南邮《通信原理》课件 第13章

鉴相器：可以是一组匹配滤波器
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1.在DSB信号中插入导频 插入导频的位置应该在信号频谱为0的位置，否则导频与 已调信号频谱成分会重叠在一起，接收时不易取出。对于模 拟调制的信号，如双边带语音和单边带语音等信号，在载波fc 附近信号频谱为0；但对于2PSK和2DPSK等数字调制的信号， 在fc附近的频谱不但有，而且比较大，因此对于这样的数字信 号，在调制以前应先对基带信号x(t)进行相关编码。相关编码 的作用是把图13-4(a)所示的基带信号频谱函数变为图13-4(b) 所示的频谱函数，这样经过双边带调制以后可以得到图13-4(c) 所示的频谱函数。此时，在fc附近频谱函数很小，且没有离散 谱，这样可以在fc处插入频率为fc的导频(这里仅画出正频域)。
13.2 载波同步
13.2.1 无辅助导频时的载波提取（自同步法）
有些信号（如DSB-SC、等概PSK等）虽然本身 不直接含有载波分量，但经过某种非线性变 换后，将具有载波的谐波分量，因而可从中 提取出载波分量。
常用的载波同步自同步方法有平方环法、科斯 塔斯环法和再调制法等。
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第13章 同步原理
① 平方变换法和平方环法
1 2
1 2 m (t ) sin 2( ) 8
上式中的( - )是压控振荡电压（即提取的相干载波） 和接收载波相位之差。
将m(t) = 1代入上式，并考虑到当( - )很小时， sin( - ) ( - ) ，则上式变为：
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第13章 同步原理
1 v g ( ) 4
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第13章 同步原理
13.2.2 有辅助导频时的载频提取

用于不包含载频分量的信号。 在发送信号中另外加入一个或几个导频信号。 多采用锁相环（PLL）提取载波。 锁相环原理方框图：

式中，分母2n是全部可能出现的信息码组数。 r 0
Pf
r Cn
m
2n
大连理工大学 信息与通信工程学院
通信原理课件 孙 怡
第13章 同步原理
• 比较
– 比较漏同步和假同步公式可见，当判定条件放宽时，即m增大时 ，漏同步概率减小，但假同步概率增大。设计时需折中考虑。
• 平均建立时间：
– 从开始捕捉转变到保持态所需的时间。 – 现以集中插入法为例进行计算。 假设漏同步和假同步都不发生，则由于在一个群同步周期内一 定会有一次同步码组出现。所以按照上流程图捕捉同步码组时 ，最长需要等待一个周期的时间，最短则不需等待，立即捕到 。平均而言，需要等待半个周期的时间。设N为每群的码元数目 ，其中群同步码元数目为n，T为码元持续时间，则一群的时间 为NT，它就是捕捉到同步码组需要的最长时间；而平均捕捉时 间为NT / 2。若考虑到出现一次漏同步或假同步大约需要多用 NT的时间才能捕获到同步码组，故这时的群同步平均建立时间 约为 te NT(1/2 + Pf + Pl)
若一个码组的自相关函数仅在R(0)处出现峰值，其他处的R(j) 值均很小，则可以用求自相关函数的方法寻找峰值，从而发 现此码组并确定其位置。 • 巴克码：常用的一种群同步码。
– 定义：设一个N位的巴克码组为{x1, x2, …,xN}，则其自相关函数 可以用下式表示：
R( j )
N j i 1

滞后门
T
u1
d
dt
| |
|u1|
-
m(t)
门波形产生
压控振荡
环路滤波
e=|u2|-|u1|
+
+
超前门

信号与系统之间存在密切的关系。一个系统通常由输入、输出和系统本身组成，而信号 则是通过系统传输的物质。系统对信号具有处理、变换和传输等功能。在通信原理中， 信号需要通过系统进行传输，因此信号与系统的关系是密不可分的。信号的特性和系统
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
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数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析

(a)
(b) 1 0 0 1
an
+E 0
bn (0)
1
1
0 (e)
1
1
1
0
(f)
4
6.1 数字基带信号及其频谱特性




单极性(NRZ)波形：该波形的特点是电脉冲之间无间隔，极 性单一，易于用TTL、CMOS电路产生；缺点是有直流分量， 要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的 远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。 双极性(NRZ)波形：当“1”和“0”等概率出现时无直流分量， 有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为 零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。 单极性归零(RZ)波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要 回到零电平。通常，归零波形使用半占空码，即占空比为 50%。从单极性RZ波形可以直接提取定时信息 。 与归零波形相对应，上面的单极性波形和双极性波形属 于非归零(NRZ)波形，其占空比等于100％。 双极性归零(RZ)波形：兼有双极性和归零波形的特点。使得 接收端很容易识别出每个码元的起止时刻，便于同步。
G1 ( f ) g1 (t )e j 2 ft dt


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6.1 数字基带信号及其频谱特性
于是
U T ( f ) U T ( f )U T ( f ) 2

m N n N

N
N
N
am an e j 2 f ( n m )TS [G0 ( f ) G1 ( f )][G0 ( f ) G1 ( f )]
N
E[ U T ( f ) ] (2 N 1)Ts
2
即可求得u (t)的功率谱密度 2 (2 N 1) P(1 P) G0 ( f ) G1 ( f ) Pu ( f ) lim N (2 N 1)Ts