【正文】 部分： 5—8章 模擬通信系統(tǒng)的原理 第 5章 數(shù)字通信系統(tǒng)的原理 第 6,7,8章 模擬系統(tǒng)的數(shù)字化傳輸原理 第 9章 數(shù)字信號(hào)的最佳接收原理 第 10章 ?第三部分： 11—14章 ： 簡要介紹數(shù)字通信中的編碼和同步技術(shù) 通信系統(tǒng)權(quán)衡三大問題 ? 帶寬性能 ? 選擇攜帶信息的波形，提高帶寬利用率，減少占用帶寬資源 ? 功率性能（信噪比性能） ? 改善信噪比需求，提高抗干擾能力、減小發(fā)射功率 ? 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度 ? 降低系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度 通信原理所需數(shù)學(xué)方法 ? 通信需要 ? 足夠的帶寬 ? 足夠的功率 ? 充分利用帶寬與功率資源 ? 所需要的數(shù)學(xué)方法 ? 描述和研究通信信號(hào)的時(shí)間域特征、頻率域特征 ? 描述和研究信號(hào)與噪聲的功率（能量） ? 描述和研究隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域、頻域特征 ? 描述和研究信息的度量方法 ? 描述和研究信道的特征 第 1章 緒論 ? 信息量： ? 信源熵： ? 通信系統(tǒng)的兩個(gè)主要指標(biāo)： 有效性和可靠性 ? 模擬通信系統(tǒng)中： 有效性用帶寬衡量；可靠性用輸出信噪比衡量。 ? 數(shù)字通信系統(tǒng)中： 有效性用碼元速率 RB、信息速率Rb、頻帶利用率衡量；可靠性用誤碼率、誤信率衡量。 (b) R(∞)=a2 直流功率 。 ? 無線信道 ：地波、天波和視線傳播；還有散射傳播：對流層散射、電離層散射和流星余跡散射。光纖：單模光纖和多模光纖。調(diào)制信道用加性干擾和乘性干擾表示信道對于信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。線性失真可用線性網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償。非線性時(shí)變系統(tǒng) 14 第 4章 信 道 ? 信道容量： 信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⒘俊? ? 離散信道容量 C： 每個(gè)符號(hào)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾? (比特 /符號(hào) ) ? 連續(xù)信道容量： 增大帶寬可以降低信噪功率比而保持信道容量不變。當(dāng) S/n0一定時(shí)，連續(xù)信道容量趨于 (S/n0) b/s。 ?? ?mt ? ?mstc os c t??ht)(]c o s)([)( thttmts cm ?? ?18 第 5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) AM調(diào)制 DSB調(diào)制 SSB調(diào)制 VSB調(diào)制 功耗大、帶寬寬、解調(diào)簡單（調(diào)幅廣播） 功耗小 帶寬寬 功耗小、帶寬窄，低頻困難（單邊帶電臺(tái)） 功耗小、帶寬較窄、低頻好（電視） ? 掌握 幅度調(diào)制中幾種已調(diào)信號(hào)的時(shí)域及頻域表達(dá)及圖形 19 第 5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) ? 相干解調(diào)與非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波） ? 相干解調(diào) (同步檢波 ) ? 適用于： AM， DSB， SSB， VSB ? 相干解調(diào)器的 一般模型 L P F?? ?mst? ?pst? ?dst? ? c oscc t t??20 第 5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) ? 包絡(luò)檢波 ? 適用條件： AM信號(hào) ，且要求 |m(t)|max ? A0 ， ? 包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)： 通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成。 )](c o s [)( ttAts cm ?? ??24 第 5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) ? 相位調(diào)制 (PM)：瞬時(shí)相位偏移 隨調(diào)制信號(hào)作線性變化，即 PM信號(hào)表達(dá)式： ? 頻率調(diào)制 (FM)：瞬時(shí)頻率偏移 隨調(diào)制信號(hào)成比例變化，即 FM信號(hào)表達(dá)式： )()( tmKt p??)](c o s [)( tmKtAts pcPM ?? ?)()( tmKdt td f??( ) c o s[ ( ) ]F M c fs t A t K m d? ? ??? ?25 第 5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) ? 單音調(diào)頻： 得到 FM信號(hào)的表達(dá)式 式中 － 調(diào)頻指數(shù)，表示最大的相位偏移 － 最大角頻偏 － 最大頻偏。 31 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 基帶信號(hào)：未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。 ? 基帶信號(hào)在傳輸前，必須經(jīng)過一些處理或某些變換（碼型變換、波形和頻譜變換）才能送入信道中傳輸。 ? 數(shù)字基帶信號(hào)的表示形式 ： 單極性和雙極性波形、歸零和非歸零波形、差分波形、多電平波形等。 ? 數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜 ： 由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成，連續(xù)譜可以確定信號(hào)的帶寬，離散譜可以確定能否從脈沖序列中 直接提取定時(shí)分量。 