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通信原理,知識(shí)點(diǎn) 第1課 緒論 一、通信與通信系統(tǒng)的一般概念 1. 通信:傳輸與交換消息的過(guò)程。 2. 電通信:用電信號(hào)攜帶所要傳遞的消息,然后經(jīng)過(guò)各種電信道進(jìn)行傳輸與交換,以達(dá)到通信的目的。 3. 通信系統(tǒng):為完成通信任務(wù)所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)所構(gòu)成的總體。 二、通信系統(tǒng)的組成和各部分的作用 1. 信源:原始信號(hào)的,其作用是將消息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。(如電話機(jī)、話筒、攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)以及各種數(shù)字終端設(shè)備) 2. 發(fā)送設(shè)備:對(duì)原始電信號(hào)進(jìn)行各種處理和變換,使它變換成適合于信道中傳輸?shù)男问?。(調(diào)制、放大、濾波及數(shù)字發(fā)送設(shè)備中的編碼功能等) 3. 信道(傳輸媒介):發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間用于傳輸信號(hào)的媒介(有線和無(wú)線兩大類) 4. 接收設(shè)備:對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理和變換,以便恢復(fù)出對(duì)應(yīng)于發(fā)送端的原始信號(hào)(放大、濾波、解調(diào)及數(shù)字接收設(shè)備中的譯碼等功能) 5. 信宿(收信者):原始信號(hào)的最終接收者,其作用是把接收設(shè)備恢復(fù)出來(lái)的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息(人、各種終端設(shè)備、計(jì)算機(jī)) 噪聲源:是信道中的噪聲和通信系統(tǒng)中其他部分所產(chǎn)生的噪聲的集中表示。 三、模擬通信與數(shù)字通信 1. 模擬信號(hào):凡信號(hào)參量的取值是連續(xù)的或取無(wú)窮多個(gè)值的,且直接與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào) 2. 數(shù)字信號(hào):凡信號(hào)參量只能取有限個(gè)值,并且常常不直接與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。 3. 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別:模擬(連續(xù))信號(hào)不一定在時(shí)間上也連續(xù);數(shù)字(離散)信號(hào)不一定在時(shí)間上也離散 4. 數(shù)字通信系統(tǒng)與模擬通信系統(tǒng)相比,其主要優(yōu)點(diǎn)在于:(1) 抗噪聲性能好;(2) 數(shù)字接力通信(中繼)時(shí)可以消除噪聲的積累;(3) 可以采用信道編碼降低誤碼率,提高通信質(zhì)量;(4) 便于加密,實(shí)現(xiàn)保密通信;(5) 便于處理、存儲(chǔ)、交換;(6) 便于和計(jì)算機(jī)等連接,綜合傳遞各種消息,使通信系統(tǒng)功 能增強(qiáng)。 5. 數(shù)字通信的主要缺點(diǎn):它比模擬通信占據(jù)數(shù)倍甚至數(shù)十倍寬的系統(tǒng)頻帶。(以電話為例,一路模擬電話通常占據(jù)4KHz的帶寬,但一路數(shù)字電路所要占據(jù)20KHz60KHz的帶寬,因此在頻帶時(shí)分緊張而對(duì)通信質(zhì)量沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)合,仍將沿用模擬通信。其優(yōu)點(diǎn)是以占據(jù)更多系統(tǒng)頻帶為代價(jià)的。) 問(wèn)題1 語(yǔ)音信號(hào)為模擬信號(hào),所以傳輸語(yǔ)音信號(hào)的系統(tǒng)一定是模擬通信系統(tǒng),此說(shuō)法正確嗎?為何? 答:不對(duì)。因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),然后通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。 