通信原理

电子科技大学通信学院1/52通信原理第第1 1章章 绪论绪论电子科技大学通信学院2/52第1章 绪论 现代信息社会中，充分利用与交流信息通信通信原理通信原理阐述通信及其系统的基础理论、技术与分析方法。1.1 通信的基本概念1.2 历史回顾1.3 信源与常见的消息1.4 信道1.5 频带与电波传播1.6 数字与模拟通信系统1.7 通信网络电子科技大学通信学院3/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院4/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院5/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院6/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院7/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院8/521.1 通信的基本概念 电子科技大学通信学院9/521.2 历史回顾 电子科技大学通信学院10/521.2 历史回顾历史回顾电子科技大学通信学院11/521.3 信源与常见的消息 电子科技大学通信学院12/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息信号与消息存在某种对应关系（映射）电子科技大学通信学院13/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息注意：这里的Bit是指二进制符号个数，不是信息量。电子科技大学通信学院14/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息量纲：1/s电子科技大学通信学院15/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院16/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息可以用确定的函数形式表达的信号。信号的波形可以由有限时间上的值确定。电子科技大学通信学院17/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息主要bit的含义电子科技大学通信学院18/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院19/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息322()0.5log 0.50.5log 0.51 ()H Xbit 电子科技大学通信学院20/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院21/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息例：数字信源例：数字信源X X二元等概，各符号独立，每毫秒发送二元等概，各符号独立，每毫秒发送4 4个个度量符号，求信息熵率。度量符号，求信息熵率。解：由上例可知解：由上例可知314104000iiH(X)(bit)RH(X)/(bit/s)电子科技大学通信学院22/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院23/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院24/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院25/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院26/521.3 信源与常见的消息信源与常见的消息电子科技大学通信学院27/521.4 信道 电子科技大学通信学院28/521.4 信道信道电子科技大学通信学院29/521.4 信道信道电子科技大学通信学院30/521.4 信道信道电子科技大学通信学院31/521.4 信道信道电子科技大学通信学院32/521.4 信道信道电子科技大学通信学院33/521.4 信道信道电子科技大学通信学院34/521.4 信道信道电子科技大学通信学院35/521.4 信道信道电子科技大学通信学院36/521.4 信道信道电子科技大学通信学院37/521.4 信道信道电子科技大学通信学院38/521.5 频带与电波传播 电子科技大学通信学院39/521.5 频带与电波传播频带与电波传播 (1)()m/s)fHz/sm8c3 10其中：光速其中：光速 频率频率 波长波长电子科技大学通信学院40/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院41/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院42/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院43/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院44/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院45/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院46/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院47/521.5 频带与电波传播频带与电波传播电子科技大学通信学院48/521.6 数字与模拟 通信系统 电子科技大学通信学院49/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院50/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院51/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院52/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院53/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院54/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院55/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院56/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院57/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子科技大学通信学院58/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统参考：SNR=30dB，带宽为4kHz的模拟电话信道 C=39.87（kbps）电子科技大学通信学院59/521.6 数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统D端子格式分辨率帧频（Hz）规格R(Mbps)D1480i72048030数字标清(SDTV)82944 D31080i1920108030数字高清(HDTV)497664D51080p1920108060全高清(Full HDTV)995328例：数字电视熵率R标准帧率均为60Hz，但现在大多数都达不到，通常采用24Hz，25Hz，30Hz。