ST接 收濾 波 器抽 樣判 決 器信 道 信 號(hào)形 成 器信 道基 帶 脈 沖 基 帶 脈 沖輸 入 輸 出同 步提 取噪 聲35 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 無碼間串?dāng)_的條件 ——奈奎斯特第一準(zhǔn)則 ? 時(shí)域條件 即： 若 h(t)的抽樣值除了在 t = 0時(shí)不為零外，在其他所有抽樣點(diǎn)上均為零，就不存在碼間串?dāng)_。 ??? ??為其他整數(shù)kkkThs ,00,1)(? ??iSsTT iH )2( ??ST?? ?36 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 奈奎斯特第一準(zhǔn)則為消除碼間串?dāng)_奠定了理論基礎(chǔ)： ? α＝ 0的理想低通系統(tǒng)可以達(dá)到 2B/Hz的理論極限值 ，但不能物理實(shí)現(xiàn)； ? α＝ 1的升余弦頻譜易于實(shí)現(xiàn)，且響應(yīng)波形的尾部衰減快，有利于減小碼間串?dāng)_和位定時(shí)誤差的影響，但占用帶寬最大，頻帶利用率下降為 1B/Hz。 ? 在等概條件下，雙極性的最佳判決門限電平為 0，與信號(hào)幅度無關(guān)，因而不隨信道特性變化而變，故能保持最佳狀態(tài)。 ? 雙極性基帶系統(tǒng)比單極性基帶系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛。 ? 部分響應(yīng)信號(hào)是由預(yù)編碼器、相關(guān)編碼器、發(fā)生濾波器、信道和接收濾波器共同產(chǎn)生的。 39 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ?第 Ⅰ 類部分響應(yīng)波形 ? 時(shí)域波形： 經(jīng)簡化后得 ? 頻譜函數(shù) ? 帶寬 為 B = 1/2Ts (Hz) ， 頻帶利用率 為 2B/Hz ? 用 g(t)作為傳輸波形： 達(dá)到了拖尾衰減快 頻帶利用率高的目的 )2()2(s i n)(SSSSTtTTtTtg?????)2()2(s i nSSSSTtTTtT??? ??? ? 22c o s /4 1 4 / SStTgttT????? ?????? ?2 c os ,2G0,SSSSTTTT? ?????? ???? ?? ???40 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 第 Ⅰ 類部分響應(yīng)系統(tǒng)方框圖 ? 圖 (a) － 原理方框圖 ? 圖 (b) － 實(shí)際系統(tǒng)方框圖 41 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 時(shí)域均衡 (計(jì)算抽頭系數(shù)） ? 均衡器 —為了減小碼間串?dāng)_的影響，在系統(tǒng)中插入一種 可調(diào)濾波器 來校正或補(bǔ)償系統(tǒng)特性。 ?時(shí)域均衡器 ：直接校正已失真的響應(yīng)波形，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間串?dāng)_條件。 ???????nSnT nTtCth )()( ?42 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 由無限多的按橫向排列的遲延單元 Ts和抽頭加權(quán)系數(shù) Cn 組成的，因此稱為 橫向?yàn)V波器 。 ? 峰值失真定義： 式中， 除 k = 0以外的各值的絕對值之和反映了碼間串?dāng)_的最大值。顯然，對于完全消除碼間干擾的均衡器而言，應(yīng)有 D = 0；對于碼間干擾不為零的場合，希望 D 越小越好。 001kkkDyy?? ? ??? ?45 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) Lucky曾證明： 如果初始失真 D01,則 D的最小值必然發(fā)生在y0前后的 yk都等于零的情況下。 這 2N+1個(gè)線性方程為 ???????0110kNkyk??????????????????????NNiiiNNiikikxCNkxC0,1,2,1,0 ??????NNiikik xCy46 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 將上式寫成矩陣形式，有 這個(gè)聯(lián)立方程的解的物理意義是：在輸入序列 {xk}給定時(shí)，如果按上式方程組調(diào)整或設(shè)計(jì)各抽頭系數(shù) Ci，可迫使均衡器輸出的各抽樣值 yk為零。 它能保證在 D01時(shí)，調(diào)整除C0外的 2N個(gè)抽頭增益，并迫使 y0前后各有 N個(gè)取樣點(diǎn)上無碼間串?dāng)_，此時(shí) D取最小值，均衡效果達(dá)到最佳。 ? 采用鍵控法來實(shí)現(xiàn)：相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。下圖給出了 過零檢測法 的原理方框圖及各點(diǎn)時(shí)間波形。因此， 2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 式中， ?n表示第 n個(gè)符號(hào)的絕對相位： 因此，上式可以改寫為 )c o s (A)(2 P S K nc tte ?? ??????”時(shí)發(fā)送“”時(shí)發(fā)送“，1,00?? n?????? PtPttecc1,c osA,c osA)(2P S K 概率為概率為??60 第 7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng) ? 典型波形 s(t) －二進(jìn)制 雙極性非歸零 隨機(jī)矩形脈沖序列 1 101 t0sT?????? PtPttecc1,c osA,c osA)(2P S K 概率為概率為??? ? ttste c?c o s)(2 P S K ?61 第 7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng) ? 2PSK信號(hào)的 調(diào)制器原理方框圖 ? 模擬調(diào)制的方法 ? 鍵控法 乘法器)(2