問(wèn)題2 數(shù)字電話與模擬電話有什么區(qū)別? 答:區(qū)別在于數(shù)字電話是數(shù)字通信系統(tǒng),語(yǔ)音信號(hào)在信道中已經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);而模擬電話是模擬通信系統(tǒng),語(yǔ)音信號(hào)在信道中仍然為模擬信號(hào)。 四、通信系統(tǒng)的分類 1、按消息的物理特征分類(業(yè)務(wù)) 如電報(bào)、電話、數(shù)據(jù)、圖像通信系統(tǒng) 2、按調(diào)制方式分類 基帶傳輸:未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳輸(音頻和數(shù)字基帶) 調(diào)制傳輸:對(duì)各種信號(hào)變換方式后進(jìn)行傳輸?shù)目偡Q。 3、按信號(hào)特征分類 最常用分為模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類 4、按信號(hào)復(fù)用方式分類 頻分復(fù)用:用頻譜搬移使不用信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍(主要用于模擬通信) 時(shí)分復(fù)用:用脈沖調(diào)制使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間(主要用于數(shù)字通信) 碼分復(fù)用:用一組正交的脈沖序列分別攜帶不同的信號(hào)(主要用于擴(kuò)頻通信) 5、按傳輸媒介分類 最常用分為有線(包括光纖)與無(wú)線 五、通信方式 1、按消息傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間關(guān)系分 單工:?jiǎn)畏较騻鬏敚ㄒ稽c(diǎn)發(fā)、一點(diǎn)收).例如遙控。 半雙工:通信雙方(兩點(diǎn))均能收發(fā)消息但不能同時(shí)收發(fā)。例如無(wú)線對(duì)講機(jī)。 全雙工:通信雙方(兩點(diǎn))能同時(shí)收發(fā)信號(hào)。例如電話。 2、按數(shù)字信號(hào)碼元的排列方式分 串序傳輸:將數(shù)字信號(hào)按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)的傳輸,它占用一條通路。適合遠(yuǎn)距離。 并序傳輸:將數(shù)字信號(hào)碼元序列分割成多路同時(shí)傳輸, 適合近距離。 六、通信發(fā)展簡(jiǎn)史 1838年 有線電報(bào)發(fā)明,成為使用電通信的標(biāo)志。 1876年 有線電話發(fā)明,是現(xiàn)代通信的開(kāi)端。 1878年 第一個(gè)人工交換局,21個(gè)用戶。 1896年 無(wú)線電報(bào)發(fā)明,無(wú)線通信的開(kāi)端。 1906年 電子管的發(fā)明,使有線、無(wú)線通信迅速發(fā)展。 20世紀(jì)30年代 通信理論體系形成。 20世紀(jì)50年代 晶體管和集成電路問(wèn)世,模擬通信高速發(fā)展,數(shù)字通信方式形成,計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)密切結(jié)合,人機(jī)通信、機(jī)器與機(jī)器之間的通信逐漸實(shí)現(xiàn)。 20世紀(jì)80年代 通信網(wǎng)迅速發(fā)展,除傳統(tǒng)的電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)以外,其它先進(jìn)的通信網(wǎng)蓬勃發(fā)展,如移動(dòng)通信網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、寬帶交換網(wǎng)等。 七、通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) (1) 通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有:有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)使用等。其中最主要的是有效性和可靠性,它們二者是對(duì)立統(tǒng)一的。 (2) 模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) 1有效性 有效性可用單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量來(lái)衡量。模擬通信的有效性是指?jìng)鬏斠欢ǖ男畔⒘克牡男诺蕾Y源數(shù)(帶寬或時(shí)間),通常用有效傳輸帶寬來(lái)衡量。同樣的消息采用不同的調(diào)制方式,則需要不同的頻帶寬度。頻帶寬度越窄,則有效性越好。 2可靠性 可靠性是指接收信息的準(zhǔn)確程度,模擬通信用均方差來(lái)衡量發(fā)送的模擬信號(hào)與接收端恢復(fù)的模擬信號(hào)之間的誤差程度。在實(shí)際的模擬通信系統(tǒng)中,其可靠性是用接收終端的輸出信噪比來(lái)度量的,這是因?yàn)樵谛诺朗抢硐氲那闆r下,誤差是由信號(hào)傳輸時(shí)的加性噪聲產(chǎn)生的,而加性噪聲一般用信噪比衡量。信噪比越大,通信質(zhì)量越高。 (3) 數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) 1有效性 數(shù)字通信的有效性用傳輸速率來(lái)衡量。 (1)碼元速率(傳碼率) 碼元及碼元長(zhǎng)(寬)度:在數(shù)字通信中常用時(shí)間間隔相同的符號(hào)來(lái)表示一位N進(jìn)制信號(hào),此時(shí)間間隔內(nèi)的信號(hào)稱為N進(jìn)制碼元,時(shí)間間隔的長(zhǎng)度稱為碼元長(zhǎng)度。 碼元速率:指單位時(shí)間傳輸?shù)拇a元數(shù),以 R 表示,單位:baud(波特,簡(jiǎn)記sR?1/TTBd)。 s s , S 為碼元長(zhǎng)度。 碼元速率與數(shù)字信號(hào)進(jìn)制沒(méi)有關(guān)系,只與碼元長(zhǎng)度有關(guān)。 (2)信息速率(傳信率) 單位時(shí)間傳輸?shù)男畔⒘繛樾畔⑺俾?,?R b 表示,單位bit/s(比特/秒)。 R 對(duì)于一個(gè) M 進(jìn)制數(shù)字信號(hào), R b s log 2 M。所以,信息速率與進(jìn)制有關(guān)。 對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字信號(hào), R bR ,有時(shí)簡(jiǎn)稱它們?yōu)閿?shù)碼率。 s (3)頻帶利用率 ? b ? R ,其中B為傳輸帶寬 b / B 例題 某消息用十六元碼序列傳送時(shí),碼元速率是300 baud,問(wèn):其信息速率為多少?若改用二元碼序列傳送該消息,試求信息速率為多少? 解:Rb16?(log216)?RS16?4?300?1200(bit/s) Rb2?RS2?RS16?300(bit/s) 2可靠性 數(shù)字通信的可靠性用差錯(cuò)率來(lái)衡量。 (1)誤碼率 (2 第2課 確定信號(hào)的分析 一、周期信號(hào) 周期為T(mén)的周期信號(hào) f ( t ) ,可以展開(kāi)為: 1. 傅里葉級(jí)數(shù) ? f(t)?a0?(ancosn?0t?bnsinn?0t) n?1 2.三角級(jí)數(shù) f(t)?cos(n?0t?n) n?0? 3. 指數(shù)形式 f(t)? n?Fnejn?0t其中 三、信號(hào)的能量譜與功率譜 歸一化能量:信號(hào) 在 電阻上所消耗的能量 若 若 * * 結(jié)論:時(shí)域內(nèi)能量信號(hào)的總能量等于頻域內(nèi)各個(gè)頻域分量能量的連續(xù)和。周期信號(hào)的總的平均功率等于各個(gè)頻域分量功率的總和。 若 則稱E ( ? ) 為能量譜密度函數(shù),P ( ? ) 為功率譜密度函數(shù)。 四、 波形的互相關(guān)和自相關(guān) 1.互相關(guān)函數(shù) 設(shè) f 1 ( t ) 和 f 2 若 f 1 ( t ) 和 f 2 2.自相關(guān)函數(shù) 互相關(guān)函數(shù)的三個(gè)重要特性: (1)R12(t)=0; (2)t0, R12(t)= R21(-t); (3)t=0時(shí), R12(0)表示f1(t)與f2(t)無(wú)時(shí)差時(shí)的相關(guān)性 歸一化相關(guān)系數(shù): (1)12=0;(2)12=1;(3)12=-1 自相關(guān)函數(shù)的三個(gè)重要特性。 (1)R R(0)表示能量或功率。 