：原理方框图实际接收机和最佳接收机的性能比较：在S

和

n0相同的条件下，极限时：实际上：最佳接收机优于实际接收机的性能。数字信号的匹配滤波接收法——是一种能在抽样时刻上获得最大输出信噪比的线性滤波器。通常取

t0

=TB

数字带通传输系统第7章二进制数字调制/解调原理

2ASK2FSK2PSK/2DPSK二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的性能比较多进制数字调制原理和特点

本章内容:

第7章数字调制

掌握2ASK、2FSK、2PSK、和2DPSK等数字调制系统的调制解调原理、调制与解调框图以及数学描述。理解数字调制信号功率谱的分析方法，掌握各种二进制数字调制系统对信道带宽的要求。掌握高斯信道二进制数字系统性能分析方法；理解最佳门限等对系统性能的影响；比较二进制数字调制系统的抗噪声性能。理解多进制数字调制系统的工作原理。

学习要求:

第7章数字调制

101101s(t)载波2ASKt表达式：

2ASK

也称

OOKtt原理：波形：单极性Tss(t)

载波幅度§7.1.1

二进制振幅键控（2ASK）TB2ASK产生模拟调制法键控法

2ASK

解调

包络检波法

相干解调法原理：波形：表达式：s(t)

载波频率§7.1.2

二进制频移键控（2FSK）模拟调频法：相邻码元之间的相位是连续变化的。键控法：相邻码元之间的相位不一定连续。

2FSK

产生特点：转换速度快、电路简单、

产生的波形好、频率稳定度高。

包络检波法

2FSK解调

0101s1s2

相干解调法原理：波形：表达式：双极性s(t)

载波相位§7.1.3

二进制相移键控（2PSK）

2PSK产生键控法

2PSK解调

模拟调制法

2PSK解调原理框图和各点波形：2PSK存在问题：解决方案：

DPSK

DifferentialPSK

载波相位模糊

倒π现象(反相工作)

利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息。

原理：§7.1.4

二进制差分相移键控

（2DPSK）

波形:示例:

差分编码规则：⊕为模2加bn-1为bn的前一码元最初bn-1可任意设定

2DPSK产生构思2DPSK

解调模型（差分编码）（1）2DPSK相干解调+码反变换法相位模糊消除影响（2）

2DPSK差分相干解调(相位比较)法相乘器起着相位比较的作用

分析目的：B

分析方法：借助于基带信号的功率谱

PowerSpectralDensity§7.1.5二进制数字已调信号的功率谱(PSD)设Ps(f)

——s(t)的PSDP2ASK(f)——2ASK信号的PSD则1

2ASK信号的功率谱密度可见，P2ASK(f)

是Ps(f)的线性搬移（属线性调制）。单极性基带带宽fB

=1/TB=RB

2PSK信号的频谱与2ASK的十分相似；带宽也是基带信号带宽的两倍：区别仅在于当P=1/2时，谱中无离散谱（即载波分量）。2

2PSK/2DPSK信号的功率谱密度双极性3

2FSK信号的功率谱密度B2FSKP2FSK(f)f1f1+fBf1-fBf2f2+fBf2-fBf1f1-fBf2f2+fBB2FSKP2FSK(f)

连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化

谱零点带宽：f..fBfB§7.3

二进制数字调制系统性能比较

1

误码率——可靠性

讨论2PSK、2DPSK、2FSK、2ASKB2FSK不仅与基带信号带宽有关，且与两个载频之差有关。设基带信号的谱零点带宽为RB=1/TS，则有：在RB一定时，2FSK的频带利用率最低，有效性最差。

2

频带带宽——有效性

数字基带传输系统第6章数字基带信号及其频谱特性基带传输的常用码型数字基带信号传输与码间串扰无码间串扰的基带传输特性基带传输系统的抗噪声性能眼图部分响应和时域均衡

本章内容:

第6章数字基带

掌握常见的数字基带信号波形，理解数字基带信号功率谱的分析方法，掌握单、双极性基带信号功率谱的特点；理解、掌握基带传输的常用码型；理解码间串扰的意义，掌握无码间串扰基带传输的条件与系统设计；掌握受控符号间串扰基带传输的基本原理、重点掌握第一类、第四类部分响应系统的工作原理；了解均衡技术的一般原理；理解理想基带传输系统（单、双极性）错误概率的分析方法；理解并掌握用眼图估计基带传输系统性能的实验方法。

学习要求:

第6章数字基带

六种基本信号波形

数字基带信号

谱零点带宽：

归纳：常用码型：AMI、HDB3

编码规则：连“0”个数不超过3个时，遵循AMI的编码规则；连“0”个数超过3个时，将每4个连“0”化作一小节，用“000V”替代；V码的极性应与前一个非“0”脉冲的极性相同（破坏了极性交替的规则，V称为破坏脉冲）相邻V码的极性必须交替出现；V码取值能满足③的要求但不能满足此要求时，将0000更改为B+00V+

