(二)模拟调制
1. 模拟线性调制
(1)模拟线性调制的方式
(2)单频信号调制时模拟线性调制信号表达式
时域表达式
频域表达式
(3)模拟线性调制和解调的一般模型
线性调制信号的调制方法
① 滤波法
双边带信号;滤波
② 相移法
同项分量;正交分量;叠加
线性调制信号的解调方法
① 包络检波
AM;插入载波的线性调制信号
② 相干解调
抑制载波的线性调制信号
相干解调原理,P34,图3-10
(4)线性调制系统的抗噪声性能
① 线性调制相干解调的抗噪声性能
P51,(3-90)
P52,(3-98)
② 常规调幅包络检波的抗噪声性能
小噪声情况
P54,(3-111)
大噪声情况
P54,(3-113)
门限效应;门限值
P54,文字
P57,图3-35
2.模拟角调制
(1)角调制的基本概念
调频(FM)
调相(PM)
(2) 窄带调频信号
① 时域表达式和频域表达式
P69,(4-19)
P70,(4-22)
② 窄带调频信号与AM信号的比较
P70,文字
(3)单频信号调制的宽带调频
一般时域表达式
P72,(4-27)
调频指数及频偏
P72,(4-27)
时域表达式的级数展开式
P73,(4-34)
频域表达式
P73,(4-35)
宽带调频信号的带宽公式
P74,(4-38)
l 卡森公式(Carson)
(4)调频信号的产生与解调
调频信号的产生
P82~P83
直接调频法(参数变值法),倍频法
调频信号的解调
非相干解调
P84,图4-14
相干解调
P85,图4-16
(5)调频系统的抗噪声性能
非相干解调的抗噪声性能
大信噪比
P88,(4-114),文字
小信噪比
门限效应;门限值
P91,图4-25
门限效应的物理解释
P90,文字
(6)采用预加重和去加重改善信噪比
原因、原理和定义
P93,文字
(7)改善门限效应的解调方法及原理
① 反馈解调器
P96,图4-30,文字
② 锁相环解调器
P97,图4-31
P98,文字
(8)模拟调制应用举例
P5,表1-1;P58~P62;P98~P100
(三)语音信号的数字编码
1.取样
(1)低通取样定理
①取样定理
② 取样信号的时域表达式
P106,文字
③ 取样信号的频域表达式
P107, (5-1)
(2)带通取样定理
P108,(5-3)
定理的定性解释
P108,文字
(3) 取样方式
理想取样;自然取样;平顶取样
(4)对取样方式的总结
时域特性
频域特性
(5)孔径失真及解决办法
P112,文字
2.脉冲编码调制
(1)脉冲编码调制系统构成及原理
P105,图5-1
(2)量化的基本概念
量化的过程及表达
P112,图5-11
(3)均匀量化的量化信噪比
均匀量化量化噪声的平均功率
P118,(5-26)
量化信噪比的定义
P118,文字
正弦信号量化信噪比的推导
P118,(5-27)
量化电平与编码位数的关系
P118,文字
正弦信号量化信噪比的计算公式
P119,(5-28),(5-29),(5-30)
对语音信号均匀量化
P120,图5-16
① 小信号时,量化信噪比的dB值很低
② 动态范围小
(4)非均匀量化
过程:非线性压缩+均匀量化
最佳量化
对数量化
A律对数压缩特性( A law )
① A律对数压缩特性
P125,图5-20
② 压缩特性对信噪比的影响
P126,图5-21
l 小信号
l 大信号
对数压缩特性的折线近似
CCITT建议
A律压缩特性采用13折线近似
m 律压缩特性采用15折线近似
A律13折线的形成
A律13折线的规律
P126,图5-21
A=87.56的物理意义?
