通信原理5學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1通信通信(tng xn)原理原理5第一頁(yè)，共76頁(yè)。第2頁(yè)/共76頁(yè)第二頁(yè)，共76頁(yè)。第3頁(yè)/共76頁(yè)第三頁(yè)，共76頁(yè)。第4頁(yè)/共76頁(yè)第四頁(yè)，共76頁(yè)。 對(duì)于傳輸頻帶低端受限的信道，碼型的頻譜中應(yīng)不含有(hn yu)直流分量且低頻分量應(yīng)盡量小；碼型變換過(guò)程對(duì)任何信源都具有透明性，即與信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)；有利于提取位同步信號(hào)；具有一定的檢錯(cuò)能力；誤碼增值（擴(kuò)散）??；譯碼設(shè)備盡量簡(jiǎn)單等。第5頁(yè)/共76頁(yè)第五頁(yè)，共76頁(yè)。 第6頁(yè)/共76頁(yè)第六頁(yè)，共76頁(yè)。第7頁(yè)/共76頁(yè)第七頁(yè)，共76頁(yè)。第8頁(yè)/共76頁(yè)第八頁(yè)，共76頁(yè)。1.取代變換：取代變換：2. 將信碼中將信碼中4個(gè)連個(gè)連“0”碼用

2、取代節(jié)碼用取代節(jié)“000V”或或“B00V”代替，代替，當(dāng)兩個(gè)相鄰的當(dāng)兩個(gè)相鄰的V碼中間有奇數(shù)碼中間有奇數(shù)(j sh)個(gè)個(gè)“1”碼時(shí)用碼時(shí)用“000V”代替代替4個(gè)連個(gè)連“0”碼，有偶數(shù)個(gè)碼，有偶數(shù)個(gè)“1”碼時(shí)用碼時(shí)用“B00V”代替代替4個(gè)連個(gè)連“0”碼。信息代碼中的其它碼保持不變。碼。信息代碼中的其它碼保持不變。3.2. 加符號(hào)：加符號(hào)：4. 對(duì)對(duì)1中得到的中得到的“1”碼、破壞碼碼、破壞碼“V”及平衡碼及平衡碼“B”加符號(hào)。加符號(hào)。原則是：原則是：“V”碼的符號(hào)與前面第一個(gè)非碼的符號(hào)與前面第一個(gè)非“0”碼的符號(hào)相同，碼的符號(hào)相同，“1”碼及碼及“B”碼的符號(hào)與前面第一個(gè)非碼的符號(hào)與前面第

3、一個(gè)非“0”碼的符號(hào)相反。碼的符號(hào)相反。加符號(hào)后即得到加符號(hào)后即得到HDB3碼。碼。5. 3. 畫(huà)波形：畫(huà)波形：6. HDB3碼中的碼中的“1”碼、碼、“B”碼及碼及“V”碼對(duì)應(yīng)于正脈沖，碼對(duì)應(yīng)于正脈沖，“-1”碼、碼、“-B”碼及碼及“-V”碼對(duì)應(yīng)于負(fù)脈沖，碼對(duì)應(yīng)于負(fù)脈沖，“0”碼對(duì)應(yīng)碼對(duì)應(yīng)0電電平，脈沖占空比為平，脈沖占空比為0.5。第9頁(yè)/共76頁(yè)第九頁(yè)，共76頁(yè)。例 已知二元信息(xnx)序列為0100110000100001100000000010，求HDB3碼，并畫(huà)出其波形圖。 解: 取代變換后原二進(jìn)制序列變?yōu)?010011000V1000V11B00VB00V010 第10頁(yè)/共

4、76頁(yè)第十頁(yè)，共76頁(yè)。-1二進(jìn)制代碼(di m) 01 10 00 113-31四進(jìn)制代碼(di m) -1 3 -3 1M進(jìn)制碼的碼元寬度為二進(jìn)制碼元寬度的 倍。元數(shù)指符合數(shù)，不一定等于進(jìn)制數(shù)， HDB3碼元寬度與二進(jìn)制碼元量是相同的。 M2log第11頁(yè)/共76頁(yè)第十一頁(yè)，共76頁(yè)。第12頁(yè)/共76頁(yè)第十二頁(yè)，共76頁(yè)。( )(), (1)nsssns ta g tnTnTtnT 式中g(shù)(t)為基本波形，an為信號(hào)(xnho)在第n個(gè)碼元內(nèi)的幅度。若s(t)為M進(jìn)制信號(hào)(xnho)，則概率為P1概率為P2概率為PM12,nMaaaa、且P1+P2+PM=1第13頁(yè)/共76頁(yè)第十三頁(yè)，共7