維納-辛欽關(guān)系 (1)根據(jù)占總能量或總功率的百分比確定帶寬,設(shè)帶寬為B, 根據(jù)下列等式求帶寬 2?F(f)df0B2 E?90%(或95,99)或 2FT(f)df0B2 P ?90%(或95,99) (2)根據(jù)能量譜或功率譜從最大值到下降3dB處所對(duì)應(yīng)的頻率間隔定義帶寬 (3)滿足等式 B? ?E(f)df/2E(0) 或 B?P(f)df/2P(0) ? 第3課 隨機(jī)信號(hào)的分析 一、概率及隨機(jī)變量 1. 概率:PA?lim(nA/n) n? 聯(lián)合概率:P(A,B)?lim(nAB/n) n? 條件概率:P(B|A)?P(A,B)/P(A) P(A,B)?P(B|A)P(?A) (BP(A|B)P 2. 隨機(jī)變量 (1) 隨機(jī)變量的概念 某隨機(jī)實(shí)驗(yàn)可能有許多個(gè)結(jié)果,我們可以引入一變量X,它將隨機(jī)地取某些數(shù)值,用這些數(shù)值來(lái)表示各個(gè)可能的結(jié)果,這一變量X 就稱之為隨機(jī)變量。 當(dāng)隨機(jī)變量X的取值個(gè)數(shù)是有限的或可數(shù)無(wú)窮個(gè)時(shí),則稱它為離散隨機(jī)變量;否則,就稱它為連續(xù)隨機(jī)變量,即可能的取值充滿某一有限或無(wú)限區(qū)間。 如果一個(gè)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)需要用多個(gè)隨機(jī)變量(X1,X2,Xn)表示,則多個(gè)隨機(jī)變量(X1,X2,Xn)的總體稱之為 n 維隨機(jī)變量。 (2) 隨機(jī)變量的概率分布函數(shù)和概率密度函數(shù) (xx ) 為隨機(jī)變 用P(Xx)表示X的取值不大于x的概率,則定義函數(shù) F X ) ? P ( X? 量X的概率分布函數(shù)。這里,X 可以是離散隨機(jī)變量,也可以是連續(xù)隨機(jī)變量。 若X是連續(xù)隨機(jī)變量,對(duì)于一非負(fù)函數(shù)pX(x)有下式成立 FX(x)?x ?pX(x)dx 則pX(x)稱之為X的概率密度函數(shù)(簡(jiǎn)稱概率密度)。 對(duì)二維隨機(jī)變量(X,Y),把兩個(gè)事件(Xx)和(Yy)同時(shí)出現(xiàn)的概率定義為二維 FX,Y(x,y)?P(X?x,Y?y) 第一章 1. 2. 3. 4. 通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸。 通信的目的:傳遞消息中所包含的信息。 信息:是消息中包含的有效內(nèi)容。 通信系統(tǒng)模型: 5.通信系統(tǒng)分為:模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型。 6.數(shù)字通信的特點(diǎn): (1)優(yōu)點(diǎn): 抗干擾能力強(qiáng),且噪聲不積累 傳輸差錯(cuò)可控 便于處理、變換、存儲(chǔ) 便于將不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸 易于集成,使通信設(shè)備微型化,重量輕 易于加密處理,且保密性好 便于將不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸 (2)缺點(diǎn): 需要較大的傳輸帶寬 對(duì)同步要求高 7.通信方式(信號(hào)的傳輸方式) (1)單工、半雙工和全雙工通信 (A)單工通信:消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?(B)半雙工通信:通信雙方都能收發(fā)消息,但不能同時(shí)收發(fā)的工作方式 (C)全雙工通信:通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式 (2)并行傳輸和串行傳輸 (A)并行傳輸:將代表信息的數(shù)字信號(hào)碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸 優(yōu)點(diǎn):節(jié)省傳輸時(shí)間,速度快:不需要字符同步措施 缺點(diǎn):需要 n 條通信線路,成本高 (B)串行傳輸 :將數(shù)字信號(hào)碼元序列以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在一條信道上傳輸 優(yōu)點(diǎn):只需一條通信信道,節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用 缺點(diǎn):速度慢,需要外加碼組或字符同步措施 8.