P127,图5-23
(5)折叠二进制码组原理及其抗误码能力
折叠二进制码组
P130
(6) A律PCM编码规则
4.自适应差分脉码调制 (ADPCM)
(1) DPCM原理及框图
P141,图6-1
(2) 系统总的量化信噪比SNR
P142,(6-2)
(3)线性预测原理
线性预测器:
极点预测器;零点预测器
P142,图6-2
P143,图6-3
(4)自适应技术
3.增量调制
(1) 简单增量调制原理
P155,图7-1
本地译码信号,重建信号
增量编码的过程
P156,图7-3
斜率编码,
样值编码,PCM
(2) 过载现象和原因
斜率过载
P156,文字
(3) 简单增量调制的量化信噪比
P156,(7-5)
P157,(7-6)
简单增量调制量化信噪比规律:
P157,文字
(4) 数字压扩自适应增量调制
改善动态范围的原理
P157,文字
改善动态范围的效果
P158,图7-5
(5)增量总和调制的特点
P159,文字
(6)简单增量调制的抗误码性能
4.对波形编码的简单小结
(四)多路复用
1.多路复用的方式
频分复用(FDM);
时分复用(TDM);
码分复用(CDM)
2.频分复用的原理及系统
P58,图3-36
3.时分复用的原理及系统
P172,图8-1
4.应用体制
l PCM数字电话系统国际标准
(1)时分复用数字复接系列
P173,表8-1
(2)时分复用技术
复习提要2
(五)数字信号的基带传输
1.数字基带传输系统的组成
◇ 基带传输的概念
系统的组成
P214,图9-13
接收端数字信号再生的过程
P229,图9-25
(1)基带信号的码型设计原则
P191,(3)
(2)常用数字基带信号的码型
常用二元码
P193,图9-1
1B2B码(定义)
P195,图9-3
常用三元码
P198,图9-5
码型应用
P192,表9-1
2.位定时
(1)位定时的意义
P195,图9-3
P229,图9-25
(2)位定时的提取
(国防,11.5,位同步的方法)
①插入导频法
②直接法
滤波法,单极性RZ码
锁相法,锁相环
3.波形传输的无失真条件
(无码间串扰的传输波形)
(1)抽样值无失真的传输条件
奈奎斯特第一准则(Nyquisy Ⅰ)
满足抽样值无失真的充要条件为
① 时域条件
P215,(9-36),(9-37)
② 频域条件
P216,(9-43a),
物理意义分析,P216
(2)无码间串扰的传输波形
① 最窄频带的无串扰波形
A.传递函数(接收波形频谱函数)
P216,(9-46)
B.冲激响应(接收波形)
P217,图9-16
l 时域波形的规律
C.实用性
D.传输能力的极限值
P216~P217,文字
② 升余弦滚降信号
A. 传递函数(接收波形的频谱函数)
P218,(9-47)
滚降系数
B.冲激响应(接收波形)
P218,(9-48)
滚降系数的影响
P218,图9-17,文字
C.传输指标
D.实用性
3.二进制数字基带信号和
多进制数字基带信号的比较
(3)部分响应基带传输系统
① 第Ⅰ类部分响应信号
时域波形和频谱
P222,图9-20
第Ⅰ类部分响应信号的特点
P223,(9-68),文字
P223,(9-69),文字
② 相关编码
引入指定码元的串扰
独立码元,相关编码,相关码元
P225,(9-72)
相关译码,递推运算,差错传播
P225,(9-73)
③ 预编码
绝对码,相对码
P226,(9-74),(9-75),(9-76)
④ 种类和应用
第Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ类部分响应信号
P225,表9-8
P224,文字
(4)数字信号基带传输的差错率
① 二元码的误比特率
基带信号的传输过程
P229,图9-25
对传输过程的分析
误比特率的计算过程及结论
P230,(9-89),(9-94)
误比特率与信噪比的关系
P230,(9-95), (9-96)
② 多元码的差错率
4.伪随机序列与扰码和解扰
(1) m序列
定义,P234
m序列特点,P239
(2) 产生m序列的条件
n级线性反馈移位寄存器
特征多项式,n次多项式
P237,(9-114)
P237,文字
特征多项式是本原多项式
用3级移位寄存器产生m序列
(2)扰码和解扰的基本概念
扰码器和解扰器,P239,P240
规律,P240
效果,P241
(3) 眼图与基带信号传输质量的关系
P241,文字
眼图的指标,P242
P242,图9-38 眼图模型
(4) “迫零”均衡器
时域均衡原理
P243,P244,文字
横向滤波器的设计原则
P245,文字
效果
(六)数字信号的载波(调制)传输
1.二进制数字调制
2ASK、2FSK、2PSK(BPSK)、2DPSK
P252~P262
(1)数字调制信号的时域表达式
(2)数字调制信号的功率谱密度及带宽
① 带宽公式
② 基带信号为矩形信号
③ 基带信号为升余弦滚降信号
(3)调制和解调方法
2ASK、2FSK,非相干解调
2PSK,相干解调
2DPSK,相干解调;差分相干解调
(延迟解调)
(4) BPSK信号的相干解调的载波恢复
载波恢复的必要性,P257
载波恢复的方法
P258,图10-13
锁相环:平方环;科斯塔斯环
载波恢复的问题,P259
0, 相位模糊度
解决问题的办法?2DPSK
(5)数字信号的最佳接收
匹配滤波器的基本原理
P264,(10-32)
P258,文字
(6) 二进制数字调制的误比特率性能
① 误比特率性能
l 最佳接收机误比特率性能
l 的定义
P275,文字
② BER~ 曲线的物理意义
P275,图10-28
P275,文字
l 误比特率性能的比较(排序)
相干解调
2PSK,2DPSK,2FSK,2ASK
③ 信噪比与 之间的转换
与 的关系
P280,(10-130)
2.多进制数字调制
(1)多进制数字调制的方式
2ASK、 2FSK、 2PSK(BPSK)、2DPSK
MASK、MFSK、MPSK(MDPSK)、MQAM
(2)多进制相移键控(MPSK)原理和星座图表示
键控原理
P283,(10-137),(10-138)
MPSK信号矢量图表示
P285,图10-33
MPSK信号星座图表示
(3) 多进制正交幅度调制(MQAM)
正交幅度调制星座图表示
P297,图10-48
正交幅度调制原理,P297
(4) QPSK 信号的调制和解调方法
调制,P286,图10-34
解调,P287,图10-37
3.恒包络调制
(1)偏移四相相移键控(OQPSK)
QPSK信号的包络起伏现象及原因
P299,文字
P300,图10-52,
P300,图10-53 (a)
偏移四相相移键控的原理
P300,文字
P301,图10-53(b)
P301,图10-54
(2)最小频移键控(MSK)
定义,P301
最小频移键控原理,P302
4.各种数字调制信号的性能比较
频带利用率比较
P310,图10-69
误比特率比较
P311,图10-70,表10-2
5.多进制数字调制的效果 ?