5、6頁(yè)。221222212( )(1)()( )(1)() ()sssssmP ff PP aaGffPaP aGmffmf第一項(xiàng)為連續(xù)譜，一定存在；第二項(xiàng)為離散譜，離散譜的頻率等于碼速率的整數(shù)倍；頻率為mfs的離散譜存在的充分必要條件為12(1)0()0sPaP aG mfRZ碼一定有離散譜，“1”碼的概率越大，則離散譜的功率越大。第14頁(yè)/共76頁(yè)第十四頁(yè)，共76頁(yè)。第15頁(yè)/共76頁(yè)第十五頁(yè)，共76頁(yè)。D(t) Sa)2(解 (1) Ps(f)=0.25TsSa2(f/fs)+0.25(f) 譜零點(diǎn)(ln din)帶寬為Bs=fs 第16頁(yè)/共76頁(yè)第十六頁(yè)，共76頁(yè)。 (2)第17頁(yè)/共

6、76頁(yè)第十七頁(yè)，共76頁(yè)。 (3) 在第1個(gè)信號(hào)中無(wú)頻率等于fs的離散譜，在第2個(gè)信號(hào)中有頻率等于fs的離散譜，故可以從第2個(gè)信號(hào)中用濾波法提取頻率 的分量。 1ssfT第18頁(yè)/共76頁(yè)第十八頁(yè)，共76頁(yè)。 當(dāng)脈沖占空比為a(a1)時(shí)，無(wú)記憶M(M2)進(jìn)制相同波形基帶隨機(jī)信號(hào)(xnho)的譜零點(diǎn)帶寬為-1二進(jìn)制信碼 01 10 00 113-312logbsRBaM第19頁(yè)/共76頁(yè)第十九頁(yè)，共76頁(yè)。第20頁(yè)/共76頁(yè)第二十頁(yè)，共76頁(yè)。第21頁(yè)/共76頁(yè)第二十一頁(yè)，共76頁(yè)。( )() , (1)nsssns ta g tnTnTtnT 第22頁(yè)/共76頁(yè)第二十二頁(yè)，共76頁(yè)。( )(

7、)( )TsTGGG( )( ) ( )( )TRHGCG( )( )( )()nsnr td th ta h tnT()(0)()sknsn kr kTa ha h kn T第23頁(yè)/共76頁(yè)第二十三頁(yè)，共76頁(yè)。()(0)()sknsn kr kTa ha h kn T,0()0,0sckh kTk第24頁(yè)/共76頁(yè)第二十四頁(yè)，共76頁(yè)。11( )()()2sssnnscHnHnT ()snHnC第25頁(yè)/共76頁(yè)第二十五頁(yè)，共76頁(yè)。1. 討論(toln)：()snHnC第26頁(yè)/共76頁(yè)第二十六頁(yè)，共76頁(yè)。3. 無(wú)碼間串?dāng)_的頻域條件表示(biosh)為另一種形式 含義是，將基帶系統(tǒng)的

8、頻特性H(f)在頻率軸上以 為間隔切開(kāi)，然后分段沿頻率軸移到 區(qū)間內(nèi)，將它們疊加起來(lái)，其結(jié)果應(yīng)當(dāng)在 區(qū)間內(nèi)為常數(shù)，在其它區(qū)間內(nèi)為0。 ,2()0,ssnCffH fnf其它,(22)ssff,(22)ssffsf第27頁(yè)/共76頁(yè)第二十七頁(yè)，共76頁(yè)。 此系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_的最大碼速率為2W，故2212log1BbBHZMbps HZ一般選0.2 1。W：互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)頻率第28頁(yè)/共76頁(yè)第二十八頁(yè)，共76頁(yè)。例 某基帶系統(tǒng)的頻率特性是截止頻率為1 MHz、幅度為1的理想低通濾波器：(1) 試根據(jù)系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_的時(shí)域條件求此基帶系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_的碼速率。(2) 設(shè)此系統(tǒng)傳輸信息速率為3 Mbps，能否(