則 P(x) 和 I 之間應(yīng)該有如下關(guān)系: I 是 P(x) 的函數(shù): I I P(x) P(x) ?,I ? ; P(x) ? ,I ?; P(x) = 1時(shí),I 0; P(x) = 0時(shí),I ?; 9.通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo):有效性和可靠性 碼元傳輸速率RB:定義為單位時(shí)間(每秒)傳送碼元的數(shù)目,單位為波特(Baud),簡(jiǎn)記為B。 式中T 碼元的持續(xù)時(shí)間(秒) 誤碼率是指錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例,更確切的說(shuō),誤碼率是指碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。 第四章 1.信道連接發(fā)送端和接收端的通信設(shè)備,其功能是將信號(hào)發(fā)送端傳送到接收端。 2.信道分類: 無(wú)線信道 電磁波(含光波) 有線信道 電線、光纖 3.有線信道:明線,對(duì)稱電纜,同軸電纜 4.由于信道中的噪聲是疊加在信號(hào)上的,而且無(wú)論有無(wú)信號(hào),噪聲是始終存在的,因此通常稱它為加性噪聲或加性干擾 5. oi 因k(t)隨t變,故信道稱為時(shí)變信道。 因k(t)與e i (t)相乘,k(t)可以看作是對(duì)信號(hào)的一種干擾,故稱其為乘性干擾。 6,用錯(cuò)誤概率描述編碼信道的特性,錯(cuò)誤概率也叫轉(zhuǎn)移概率。 7.接收信號(hào): nn i0ii0i i?1i?18.因傳播有了起伏的現(xiàn)象稱為衰落。發(fā)射信號(hào)為單頻恒幅正弦波時(shí),接收信號(hào)因多徑效應(yīng)變成包絡(luò)起伏的窄帶信號(hào),這種包絡(luò)起伏稱為快衰落(有多效應(yīng)引起的衰落) 衰落周期和碼元周期可以相比。 慢衰落(起伏周期較長(zhǎng)) 由傳播條件引起的。 9.噪聲分為人為噪聲和自然噪聲。 10.信道容量?S? ?C?Blog1?(b/s)2? t nB e(t)?k(t)e(t)?n(t) R(t)?(t)cos?t?(t)?(t)cos?t?(t) ? ? ?Eb/Tb?Eb?S? ?Ct?Blog2?1?Blog1?Blog1?22?nB? nB?n?第五章0?00? 1.AM信號(hào)的平均值 2 AM 即 P Am2(t)?Pc?PS 22 2. 3. E(t)=A0+m(t)+nc(t) E(t)?第六章 1. 數(shù)字基帶信號(hào) 未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào),它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開(kāi)始的。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 不經(jīng)載波調(diào)制而直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng),常用于傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下。 2. (a)單極性波形:該波形的特點(diǎn)是電脈沖之間無(wú)間隔,極性單一,易于用TTL、CMOS電路產(chǎn)生;缺點(diǎn)是有直流分量,要求傳輸線路具有直流傳輸能力,因而不適應(yīng)有交流耦合的遠(yuǎn)距離傳輸,只適用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部或極近距離的傳輸。 (b)雙極性波形:當(dāng)1和0等概率出現(xiàn)時(shí)無(wú)直流分量,有利于在信道中傳輸,并且在接收端恢復(fù)信號(hào)的判決電平為零值,因而不受信道特性變化的影響,抗干擾能力也較強(qiáng)。 (c)單極性歸零(RZ)波形:信號(hào)電壓在一個(gè)碼元終止時(shí)刻前總要回到零電平。通常,歸零波形使用半占空碼,即占空比為50%。從單極性RZ波形可以直接提取定時(shí)信息 。 