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1 《通信原理》总结 2 通信原理是通信学科的理论基础, 以调制和编码技术为核心,着重介绍 传输信号的形成和接收方式,进行理 论分析与性能评价。 可靠性 模拟系统的噪声性能分析 数字系统的误码性能分析 差错控制编码 有效性 各种信道复用方式: TDM , FDM , CDMA 等。

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2 1 《通信原理》总结

3 2 通信原理是通信学科的理论基础, 以调制和编码技术为核心,着重介绍 传输信号的形成和接收方式,进行理 论分析与性能评价。 可靠性 模拟系统的噪声性能分析 数字系统的误码性能分析 差错控制编码 有效性 各种信道复用方式: TDM , FDM , CDMA 等。

4 3 1. 数学理论基础 设计一个通信系统,包括信号形式,变 换,处理,抑制传输噪声和干扰,以及 信号的接收等都是以系统、信号和噪声 的数学分析、计算作为理论基础。傅立 叶理论奠定的时 — 频域变换贯穿于全书。 2. 信道及其统计特征以及信道的复用 原理

5 4 3. 调制与解调 调制与解调技术及其性能分析是教 材的主体与核心. 4. 最佳接收及信息论的基本知识 通信系统最佳化包括 3 方面 1) 信源最佳编码 2) 差错控制编码 3) 最佳接收 信息量, 熵, 传码率, 传信率, 误码率, 误信率等.

6 5 例 1 :已知在图示的平衡调制器中, 非线性器件的输出 — 输入特性为 Y=aX+bX 2 ,( a , b 为常数),调制 信号 m ( t )限带为 f m 。 1 .证明此方案能产生理想的抑制载波 双边带调幅信号; 2 .载波频率 fc 与 fm 关系怎样? 3 .画出带通滤波器的频谱特性曲线。

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8 7 四、 X 1 =m(t)+COS ω c t X 2 =-m(t)+COS ω c t Y 1 =aX 1 +bX 1 2 =a[m ( t ) + cosω c t ]+ b [ m(t)+ cosω c t] 2 Y 2 =aX 2 +bX 2 2 =a [ -m ( t ) + cosω c t] + b [ -m(t)+ cosω c t] 2 Y=Y 1 -Y 2 = 2 am ( t )+4 bm ( t )cosω c t 只要上式的第一项与第二项的频谱不发生混叠 ,即 fc ≥ 2fm 即可产生抑制载波的双边带调 幅信号。第二项即是。

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10 9 例 2 已知调幅波的表达式为: S m ( t )=0.125COS2  ( 10 4 ) t + 4COS2  (1.1  10 4 )t COS2  (1.2  10 4 )t 试求其中: 1) 载频是多少? 2) 调幅指数为多少? 3) 调制频率是多少? 解 S m ( t )=[ 4+ 0.25COS2  ( 0.1×10 4 )t ] COS2  ( 1.1  10 4 ) t f c = 1.1  10 4 Hz β AM = 0.25/ 4= f m =0.1  10 4 Hz

11 10 例 3 一信号 通过截止角 频率 ω c =1rad/s 的理想低通, 试确定滤 波器输出的能量谱密度, 并确定输出信 号和输入信号的能量 解 输入能量

12 11 理想低通 输出能谱密度 输出能量 k 为常数

13 12 例 4 已知 f 1 (t) 限带为 3kHz, f 2 (t), f 3 (t), f 4 (t) 限带为 1kHz, 以奈氏速率进行抽样, 然后进行 1024 级量化及二进制编码, 试 求 抽样速率为多少 ? 画出适用的复用装置. 输出 R b 解 f s1 =6kHz f 2 (t), f 3 (t), f 4 (t) 其 f s2 =2kHz

14 13 f 1 (t) f 2 (t) f 3 (t) f 4 (t) 抽样输出 1024=2 10 因此每一抽样量化后用 10 位 二进制码编码 f s =6000+3×2000=12000 R b =12000 ×10=120 kbit/s

15 14 例 5 已知 (15,11) 汉明码的生成多项式为 g(x)=x 4 +x 3 +1 试求其生成矩阵和监督矩阵 解 n=15 k=11 r= H=

16 15 G=[I k P T ] =

17 16 例 6 已知双边带调制系统的等效模型 如图示: A B C 其中, LPF 的截止频率为 4000Hz ,噪声 N ( t ) 为高斯白噪声,其双边功率谱密度 n 0 /2=2×10 -7 W/Hz ,若要求从 A 到 C 的通信信 道容量不小于 40000bit/s ,试求 B 点信号 S DSB ( t )的最小功率。 LPF × + ×

18 17 解: B 点信噪比 S DSB ( t )最小功率 =511.5×2 ×10 -7 ×8000 ×2 =1.6 W

19 18 例 7 已知载波频率为 ω c ,调制信号频 率为 ω m ,下列三种已调信号的表达式 分别表示何种调制? AMAM DS B SSB

20 19 例 8 :已知( 7 , 4 )循环码的生成多项式为 g ( x ) =x 3 +x+1 ,求生成矩阵 G ,监督矩阵 H 。 x 3 g ( x ) x 6 +x 4 +x 3 x 2 g ( x ) x 5 +x 3 +x 2 xg ( x ) x 4 +x 2 +x g ( x ) x 3 +x G ( x ) = = G =

21 20 将 G 作线性变换,得其典型阵: G = = [I k Q] H = [P I r ]=

22 21 例 9 : 一角调波为 Sm ( t ) =200 COS ( ω c t+32sin ω 1 t ), f 1 =1KHz , f c =100MHz 。 1 )该角调波为调频还是调相? 2 )若为调频波,频敏度 K f =10 6 rad/V-S ,求 调制信号 m ( t )的表达式, m ( t )的峰值、 频率为多少? 解: 1 )不能判断。 2 )

23 22 互相关与自相关 功率信号 能量信号 当 时,互相关变为自相关 随机过程


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