9、nn fu)能實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間串?dāng)_? 無(wú)碼間串?dāng)_的最大碼速率為2MBd。解 (1) h(t)=2106Sa(2106t)第29頁(yè)/共76頁(yè)第二十九頁(yè)，共76頁(yè)。第30頁(yè)/共76頁(yè)第三十頁(yè)，共76頁(yè)。例 設(shè)基帶傳輸(chun sh)系統(tǒng)的頻率特性如圖所示，若要求以2/T Bd的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(chun sh)，試驗(yàn)證圖中各H()是否滿足無(wú)碼間串?dāng)_的條件? 第31頁(yè)/共76頁(yè)第三十一頁(yè)，共76頁(yè)。第32頁(yè)/共76頁(yè)第三十二頁(yè)，共76頁(yè)。 部分響應(yīng)系統(tǒng)可以使頻帶利用率達(dá)到 ，而且頻率特性易于實(shí)現(xiàn)、時(shí)域響應(yīng)衰減速率快、位同步抖動(dòng)對(duì)誤碼率影響小。當(dāng)然，這些優(yōu)點(diǎn)是以犧牲可靠性為代價(jià)的。本節(jié)介紹常用的第I類(lèi)及第

10、IV類(lèi)部分響應(yīng)系統(tǒng)。2dZBH第33頁(yè)/共76頁(yè)第三十三頁(yè)，共76頁(yè)。第34頁(yè)/共76頁(yè)第三十四頁(yè)，共76頁(yè)。第35頁(yè)/共76頁(yè)第三十五頁(yè)，共76頁(yè)。第36頁(yè)/共76頁(yè)第三十六頁(yè)，共76頁(yè)。第37頁(yè)/共76頁(yè)第三十七頁(yè)，共76頁(yè)。第38頁(yè)/共76頁(yè)第三十八頁(yè)，共76頁(yè)。第39頁(yè)/共76頁(yè)第三十九頁(yè)，共76頁(yè)。第40頁(yè)/共76頁(yè)第四十頁(yè)，共76頁(yè)。( )()snCTHn第41頁(yè)/共76頁(yè)第四十一頁(yè)，共76頁(yè)。( )sjn TnnTC e22( )2sssjn TsnTCTe( )()Tnsnh tctnT的沖激沖應(yīng)為 ( )T( )()snCTHn第42頁(yè)/共76頁(yè)第四十二頁(yè)，共76頁(yè)。( )(

11、)NisiNy tc x tiT()()NsisiNy kTc x ki TNkik iiNyc xNkik iiNhc h 第43頁(yè)/共76頁(yè)第四十三頁(yè)，共76頁(yè)。001kkDhh001kkDhh采用最小峰值畸變準(zhǔn)則。D1, 第44頁(yè)/共76頁(yè)第四十四頁(yè)，共76頁(yè)。第45頁(yè)/共76頁(yè)第四十五頁(yè)，共76頁(yè)。Nkkkik ikiNeyac xa0kk iE e x11mkk ike xm第46頁(yè)/共76頁(yè)第四十六頁(yè)，共76頁(yè)。第47頁(yè)/共76頁(yè)第四十七頁(yè)，共76頁(yè)。 本節(jié)分析無(wú)碼間串?dāng)_、位定時(shí)信號(hào)(xnho)無(wú)相位抖動(dòng)時(shí)基帶系統(tǒng)抗加性高斯白噪聲的能力。r(t)=rs(t)+nR(t)第48頁(yè)/共

12、76頁(yè)第四十八頁(yè)，共76頁(yè)。,(),nsnAxr kTA發(fā)“1”碼時(shí) 發(fā)“0”碼時(shí)第49頁(yè)/共76頁(yè)第四十九頁(yè)，共76頁(yè)。2121()( )exp22nnxAf x2021()( )exp22nnxAfx第50頁(yè)/共76頁(yè)第五十頁(yè)，共76頁(yè)。第51頁(yè)/共76頁(yè)第五十一頁(yè)，共76頁(yè)。第52頁(yè)/共76頁(yè)第五十二頁(yè)，共76頁(yè)。2222(1)341eMrPQMM M進(jìn)制雙極性第I類(lèi)及第(jd)IV類(lèi)部分響應(yīng)系統(tǒng)的抽樣判決器輸出有2M-1個(gè)雙極性電平，誤碼率為 雙極性M進(jìn)制數(shù)字基帶系統(tǒng)的誤碼率第53頁(yè)/共76頁(yè)第五十三頁(yè)，共76頁(yè)。第54頁(yè)/共76頁(yè)第五十四頁(yè)，共76頁(yè)。第55頁(yè)/共76頁(yè)第五十五頁(yè)，共

13、76頁(yè)。deHthtj)(21)()(0ttKS第56頁(yè)/共76頁(yè)第五十六頁(yè)，共76頁(yè)。deHthtj)(21)()(0ttKS SO() = S() * H() = K S()2)()(arg)(arg)(arg)(arg)(00tttSStHStt)()()()()()(000ttKRdtstsKdhtsts第57頁(yè)/共76頁(yè)第五十七頁(yè)，共76頁(yè)。dthxty)()()(0( )( ) ( )Ty Txsd第58頁(yè)/共76頁(yè)第五十八頁(yè)，共76頁(yè)。 工程中使用相關(guān)器時(shí)，應(yīng)在時(shí)間T將積分值清除掉，避免影響下一個(gè)碼元的工作狀態(tài)。第59頁(yè)/共76頁(yè)第五十九頁(yè)，共76頁(yè)。( )()( ),(1)ns

14、ssny tb g tnTn tnTtnT 20( )sTgEgt dt第60頁(yè)/共76頁(yè)第六十頁(yè)，共76頁(yè)。2226log2(1)62(1)11sbeooEEMMMPQQMMnMMn雙極性二進(jìn)制最佳(zu ji)接收機(jī)的誤碼率02beEPQn第61頁(yè)/共76頁(yè)第六十一頁(yè)，共76頁(yè)。( )( )sj TRTGGe第62頁(yè)/共76頁(yè)第六十二頁(yè)，共76頁(yè)。系統(tǒng)(xtng)無(wú)碼間串?dāng)_的條件為()( )( )ssnj THnCHHe上述二式得2( )( )TGH第63頁(yè)/共76頁(yè)第六十三頁(yè)，共76頁(yè)。22(1)31eMrPQMM2226log2(1)62(1)11sbeooEEMMMPQQMMnMMn

15、0022sBESnn R20ncSSn B第64頁(yè)/共76頁(yè)第六十四頁(yè)，共76頁(yè)。第65頁(yè)/共76頁(yè)第六十五頁(yè)，共76頁(yè)。2( )( )( )rdPfPfH f第66頁(yè)/共76頁(yè)第六十六頁(yè)，共76頁(yè)。第67頁(yè)/共76頁(yè)第六十七頁(yè)，共76頁(yè)。1. 超前滯后型數(shù)字鎖相環(huán)位同步器 第68頁(yè)/共76頁(yè)第六十八頁(yè)，共76頁(yè)。第69頁(yè)/共76頁(yè)第六十九頁(yè)，共76頁(yè)。2. 觸發(fā)(chf)型數(shù)字鎖相環(huán)位同步器第70頁(yè)/共76頁(yè)第七十頁(yè)，共76頁(yè)。 位同步(tngb)系統(tǒng)的性能指標(biāo)與載波同步(tngb)系統(tǒng)類(lèi)似，包括同步(tngb)誤差，同步(tngb)建立時(shí)間與同步(tngb)保持時(shí)間等。我們重點(diǎn)討論數(shù)字鎖相環(huán)位同步(tngb)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 1. 同步建立時(shí)間ts 超前滯后型數(shù)字環(huán) sssTmNmTNt0022觸發(fā)器數(shù)字環(huán) ts=2mTs 第71頁(yè)/共76頁(yè)第七十一頁(yè)，共76頁(yè)。 2. 同步(