数据按象素分辨率8比特计算。电子科技大学通信学院60/521.7 通信网络 电子科技大学通信学院61/521.7 通信网络通信网络电子科技大学通信学院62/521.7 通信网络通信网络电子科技大学通信学院63/52通信原理第第2 2章章 基础知识基础知识电子科技大学通信学院64/52第2章 基础知识 电子通信系统通过某种电子或电气物理量来传输信息，如电流、电压、电磁波等，其数学模型是时间的函数，统称为信号信号。2.1 确知信号2.2 随机信号2.3 高斯分布与高斯信号2.4 信号通过线性时不变系统2.5 白噪声2.6 噪声中的信号处理2.7 带通信号2.8 带通随机信号与噪声2.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院65/522.1 确知信号 电子科技大学通信学院66/522.1 确知信号电子科技大学通信学院67/522.1 确知信号电子科技大学通信学院68/522.1 确知信号电子科技大学通信学院69/522.1 确知信号也称为有效值电子科技大学通信学院70/522.1 确知信号注意：当输入输出阻抗相等时，功率增益与电压增益相同，否则不同。电子科技大学通信学院71/522.1 确知信号电子科技大学通信学院72/522.1 确知信号电子科技大学通信学院73/522.1 确知信号例：窄带高频信号的谱和波形12222ccccjf tjf tcffffX(f)A rectrectBBfFrectBSa(Bt)Bx(t)ABSa(Bt)eeABSa(Bt)cosf t电子科技大学通信学院74/522.1 确知信号n傅里叶变换与傅里叶级数的关系00000000000020002200002002000021 2 2T/jntjntnT/T/jntT/T/jntj tTT/f(t)C(n)eC(n)f(t)edtTC(n)C(n)Tf(t)edt/nC(n)limlimf(t)edtf(t)edtF()/电子科技大学通信学院75/522.1 确知信号 real fun *x()x()x()x()dzx(z)x(z)dr()x()X(f)X(f)或称为：能量自相关函数实偶 虚奇电子科技大学通信学院76/522.1 确知信号或称为：功率自相关函数电子科技大学通信学院77/522.1 确知信号n各谱之间的关系2TT TTTTTTTTx(t)|t|Ttx(t)x(t)rect0other2Tx(t)x(t)dtx(t)x(x(t)X(f)X(f)x(t)x(t)dtXt)dtx(t)x(f)X(f(t)dtTTTTTTl i mll i ml i ml i ml i mi m22 TTT)E(f)X(f)1x(t)x(t)dtP(f)2T2TTTl i ml i m电子科技大学通信学院78/522.1 确知信号电子科技大学通信学院79/522.1 确知信号n注意：幅度、相位及虚实部的关系002200000000002222222jf tjf tjjj sgn(f)eex(t)Acos(f t)Acos(f)t)AX(f)(ff)e(ff)eA(ff)(ff)eARe X(f)(ff)(ff)cosAIm X(f)(ff)(ff)sin电子科技大学通信学院80/522.1 确知信号n注意：实函数的能量谱和功率谱密度为实偶函数，无相位 关系。2r()x()x()x()x()r()P(f)X(f)X(f)X(f)X(f)X(f)X(f)X(f)P(f)n实函数的频谱密度:幅度为偶函数，相位为奇函数。实部为偶函数，虚部为奇函数。n负频率在实际上是不可测量的。电子科技大学通信学院81/522.1 确知信号HBfHLBff电子科技大学通信学院82/522.1 确知信号电子科技大学通信学院83/522.1 确知信号电子科技大学通信学院84/522.2 随机信号 电子科技大学通信学院85/522.2 随机信号电子科技大学通信学院86/522.2 随机信号电子科技大学通信学院87/522.2 随机信号对随机信号的理解：n样本函数依概率组合（基于事件分析）需要样本函数的准确描述和事件统计信息。常用于数字信号局部信息特性分析。n随机变量依时间序列组合（基于随机变量分析）需要各时间点变量的统计信息及各不同时间点变量的相关信息，用于通信信号分析还需进行概念上的扩展。X(t,)X(t)X(t)x(t)P X(t)x(t)事件：1111 X(t)xP X(t)x 事件：电子科技大学通信学院88/522.2 随机信号xXXF(x;t)f(;t)d电子科技大学通信学院89/522.2 随机信号*条件密度函数：条件密度函数：12121212221212121222f(x/x;t,t)f(x,x;t,t)/f(x;t)f(x,x;t,t)f(x/x;t,t)f(x;t)电子科技大学通信学院90/522.2 随机信号例：半随机二进制信号 用方波进行二进制信号传输，代表逻辑1和0的方波幅度分别为A1和A0，符号维持时间为T，各传输符号彼此独立。发1和发0的概率均为1/2。电子科技大学通信学院91/522.2 随机信号ttt1(,)X t(,)iX t3(,)X t2(,)X tT电子科技大学通信学院92/522.2 随机信号001101121011121212121212121222121 02 0f(x,t)P(xA)P(xA)(xA)(xA)tt(xA)(xA)INTTf(x/x;t,t)tt(xx)INTTf(x,x;t,t)f(x/x;t,t)f(x;t212011121220211 041 02iii)tt(xA)(xA)INTTtt(xx)(xA)(xA)INTT电子科技大学通信学院93/522.2 随机信号例：例：其中：其中：为常量，为常量，为为 等概分布的随机变量等概分布的随机变量 2X(t)Acos(ft)A,f212121122112211222212221 222f(x,t)(xAsinft)(xAsinft)f(x,x;t,t)(xAsinft)(xAsinft)(xAsinft)(xAsinft)002 =/22 =-/2sin(f t)sin(f t)电子科技大学通信学院94/522.2 随机信号*函数变换关系设 为单调函数，且 存在。则Yg(X)Xh(Y)YXf(y)f h(y)|h(y)|设 则1122 Ug(X,Y)Xh(U,V)Vg(X,Y)Yh(U,V)12UVXYUVUVf(u,v)f(h(u,v),h(u,v)J(u,v)J(u,v)其中，是雅科比行列式电子科技大学通信学院95/522.2 随机信号112211221211UVXYUVXYXYh(u,v)h(u,v)(x,y)uvJ(u,v)h(u,v)h(u,v)(u,v)uvg(x,y)g(x,y)xy(u,v)J(x,y)g(x,y)g(x,y)(x,y)xyJ(u,v)J(x,y)J(h(u,v),h(u,v)雅科比行列式=电子科技大学通信学院96/522.2 随机信号 2X(t)Acos(ft)例：例：其中：其中：为常量，为常量，为相互独立的随机变量，分布为为相互独立的随机变量，分布为fA,222 021 -,2Aaaf(a,t)expa,f(,t)求求 X(t)的概率密度函数的概率密度函数电子科技大学通信学院97/522.2 随机信号2212 22AX(t)Y(t)X(t)Acos(ft)Y(t)Y(t)Asin(ft)tgftX(tx,y,a,X(t),Y(,)t),A 