與歸零波形相對(duì)應(yīng),上面的單極性波形和雙極性波形屬于非歸零(NRZ)波形,其占空比等于100。 (d)雙極性歸零波形:兼有雙極性和歸零波形的特點(diǎn)。使得接收端很容易識(shí)別出每個(gè)碼元的起止時(shí)刻,便于同步。 3.隨機(jī)序列s(t)的雙邊功率譜密度 2P(f)?P(f)?P(f)?fP(1?P)G(f)?G(f)suvS12 ? 2 ?fSPG1(mfS)?(1?P)G2(mfS)?(f?mfS) m? 單邊功率譜密度為 ? PS(f)?fSP(1?P)G1(f)?G2(f)?fPG1(0)?(1?P)G2(0)?(f) 2 2s 2 2 2 ?2fSPG1(mfS)?(1?P)G2(mfS)(f?mfS),f?0 m?1 4.二進(jìn)制基帶信號(hào)的帶寬主要依賴單個(gè)碼元波形的頻譜函數(shù)G1(f)和G2(f) 。時(shí)間波形的占空比越小,占用頻帶越寬。若以譜的第1個(gè)零點(diǎn)計(jì)算, NRZ(? = Ts)基帶信號(hào)的帶寬為BS = 1/? = fs ;RZ(? = Ts / 2)基帶信號(hào)的帶寬為BS = 1/? = 2fs 。其中fs = 1/Ts ,是位定時(shí)信號(hào)的頻率,它在數(shù)值上與碼元速率RB相等。 5.單極性基帶信號(hào)是否存在離散線譜取決于矩形脈沖的占空比。單極性NRZ信號(hào)中沒(méi)有定時(shí)分量,若想獲取定時(shí)分量,要進(jìn)行波形變換;單極性RZ信號(hào)中含有定時(shí)分量,可以直接提取它。0、1等概的雙極性信號(hào)沒(méi)有離散譜,也就是說(shuō)沒(méi)有直流分量和定時(shí)分量。 6.AMI碼:傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼 ? ? ? 編碼規(guī)則:將消息碼的1(傳號(hào))交替地變換為+1和-1,而0(空號(hào))保持不變。 例:消息碼: 0 1 1 0 0 0 0 0 0 01 1 0 01 1 AMI碼: 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 1 +1 0 0 1 +1 AMI碼對(duì)應(yīng)的波形是具有正、負(fù)、零三種電平的脈沖序列。 AMI碼的優(yōu)點(diǎn):沒(méi)有直流成分,且高、低頻分量少,編譯碼電路簡(jiǎn)單,且可利用傳號(hào)極性交替這一規(guī)律觀察誤碼情況;如果它是AMI-RZ波形,接收后只要全波整流,就可變?yōu)閱螛O性RZ波形,從中可以提取位定時(shí)分量 AMI碼的缺點(diǎn):當(dāng)原信碼出現(xiàn)長(zhǎng)連0串時(shí),信號(hào)的電平長(zhǎng)時(shí)間不跳變,造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。解決連0碼問(wèn)題的有效方法之一是采用HDB碼。 7.HDB3碼:3階高密度雙極性碼 它是AMI碼的一種改進(jìn)型,改進(jìn)目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn),使連0個(gè)數(shù)不超過(guò)3個(gè)。 編碼規(guī)則: (1)檢查消息碼中0的個(gè)數(shù)。當(dāng)連0數(shù)目小于等于3時(shí),HDB3碼與AMI碼一樣,+1與-1交替; (2)連0數(shù)目超過(guò)3時(shí),將每4個(gè)連0化作一小節(jié),定義為B00V,稱為破壞節(jié),其中V稱為破壞脈沖,而B(niǎo)稱為調(diào)節(jié)脈沖; (3)V與前一個(gè)相鄰的非0脈沖的極性相同(這破壞了極性交替的規(guī)則,所以V稱為破壞脈沖),并且要求相鄰的V碼之間極性必須交替。V的取值為+1或-1; (4)B的取值可選0、+1或-1,以使V同時(shí)滿足(3)中的兩個(gè)要求; (5)V碼后面的傳號(hào)碼極性也要交替。 例: 消息碼:1 0 0 0 01 0 0 00 1 1 0 0 00 0 0 00 l 1 AMI碼: -1 0 0 0 0 +1 0 0 00-1 +1 0 0 00 0 0 0 0 -1+1 HDB碼: -1 0 0 0 V +1 0 0 0 +V-1 +1-B 0 0 V+B 0 0+V -l+1 其中的?V脈沖和?B脈沖與?1脈沖波形相同,用V或B符號(hào)表示的目的是為了示意該非0碼是由原信碼的0變換而來(lái)的。 HDB3碼的譯碼:HDB3碼的編碼雖然比較復(fù)雜,但譯碼卻比較簡(jiