通信原理第6章 模拟信号的数字传输

1

通信原理

绪论

给舍友同学总结的考点知识点；

通信的目的是传递消息中所包含的信息；消息是信息的物理表现，是物质或精神状态的一种反映；消息中包含的有效内容是信息，信息是消息的内涵；通信就是信息传输； 信号参量的传递通信原理；

电信号的参量取值连续（不可数、无穷多）,指某一取值范围内可以取无穷多个值，不一定时间上连续，则为模拟信号；电信号的参量仅可能取有限个值，则为数字信号；

基带信号：原始信号，频带从零频附近开始，不适合在信道传输；带通信号（频带信号）：调制后，适合信道传输且有带通的特性；

复用：频分(模拟)、时分（数字）、码分（WCDMA）；

时分复用：用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；频分复用：用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；码分复用：用正交的脉冲序列分别携带不同的信号；

信息量：；熵：平均信息量 等概率最大；

性能指标：有效性和可靠性矛盾统一；

1.有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源，传输的“速度”问题；

衡量：传输速率和频带利用率；

码元传输速率RB：单位时间传送码元的数目，Baud；RB=1/T;

信息传输速率Rb: 信息率，比特率；单位时间内传递的平均信息量；bps；b/s；

二进制：RB=Rb;

频带利用率：；单位带宽（每赫）内传输速率；

2.可靠性：接收信息的准确程度，即传输“质量”问题；

衡量：误码率；误信率

误码率Pe：错误码/总传输码元；Pb误信率：错误比特/总传输比特数；

二进制：Pe=Pb;

随机过程

一维概率分布函数：F1(x1,t1)=P [ξ(t1)≤x1]

数学期望:信号或噪声的直流成分;

方差:信号或噪声交流功率；

自相关函数:用来判断广义平稳,用来求随机过程的功率谱密度及平均功率。；

（广义/宽）平稳随机过程：数学期望与方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关；α(t)=α；R(t,t+τ)=R(τ)

第一章 数字信号处理概述

简答题：

1． 在A/D变换之前和D/A变换之后都要让信号通过一个低通滤波器，它们分别起什么作用？

答：在A/D变化之前让信号通过一个低通滤波器，是为了限制信号的最高频率，使其满足当采样频率一定时，采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。此滤波器亦称位“抗折叠”滤波器。

在D/A变换之后都要让信号通过一个低通滤波器，是为了滤除高频延拓谱，以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化，故友称之为“平滑”滤波器。

判断说明题：

2．模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理，自己要增加一道采样的工序就可以了。 （ ）

答：错。需要增加采样和量化两道工序。

3．一个模拟信号处理系统总可以转换成功能相同的数字系统，然后基于数字信号处理

理论，对信号进行等效的数字处理。（ ）

答：受采样频率、有限字长效应的约束，与模拟信号处理系统完全等效的数字系统未必一定能找到。因此数字信号处理系统的分析方法是先对抽样信号及系统进行分析，再考虑幅度量化及实现过程中有限字长所造成的影响。故离散时间信号和系统理论是数字信号处理的理论基础。

第二章 离散时间信号与系统分析基础

一、连续时间信号取样与取样定理

计算题：

1．过滤限带的模拟数据时，常采用数字滤波器，如图所示，图中T表示采样周期（假设T足够小，足以防止混迭效应），把从)()(tytx到的整个系统等效为一个模拟滤波器。

（a） 如果kHzTradnh101,8)(截止于，求整个系统的截止频率。

（b） 对于kHzT201，重复（a）的计算。

采样（T）nhnxtxnyD/A理想低通Tcty

解 （a）因为当0)(8jeHrad时，在数 — 模变换中

)(1)(1)(TjXTjXTeYaaj

所以)(nh得截止频率8c对应于模拟信号的角频率c为

【 例3 一1 】某通信系统发送部分框图如图3 一9 ( a )所示，其中载频3c,1mt和2mt是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图3 一9

( b )所示。

( 1 )写出合成信号m ( t )的频谱表达式，并画出其频谱图。

( 2 )写出已调波s( t )的频域表达式，并画出其频谱图。

( 3 )画出从s( t )得到1mt和2mt的解调框图。

解：( 1 )由图3 一9 ( a )知：12cos2mtmtmtt

其对应的频谱表达式为1221222MMMM

频谱图如图3-10（a ）所示。

( 2 )由图3 一9 ( a )知

1212122coscos2coscoscos2cos11coscos(2)cos(2)22cccccccstmttmtmtttmttmtttmttmttmtt

s( t )频谱表达式为 11222212122224ccccccSMMMMMM

其频谱图如图3-10 ( b )所示。

( 3 )解调框图如图3-11 所示。

【 例3 一2 】图3 一12 是对DSB 信号进行相干解调的框图。图中n ( t )是均值为O 、双边功率谱密度为n 0／2 的加性高斯白噪声，本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差。求该系统的输出信噪比。

解：( 1 )求输出信号的功率0S

经乘法器输出的信号分量为

cos2cos()[cos(2)cos]cccmtttmtt

DONGFANG COLLEGE，FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY

实验名称： 通信与数字信号处理实验1

系 别： 计算科学系

年级专业： 12电信

学

号：

姓 名：

任课教师： 吴金华

成绩：

2014 年 5 月 日

实验1 AMI/HDB3编译码实验

一、实验目的

1．熟悉AMI / HDB3码编译码规则；

2．了解AMI / HDB3码编译码实现方法。

二、实验仪器

1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F（实物图片如下）

2．时钟与基带数据发生模块，位号：G

3．20M双踪示波器1台

4．信号连接线1根

三、实验原理

AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的＋1、－1、＋1、－1„

由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。

从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。

AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。

为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。

HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。