用代替22222XYAXYAXYXYf(x,y,t)f(a,)|J(x,y)|f(a,t)f(,t)|J(x,y)|aaexp|J(x,y)|电子科技大学通信学院98/522.2 随机信号2222222222222221112211 2222AXYAXYXYXcos(ft)asin(ft)J(a,)asin(ft)acos(ft)J(x,y)J(a,)axyaaf(x,y,t)exp|J(x,y)|xyxexpf(x,t)exp电子科技大学通信学院99/522.2 随机信号121211221212 C(t,t)C(t,t)EX(t)m(t)X(t)m(t)(t,t)(t)(t)电子科技大学通信学院100/522.2 随机信号nChebyshev(切比雪夫）不等式22221Var X E(XE X)P|XE X|Var X P|XE X|或电子科技大学通信学院101/522.2 随机信号1212121212121212(,.,;,.,)(,.,;,.,)(,)()(,;,)(,;)nnnnf x xx t ttf x xx tu tutuf x tf xf x x tu tuf x x ttu为任意值电子科技大学通信学院102/522.2 随机信号注意：广义平稳必须上述两项同时成立 广义平稳的其他二阶矩也仅于时间差有关。2121212 0 C(t,t)C(t,t)m(t)m(t)C()C()()电子科技大学通信学院103/522.2 随机信号电子科技大学通信学院104/522.2 随机信号电子科技大学通信学院105/522.2 随机信号例：随机相位信号 相位为均匀分布。2X(t)cos(ft)12122 2 THEN 0baE X(t)cos(ft)dbasin(ftb)sin(fta)baIF bakE X(t)电子科技大学通信学院106/522.2 随机信号122124222112422221 THEN 22bababaR(t,t)cos(f(t)cos(ft)dbacos(f)cos(ftf)d(ba)cos(f)cos(ftf)d(ba)IF bakR(t,t)cos(f)电子科技大学通信学院107/522.2 随机信号电子科技大学通信学院108/522.2 随机信号在各态历经的条件下：EX(t)为直流分量 R(0)信号总功率（归一化）2 信号交流功率电子科技大学通信学院109/522.2 随机信号均值各态历经的判决条件：221lim1()022TTTCdTT充要条件：充分条件：lim0C 0C，且，且 1lim()02TTTCdT电子科技大学通信学院110/522.2 随机信号电子科技大学通信学院111/522.2 随机信号电子科技大学通信学院112/522.2 随机信号电子科技大学通信学院113/522.2 随机信号电子科技大学通信学院114/522.2 随机信号电子科技大学通信学院115/522.2 随机信号注意：第一式为一般式，第二式的条件是广义平稳，原理见下页。电子科技大学通信学院116/522.2 随机信号n随机信号由样本构成，每一个样本都是确定函数，都由自己的功率谱。1212TXTTTTTr(,)limX(t,)X(t,)dtTlimX(t,)X(t,)dtT 212XTTP(f,)F r(,)lim|X(f,)|T 电子科技大学通信学院117/522.2 随机信号n随机信号功率谱是样本功率谱的统计平均212TTP(f)E P(f,)limE|X(f,)|T 12ttTTTP(f)E F A X(t,)XAlimdt(,Tt)假设各算子秩序可交换，对平稳随机信号，有tP(f)F AEX(t,)X(t,)F R()电子科技大学通信学院118/522.2 随机信号电子科技大学通信学院119/522.2 随机信号电子科技大学通信学院120/522.2 随机信号上述功率谱求法等价于002200002020020020422242222224222224ttttP(f)F AEAcosf(t)Acosf tAF Acosfcosf tfAFcosfAP(f)F E Acosfcosf tfEA(ffAFcos)Af(ff)(EAf 00f)(ff)电子科技大学通信学院121/522.2 随机信号上述功率谱求法等价于00002220002222tjf tjf ttP(f)AE FAcosf(t)Acosf tAA(ff)eE(ff)ecosf t02000424212222jf tcosf tsinf tecosf tj 由于2004A(ffP(f)(ff)电子科技大学通信学院122/522.2 随机信号电子科技大学通信学院123/522.2 随机信号22 21222222ccTxyccTTccccx(t)cosf ty(t)cosf tAr()limx(t)y(t)dtcosfcossinfsinTcosjsinP(f)(ff)(ff)(ff)(ff)电子科技大学通信学院124/522.3 高斯分布与 高斯信号 电子科技大学通信学院125/522.3 高斯分布与高斯信号 电子科技大学通信学院126/522.3 高斯分布与高斯信号 电子科技大学通信学院127/522.3 高斯分布与高斯信号 电子科技大学通信学院128/522.3 高斯分布与高斯信号 电子科技大学通信学院129/522.3 高斯分布与高斯信号 n高斯随机变量之和为高斯随机变量高斯随机变量之和为高斯随机变量电子科技大学通信学院130/522.3 高斯分布与高斯信号n中心极限定理 设随机变量X1,X2,Xn彼此独立，且均值与方差满足条件：2221221 0 10nkkkknkknkknknE XmVar XBlimEXmB其中为任意整数则随机变量11nnkkkknnXmZB2212xt/nnlim F(x)edt满足分布即：当n充分大时11NnnkknkkXmB 近似于，高斯分布电子科技大学通信学院131/522.3 高斯分布与高斯信号 电子科技大学通信学院132/522.4 信号通过线性 时不变系统 电子科技大学通信学院133/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院134/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院135/522.4 信号通过线性时不变系统x(t)h(t)kx(t)电子科技大学通信学院136/522.4 信号通过线性时不变系统窄带系统中的群时延的意义：|H(f)|Afcffcf0f 0001()()=22()cos 2()sin 2()cos 2 ()sin 2gccccdTfH fffdfx tf ty tf tAx tftAy tft 输入：输出：电子科技大学通信学院137/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院138/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院139/522.4 信号通过线性时不变系统x(t)h(t);y(t)g(t)x(t);y(t)h()g()助记忆符：左右XYR()X(t);Y(t)电子科技大学通信学院140/522.4 信号通过线性时不变系统UVXYU(f)X(f)H(f)V(f)Y(f)G(f)P(f)P(f)H(f)G(f)电子科技大学通信学院141/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院142/522.4 信号通过线性时不变系统电子科技大学通信学院143/522.5 白噪声 电子科技大学通信学院144/522.5 白噪声电子科技大学通信学院145/522.5 白噪声电子科技大学通信学院146/522.5 白噪声电子科技大学通信学院147/522.5 