提高频带利用率
数字调制在通信中的应用
数字微波通信: MDPSK ,MQAM
卫星通信:MSK
全球通GSM移动通信,GMSK
GMSK:高斯滤波最小频移键控
形成过程:
基带信号预处理滤波器,MSK调制
高斯低通滤波器,基带信号高频分量衰减
改善已调信号的频域特性
GMSK是MSK的改进型
(七)差错控制编码
1.差错控制编码的基本概念
(1) 常用的差错控制方式
P322,图11-1
(2)差错控制编码分类
分类方法
P324,文字
(3)捡错和纠错的基本原理
编码码组有信息量的冗余度
P325,文字
(4)码距和捡错和纠错能力的关系
码距的定义
P326,文字
码距和能力
P326,文字
(11-2),(11-3),(11-4)
检错和纠错能力的描述:
检几错;纠几错;检几错同时纠几错
2.线性分组码
(1)定义
P331,文字
生成方程,生成矩阵
监督方程,监督矩阵
(2)汉明码
P334,文字
汉明界
P336,(11-30)
P337,(11-31)
(3)循环码
循环码的特点
P339,文字
多项式描述,码组多项式
纠正1位错码的循环汉明码
生成多项式,本原多项式
P341
循环码的编码方法
P344,文字
P344,(11-60),(11-61)
纠正1位错码的循环码的一种译码方法
P349,文字
P349,图11-14
(4)纠正突发错误的交织码
差错类型:独立差错,突发差错
突发差错:一个突发差错引起一连串错误
P361,文字
(北邮P127,文字,图9.7.1)
交织码原理
编码器→交织器 → 突发信道―――
译码器←去交织器←突发信道―――
交织方法
(编码器输出)按列写入,按行读出
反交织方法
按行写入,按列读出(译码器输入)
一连串错误,分散的独立差错
交织码的目的:纠正突发差错
交织码的缺点:有较大的时延
3.卷积码
( n,k,N )
(1) 卷积码的概念
编码方法
P371,图12-1
约束长度N和编码效率
P372,文字
编码效率和约束长度N影响纠错能力
(2) 卷积码的表示
图解表示
树状图,P373,图12-3
网格图,P373,图12-4
状态图,P373,图12-5
解析表示,多项式表示
输入系列多项式
P375,(12-2)
连接关系多项式,生成多项式
P375,(12-3),文字
(3) 卷积码译码
译码的基本原理
P383,文字
译码过程
P383,图12-14
4.纠错编码的误比特率性能
P366,(11-95),(11-96),(11-97)
P366,图11-23
5.编码增益
P368;文字
P367,图11-24
6.纠错编码前后的速率和带宽
P366,文字
原信息速率不变,速率增大,带宽加宽
原带宽不变,速率不变,原信息速率减小
(八)通信网基本概念
1.通信网的网络结构
2.通信网中的交换方式
电路交换:程控交换(电话网)
分组交换:IP, ATM
传输效率
3.通信网的信令和通信协议
4.多址方式及应用
频分多址(FDMA),模拟移动通信,
时分多址(TDMA),GSM移动通信
码分多址(CDMA),CDMA移动通信
3G移动通信
随机多址, 以太网
(一)信息论初步
1.信道容量公式,香农(Shannon)公式
P23,(2-55)
2.对香农公式的理解
P23,文字
(3)信道容量的极限值
(4)带宽与信噪比互换
(5)无误码传输的极限值
P24,文字