【正文】 .1 38 5 0DDh r? ? ? 式中， D – 收發(fā)天線間距離 (km)。（簡稱傳信率、比特率） 碼元速率和信息速率的關(guān)系 )b/s(log 2 MRR Bb ? 或 )B(log 2 MRR bB ? 對于二進制數(shù)字信號： M = 2，碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等。當(dāng)消息序列較長時，用熵的概念計算更為方便。 單工、半雙工和全雙工通信 單工通信 ：消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞? 半雙工通信 ：通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時收 發(fā)的工作方式 全雙工通信 ：通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方 信息及其度量 )(lo g)(1lo g xPxPI aa ??? P（ x）表示信息發(fā)生的概率， I 表信息中所含的信息量 上式中對數(shù)的底： 若 a = 2，信息量的單位稱為比特 (bit) ，可簡記為 b 若 a = e，信息量的單位稱為奈特 (nat)， 若 a = 10，信息量的單位稱為哈特萊 (Hartley) 。 通常廣泛使用的單位為比特，這時有 221lo g lo g ( )()I P xPx? ? ? 【例 1】 設(shè)一個二進制離散信源，以相等的概率發(fā)送數(shù)字“ 0”或“ 1”，則信源每個輸出的信息含量為 )b(12log2/1 1log)1()0( 22 ???? II 在工程應(yīng)用中，習(xí) 慣把一個二進制碼元稱作 1 比特 。 1 通信系統(tǒng) 主要性能指標(biāo) 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)： 有效性和可靠性 有效性 ：指傳輸一定信息量時所占用的 信道資源 （頻帶寬度和時間間隔），或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}。 對于多進制，例如在八進制（ M = 8）中，若碼元速率為 1200 B，則信息速率為 3600 b/s。 [例 ] 若要求 D = 50 km，則由式 () 2 2 250 5 0 m8 5 0 5 0DDh r? ? ? ? 多徑效應(yīng) ：信號經(jīng)過幾條路徑到達接收端，而且每條路徑的長度（時延）和衰減都隨時間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 B↑ ,Ct↑ 但是，當(dāng) B ? ?時， Ct 將趨向何值？ 令： x = S / n0B，上式可以改寫為： ? ?1/0220 0 0l o g 1 l o g 1 xt BnS S SCxn S n B n??? ? ? ????? 利用關(guān)系式 1/0lim ln(1 ) 1xx x? ?? 22log log lna e a?? 上式變?yōu)? 1/2200 0 0l im l im l og ( 1 ) l og 4xtBx S S SC x en n n? ? ?? ? ? ?上式表明，當(dāng)給定 S / n0 時 ，若帶寬 B 趨于無窮大，信道容量不會趨于無限大，而只是 S / n0 的 倍 。 廣義調(diào)制 － 分為 基帶調(diào)制 和 帶通調(diào)制（也稱載波調(diào)制） 。 ② 把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。 ⑥ 小信噪比時的 門限效應(yīng) 當(dāng) (Si /Ni)低于一定數(shù)值時，解調(diào)器的輸出信噪比 (So /No)急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為調(diào)頻信號解調(diào)的 門限效應(yīng)。 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 調(diào)制方式 傳輸帶寬 oo/SN 設(shè)備復(fù)雜程度 主要應(yīng)用 AM 2fm oo0AM13 imSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? 簡單 中短波無線電廣播 DSB 2fm oo0D SBimSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? 中等 應(yīng)用較少 SSB fm oo0SSBimSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? 復(fù)雜 短波無線電廣播、話音頻分復(fù)用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸 VSB 略大于 fm 近似 SSB 復(fù)雜 電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸 FM 2( 1)fmmf? 2oo0FM32 ifmSSmN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? 中等 超短波小功率電臺（窄帶FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶 FM） ? 特點與應(yīng)用 ? AM：優(yōu)點是接收設(shè)備簡單；缺點是功率利用率低，抗干擾能力差。 ? FM： FM 的抗干擾能力強，廣泛應(yīng)用于長距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中。 ? 單極性歸零 (RZ)波形 ：信號電壓在一個碼元終止時刻前總要回到零電平。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響。 ? 編碼規(guī)則： （ 1）檢查消息碼中“ 0”的個數(shù)。 ? “0”碼用“ 01”兩位碼表示，“ 1”碼用“ 10 ”兩位碼表示 ? 例： 消息碼： 1 1 0 0 1 0 1 雙相碼： 10 10 01 01 10 01 10 ? 優(yōu)缺點： 雙相碼波形是一種雙 極性 NRZ 波形，只有極性相反的兩個電平。 ? CMI 碼： CMI碼是傳號反轉(zhuǎn)碼的簡稱。 ? 