白噪声电子科技大学通信学院148/522.5 白噪声电子科技大学通信学院149/522.5 白噪声hr()r(t)r(t)dt电子科技大学通信学院150/522.5 白噪声电子科技大学通信学院151/522.5 白噪声电子科技大学通信学院152/522.6 噪声中的信号处理 电子科技大学通信学院153/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院154/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院155/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院156/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院157/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院158/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院159/522.6 噪声中的信号处理nt0的取值问题 设 0S(t)t,T 0000 0 S(tt)ttTtTtt 000 0 h(t)S(tt)tTTt考虑滤波器的物理可实现问题考虑最小延时，取0tT 0h(t)S(Tt)t,T 电子科技大学通信学院160/522.6 噪声中的信号处理n匹配滤波器的物理实现1。频域实现：RLC电路实现2。时域实现：00000 0 0 2tMINt,T TMAXt T,t TTTh:tzTtTzty(t)x(t)h(t)x(z)h(tz)dzx:zTx(z)h(tz)dztTy(t)x(tz)h(z)dzx(z)h(tz)dzTtTy(T)x(z)S(T(Tz)dzx(z)S(z)dz 注意：这种方法仅在采样点T时刻等价。电子科技大学通信学院161/522.6 噪声中的信号处理n信号通过匹配滤波器的响应1022210 0 222tTt TT ty(t)S(z)S(Ttz)dztTy(t)S(z)S(Ttz)dzTtTTtzy(t)S()S(T(Tt)dy(Tt)令 电子科技大学通信学院162/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院163/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院164/522.6 噪声中的信号处理电子科技大学通信学院165/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院166/522.7 带通信号 1111 H(f)jsgn(f)(t)ttt 逆变换：逆变换：电子科技大学通信学院167/522.7 带通信号 0Cf 电子科技大学通信学院168/522.7 带通信号 evenevenevenevenevenevenx()x()x(t)ddttx()x()ddx(t)t(t)l偶函数的希尔波特变换为奇函数，反之亦然。XXR()功率不变电子科技大学通信学院169/522.7 带通信号 注意：解析信号仅有正频谱（可逆）电子科技大学通信学院170/522.7 带通信号n负频谱解析信号2122zxz(t)x(t)jx(t)Z(f)X(f)j(jsgn(f)X(f)u(f)P(f)P(f)|u(f)|224*zzxz(t)z(t)x(t)Re z(t)Z(f)Z(f)X(f)P(f)P(f)P(f)|n恢复原信号l解析信号是原信号的可逆变换解析信号是原信号的可逆变换l解析信号与原信号带宽相同（工程意义上）解析信号与原信号带宽相同（工程意义上）电子科技大学通信学院171/522.7 带通信号n解析信号与源信号占用相同频带解析信号与源信号占用相同频带n频谱搬移频谱搬移22 22ccjf tcccjf tccccx(t)X(f)z(t)Z(f)z(t)z(t)eZ(f)Z(ff)z(t)x(t)jx(t)eRe z(t)x(t)cos(f t)x(t)sin(f t)电子科技大学通信学院172/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院173/522.7 带通信号 x(t)X(f)z(t)x(t)jx(t)z(t)Z(f)2cjf tLLcLcscx(t)z(t)eX(f)Z(ff)x(t)x(t)jxx(t)()(t)x t带通信号解析代替信号复包络电子科技大学通信学院174/522.7 带通信号 复包络中的的各分量是信息信号的映射（线性或非线性）复包络是复信号，它一般是非解析信号。（也可以时解析）电子科技大学通信学院175/522.7 带通信号 注意：复包络的含义 cjtLx(t)e一般是解析的电子科技大学通信学院176/522.7 带通信号n复信号分析1、构建复信号（或解析信号）2、频谱搬移3、取实部或虚部信号作为发射信号或解调信号电子科技大学通信学院177/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院178/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院179/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院180/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院181/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院182/522.7 带通信号2 2LPFLPFccsccccsccccssy(t)x(t)costy(t)x(t)sintY(f)X(ff)X(ff)Y(f)j X(ff)X(ff)X(f)Y(f)X(f)Y(f)假设X(f)位于实平面电子科技大学通信学院183/522.7 带通信号 电子科技大学通信学院184/522.8 带通随机信号与噪声 电子科技大学通信学院185/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院186/522.8 带通随机信号与噪声sR()csR()电子科技大学通信学院187/522.8 带通随机信号与噪声对于白噪声，任何时刻都独立。对于白噪声，任何时刻都独立。电子科技大学通信学院188/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院189/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院190/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院191/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院192/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院193/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院194/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院195/522.8 带通随机信号与噪声电子科技大学通信学院196/522.9 数字信号及其 脉冲调幅信号 