或

B-00V-

。B称为调节脉冲。V码之后的传号码极性也要交替。无码间串扰的基带传输特性

时域条件频域条件：§6.4.3无码间串扰传输H(

)的设计1

理想低通特性奈奎斯特带宽（最窄带宽）奈奎斯特速率（无ISI的最高波特率）存在问题:特性陡峭不易实现；响应曲线尾部收敛慢，摆幅大，对定时要求严格。fN

—奈奎斯特带宽f

—超出fN的扩展量2

余弦滚降特性归纳Q

A——部分响应技术（见§6.7）滚降系数系统带宽无ISI的最高频带利用率无ISI的最高码元速率Baud=1(Baud/Hz）例（1）H(f)满足无码间串扰的频域条件（2）（3）解(a)原理方框图预编码：可消除接收端的“差错传播”现象:

bk=ak⊕

bk-1（模2加）即ak=bk

⊕

bk-1

Ck=bk+bk-1

相关编码:（算数加）接收端对Ck作“模2判决”即可恢复ak

：

[Ck]mod2=[bk+bk-1

]mod2=ak§6.7.1部分响应系统例：ak和bk为二进制双极性码，其取值为+1及-1

ak

10110001011bk-101101111001

bk11011110010Ck0+200+2+2

+20–200

Ck

0+200+2+2

+20000

ak

10110001111判决规则：此例说明，由当前值Ck可直接得到当前的ak

，错误不会传播下去，而是局限在受干扰码元本身位置。bk=ak⊕

bk-1Ck=bk+bk-1

(b)实际系统组成框图(a)原理方框图

模拟调制系统第5章调制简介—定义目的

分类线性调制（幅度调制）原理

线性调制系统的抗噪声性能非线性调制（角度调制）原理

各种模拟调制系统的性能比较

频分复用（FDM）

本章内容:

第5章模拟调制

掌握各类线性调制与解调的工作原理、调制与解调框图以及数学描述。理解角度调制的基本概念；掌握调频和调相的定义、工作原理、主要区别与内在联系，以及它们相互转换的条件。掌握各种调制系统的性能指标、性能分析。掌握门限效应产生的原因。掌握频分复用的概念。

学习要求:

第5章模拟调制

进行频谱搬移，匹配信道特性，减小天线尺寸；实现信道的多路复用，提高信道利用率；扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力。

调制目的为什么要进行调制？本章研究的模拟调制方式：——是以正弦信号作为载波的

§5.1.1

常规调幅（AM）AM表达式AM调制模型条件：边带项载波项AM波形和频谱§5.1.2

双边带调制（DSB-SC）条件：DSB表达式DSB调制器double-sidebandsuppressedcarrierDSB波形和频谱§5.1.3

单边带调制（SSB）SSB信号的产生（1）滤波法技术难点之一边带滤波特性HSSB(

)（2）相移法USB

+

-

-

传递函数：是m(t)的希尔伯特变换

含义：幅度不变，相移π/2

Hh(

)对m(t)的所有频率分量精确相移π/2

技术难点之二＋下边带－上边带

要求：§5.1.4

残留边带调制（VSB）——介于SSB与DSB之间的折中方案。VSB信号的产生应该具有怎样的滤波特性？VSB信号的相干解调应该具有怎样的滤波特性？

相乘：LPF—解调输出：若要无失真恢复m(t)，

VSB滤波器的传输函数必须满足：含义：VSB信号的特点仅比SSB所需带宽有很小的增加，却换来了电路的简单。应用：商业电视广播中的电视信号传输等。§5.1.6

相干解调与包络检波相干解调本地载波/相干载波包络检波能否说：DSB系统的抗噪声性能优于

SSB系统呢？

在相同的Si，n0，

fH条件下：B=2fH

B=fH

∴

DSB和SSB的抗噪声性能相同。

Q

A大信噪比时：小信噪比时：门限效应AM-包络检波系统的抗噪声性能：归纳§5.3

非线性调制（角度调制）原理概述§5.3.1

角度调制的基本概念1

角调信号一般表达式载波的恒定振幅[

ct

+

(t)]–已调信号的瞬时相位

相对于

ct的瞬时相位偏移[

c+d

(t)/dt

]–已调信号的瞬时角频率

相对于

c的瞬时角频偏Kp：调相灵敏度（rad/V）PM：FM：角调信号：Kf

：调频灵敏度（rad/(s•V)）

2PM与FM的关系若预先不知m(t)形式，能否判断已调信号是PM还是FM信号?讨论——窄带调频(NBFM)——宽带调频(WBFM)——FM频谱和传输带宽：所有系统在“同等条件”下进行比较：

解调器输入信号功率为Si

信道噪声均值为0，单边功率谱密度为n0

基带信号带宽为fm其中AM的调幅度为100%，正弦型调制信号§5.5各种模拟调制系统的比较调制方式信号带宽输出信噪比制度增益设备AMDSBSSB

VSBFM21简单中等中等复杂复杂性能比较：

1）抗噪声性能：FM最好，DSB/SSB、

VSB次之，AM最差；2）频谱利用率：SSB最高，VSB较高，

DSB/AM次之，FM最差；第4章信道无线信道有线信道信道的数学模型信道特性对信号传输的影响信道中的噪声信道容量

本章内容:

第4章信道

掌握信道的定义、分类。掌握调制信道及编码信道的模型。掌握信道特性的描述及其对信号传输的影响；了解