抽樣判決器：對接收濾波器的輸出波形進行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號。 通常將此帶寬 B 稱為 奈奎斯特帶寬 ，將 RB 稱為 奈奎斯特速率 。 ? 數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法： ? 利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制； ? 通過開關(guān)鍵控載波，通常稱為 鍵控法 。試求： （ 1） 2FSK 信號的帶寬； （ 2）包絡(luò)檢波法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率； （ 3）同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)的誤碼率。eeP P erf r? ? ? 根據(jù)題意有 41039。 它們和相位 ?k之間的關(guān)系通常都按格雷碼的規(guī)律安排 ，如下表所示。 當(dāng) fL = 0 時， fs ＝ 2B，就是低通模擬信號的抽樣情況；當(dāng) fL 很大時， fs 趨近于2B。A 值越大，在大電壓段曲線的斜率越小，即信號量噪比越差。因此判定 c3＝ 1?，F(xiàn)在信號抽樣值 Is = 1270，所以 c5=0。由于需要加入群同步碼元和信令碼元等額外開銷 (overhead)，所以實際占用 32路 PCM 信號的比特率。其中時隙TS0 和 TS16 規(guī)定用于傳輸幀同步碼和信令等信息；其他 30 個時隙，即 TS1～TS15 和 TS17～ TS31，用于傳輸 30 路語音抽樣值的 8 比特碼組。信令是電話網(wǎng)中傳輸?shù)母鞣N控制和業(yè)務(wù)信息，例如電話機上由鍵盤發(fā)出的電話號碼信息等。在 F0 幀中，前 4 個比特“ 0000”是復(fù)幀同步碼組，后 4 個比特中“ x”為備用，無用時它全置為“ 1”，“ y”用于向遠(yuǎn)端指示告警，在正常工作狀態(tài)它為“ 0”，在告警狀態(tài)它為“ 1”。例如，上面的編碼的最小碼距 d0 = 2。 ? 按照上述方法構(gòu)造的碼稱為漢明碼。 將 H 稱為監(jiān)督矩陣。若一矩陣能寫成典型陣形式 [P Ir]，則其各行一定是線性無關(guān)的。因為由上式可以看出，任一碼組 A都是 G 的各行的線性組合。 ? 若設(shè)接收碼組為一 n 列的行矩陣 B，即 ? ?1 2 1 0nnb b b b???B 則發(fā)送碼組和接收碼組之差為 B – A = E (模 2) 它就是傳輸中產(chǎn)生的 錯碼 行 矩陣 ? ?1 2 1 0nne e e e???E 式中 0,1, iii iibae ba??? ? ?? 當(dāng)當(dāng) 因此，若 ei = 0，表示該接收碼元無錯；若 ei = 1，則表示該接收碼元有錯。它能用來指示錯碼的位置。因此，碼的最小距離就是碼的最小重量（除全“ 0”碼組外）。 ? ?0011011 ，利用校正子譯碼。若 S 和 E 之間一一對應(yīng)，則 S 將能代表錯碼的位置。 錯碼矩陣有時也稱為 錯誤圖樣。若 G 的各行有線性相關(guān)的，則不可能由 G 生成 2k種不同的碼組了。 ? G 矩陣：上面漢明碼例子中的 監(jiān)督位公式為 2 6 5 41 6 5 30 6 4 3a a a aa a a aa a a a? ? ???? ? ???? ? ?? 也可以改寫成矩陣形式：6251403111011011011aaaaaaa???? ?????? ??????? ?????? ?????????? 或者寫成 ? ? ? ? ? ?2 1 0 6 5 4 3 6 5 4 3111110101011a a a a a a a a a a a??????????????Q 式中， Q 為一個 k ? r 階矩陣，它為 P 的轉(zhuǎn)置，即 Q = PT 上式表示，在信息位給定后，用信息位的行矩陣乘矩陣 Q 就產(chǎn)生出監(jiān)督位。 ? H 矩陣的性質(zhì)： 1) H 的行數(shù)就是監(jiān)督關(guān)系式的數(shù)目，它等于監(jiān)督位的數(shù)目 r。因此，這種碼能夠糾正 1 個錯碼或檢測 2 個錯碼。若取 r = 3，則 n = k + r = 7。由于復(fù)幀的速率是 500幀 /秒，所以每路的信令傳送速率為 2 kb/s。一種稱為共路信令 (CCS)，另一種稱為隨路信令 (CAS)。規(guī)定在偶數(shù)幀的時隙 TS0 發(fā)送一次幀同步碼。 ? E2 層： 4 個一次群信號進行二次復(fù)用，得到 二次群信號 ，其比特率為 Mb/s。如此繼續(xù)下去，決定 c7 值的權(quán)值電流 Iw = 1152，現(xiàn)在 Is Iw，所以 c7=1。將其和抽樣值 1270 比較后，得到 c4＝ 1。 （ 必會 ）【例 P256】設(shè)輸入電話信號抽樣值的歸一化動態(tài)范圍在 1 至 +1 之間，將此動 態(tài)范圍劃分為 4096 個量化單位，即將 1/2048 作為 1 個量化單位。許多無線電信號，例如在無線電接收機的高頻和中頻系統(tǒng)中的信號，都是這種窄帶信號。由于因相位誤差造成錯判至相鄰相位上的概率最大，故這樣編碼使 之僅造成一 個比特誤碼 的概率最大。圖中示出當(dāng)發(fā)送信號的相位為 ?1 = 0 時，能夠正確接收的相位范圍在 ??/8 內(nèi)。由于 FSK 接收系統(tǒng)中上、下支路帶通濾波器的帶寬近似為 2 2 6 0 0 H zsBB f R? ? ? 它僅是信道等效帶寬（ 2400Hz）的 1/4，故噪聲功率也減小了 1/4，因而帶通濾波器輸出端的信噪比比輸入信噪比提高了 4 倍。但是，由于在 2PSK 信號的載波恢復(fù)過程中存在著的相位模糊，即恢復(fù)的本地載波與所需的相干載波可能同相，也可能反相，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反，即“ 1”變?yōu)椤?0”，“ 0”變?yōu)椤?1”，判決器輸出數(shù)字信號全部出錯。同時，通過眼圖我們還可以獲得有關(guān)傳輸性能的許多信息。 ? 碼間串?dāng)_嚴(yán)重時，會造成錯誤判決。 ? 波形圖舉例：如下圖 (c) ? CMI 碼易于實現(xiàn)，含有豐富的定時信息。缺點是占用帶寬加倍，使頻帶利用率降低。 V 的取值為 +1 或 1. （ 4） B 的取值可選 0、 +1 或 1，以使 V 同時滿足（ 3）中的兩個要求； （ 5） V 碼后面的傳號碼極性也要交替。圖中給出了一個四電平波形