电子科技大学通信学院197/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院198/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院199/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院200/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院201/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院202/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院203/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号;n kngR(k)E aar()g(t)g(t)dt其中：电子科技大学通信学院204/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号电子科技大学通信学院205/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号证明：21tnbmbnmbNNTnbmbnNmNP(f)F AES(t)S(t)S(t)a g(tnT)a g(tmT)T(N)TS(t)a g(tnT)a g(tmT)令 2电子科技大学通信学院206/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号121121 121StNNnmbbNnN mNbNNbbNnN mNbbbNbR()AES(t)S(t)limEa a g(tnT)g(tmT)dt(N)TlimR(nm)g(tnT)g(tmT)dt(N)TnmkmmtmTtlimR(k)g(tkT)(N)T 令N mNkN m mNg(t)dt 电子科技大学通信学院207/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号2212121211bN mNSbNkN mmNbN mbNkN mbgbkbjkfTSkbR()limR(k)g(tkT)g(t)dt(N)T(N)limR(k)g(tkT)g(t)dt(N)TR(k)r(kT)T|G(f)|P(f)F R()R(k)eT电子科技大学通信学院208/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号n单一频率分量问题 工程中所谓信号中有某一频率分量，是指该频率点的信号具有一定的功率。定义为00000fffPlimP(f)df表现为功率谱中存在该频点的冲击。即离散分量。电子科技大学通信学院209/522.9 数字信号及其脉冲调幅信号n功率谱的另一种表达式 2222222222222221 bbbbbjkfTbnknbjkfTkbjkfTjkfTkkbbjkfTkbefk/TE aE aT|G(f)|P(f)R(k)EaEaeT|G(f)|G(f)|R(k)EaeEaeTT|G(f)|R(k)EaeEaT22nbG k/Tfk/TT连续谱 离散谱R(k)为偶函数，因此为偶函数，因此 P(f)为实偶函数为实偶函数电子科技大学通信学院210/52通信原理第第3 3章章 模拟传输模拟传输电子科技大学通信学院211/52第3章 模拟传输模拟传输模拟传输核心内容模拟传输核心内容-模拟信号的调制、解调3.1 幅度调制3.2 模拟角度调制3.3 幅度调制系统的抗噪声性能3.4*角度调制系统的抗噪声性能3.5 各类通信系统的比较与应用 电子科技大学通信学院212/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院213/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院214/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院215/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院216/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院217/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院218/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院219/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院220/523.1 幅度调制CL1Bf2 R C电子科技大学通信学院221/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院222/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院223/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院224/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院225/523.1 幅度调制n右边带模型右边带模型 1()Re()()()2()()Im()()()()2UUUUUUUx tztztztjx tztztzztx txtjt()1()()()2()()()1()2()(2UUUUUZfX fZfZfjF xX fsng fX f utZfffZ电子科技大学通信学院226/523.1 幅度调制n左边带模型左边带模型1()Re()()()21Re()()()2()Im()()()2I()()()(m()()()2)LLLUUULLLUUULUx tztztztztztztjx tzztx tjxtztztjtztztzttz()1()2()()2()()()()1()()()21()()2()()()2()()2LULLUULLUUZfZfX fZXfsngfXfZfZfZfjf ufX f ufF x tZfZfjZfZf电子科技大学通信学院227/523.1 幅度调制n时域实现时域实现 1u112L221212121()()()()()()()()()()()cossin()()()cossin()()()cos()sinRe()Re()()bbjtjtUUUUUUUbbUbbUUbbUUUztz t evtjwtztzt evtjwtztx tjx ttjtztx tjx ttjtvtvtx ttx ttztztwt2121L1111()()sin()cosIm()Im()()()()()()()cossin()()cos()sin()()sin()cosbUbbUUjtLLLbbLbbLbbwtx ttx ttztztztzt evtjwtx tjx ttjtvtx ttx ttwtx ttx tt 电子科技大学通信学院228/523.1 幅度调制n频域实现频域实现 1()()()21()1()()1()21()2()()2()2()()()()bbbbbbbbbbbbbbV fZ ffZffX ffsng ffXffsngffX ffuffX ffuffX ffuffX ffuff()()()2()()()()bbbbbbjW fZ ffZffj X ff uffX ff uff()()bbuffuff高低通滤波器11()()()()()2bbbbVfX ffuffX ffuff实际实现电子科技大学通信学院229/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院230/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院231/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院232/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院233/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院234/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院235/523.1 幅度调制n维弗法 下边带调制1L11111121L222()()()()()()cossin()()cos()sinRe()()()sin()cosIm()()()()()()()()cosbbccjtLLLbbLbbLLbbLjtjtLLLLLbztzt evtjwtx tjx ttjtvtx ttx ttztwtx ttx ttztztzt ezt evtjwtvtx t11()sin()cos()sincbcLcLctx ttvttwtt电子科技大学通信学院236/523.1 幅度调制n维弗法 上边带调制1U11111121L222()()()()()()cossin()()cos()sinRe()()()sin()cosIm()()()()()()()()cosbcbcjtUUUbbUbbUUbbUjtjtUULLUztzt evtjwtx tjx ttjtvtx ttx ttztwtx ttx ttztztzt ezt evtjwtvtx t11()sin()cos()sincbcbLcLctx ttvttwtt电子科技大学通信学院237/523.1 幅度调制电子科技大学通信学院238/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院239/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院240/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院241/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院242/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院243/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院244/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院245/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院246/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院247/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院248/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院249/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院250/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院251/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院252/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院253/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院254/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院255/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院256/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院257/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院258/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院259/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院260/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院261/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院262/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院263/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院264/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院265/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院266/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院267/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院268/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院269/523.2 模拟角度调制 电子科技大学通信学院270/523.3 幅度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院271/523.3 幅度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院272/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院273/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院274/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院275/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院276/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院277/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院278/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院279/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院280/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院281/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院282/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院283/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院284/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院285/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院286/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院287/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院288/523.3 模拟角度调制 电子科技大学通信学院289/523.4*角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院290/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院291/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院292/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院293/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院294/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院295/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院296/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院297/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院298/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院299/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院300/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院301/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院302/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院303/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院304/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院305/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院306/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院307/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院308/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院309/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院310/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院311/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院312/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院313/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院314/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院315/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院316/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院317/523.4 *角度调制系统的抗噪声性能 电子科技大学通信学院318/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院319/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院320/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院321/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院322/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院323/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院324/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院325/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院326/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院327/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院328/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院329/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院330/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院331/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院332/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院333/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院334/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院335/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院336/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院337/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院338/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院339/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院340/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院341/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院342/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院343/523.5 各类通信系统的比较与应用电子科技大学通信学院344/52通信原理第第4 4章章 数字基带传输数字基带传输 电子科技大学通信学院345/52第4章 数字基带传输数字基带传输数字基带传输数字基带传输运用各种基带信号传输数字序列 4.1 二元与多元数字基带信号4.2 数字基带信号的功率谱与带宽4.3 二元信号的接收方法与误码分析4.4*多元信号的接收方法与误码分析4.5 码间串扰与Nyquist准则4.6*信道均衡4.7*部分响应系统4.8 符号同步4.9 线路码型电子科技大学通信学院346/524.1 二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院347/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院348/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院349/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院350/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院351/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院352/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院353/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院354/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院355/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院356/524.1 二元与多元数字基带信号二元与多元数字基带信号电子科技大学通信学院357/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院358/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院359/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院360/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院361/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院362/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院363/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院364/524.9 线路码型线路码型4.9.2 HDB3码及其他1.1.3 3阶高密度双极性码阶高密度双极性码 (HDB3)(HDB3)AMI码的一种改进码型，ITU-T推荐使用的码型之一。编码规则：将满足正负交替的码称为B码，违反正负交调的码称为V码。1）先进行AMI编码2）检查连续0，每出现一个四连0，用“破坏码元”组B00V或000V代替。代替原则是任意两V码之间的B码个数维奇数。这样，B码和V码均满足正负交替。无直流。电子科技大学通信学院365/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院366/524.9 线路码型线路码型电子科技大学通信学院367/524.2 数字信号的功率谱数字信号的功率谱与带宽与带宽电子科技大学通信学院368/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院369/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽 222222222222221 bbbbbjkfTbnknbjkfTTskbjkfTjkfTkkbbjkfTkbbefk/TE aE aT|G(f)|P(f)R(k)eT|G(f)|G(f)|R(k)EaeEaeTTEa|G(f)|R(k)EaeG k/TT2kTfk/T电子科技大学通信学院370/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院371/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院372/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院373/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院374/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院375/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽例4.4 单极性RZ码的功率谱2221 2 1 4222221122aabbbbTbbbSbbm/sinf T/ATATf TG(f)sincf T/A Tf TkP(f)sincfTT02ksinc当k为奇数和0时电子科技大学通信学院376/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院377/524.2 数字信号的功率谱与带宽数字信号的功率谱与带宽电子科技大学通信学院378/524.3 二元信号的接收方法二元信号的接收方法与误码分析与误码分析 电子科技大学通信学院379/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院380/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院381/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院382/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院383/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院384/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析 电子科技大学通信学院385/524.3 二元信号的接收方法与误码分析二元信号的接收方法与误码分析22222222121212zxz mxz mxQ(x)edzxmQedzmxQedz电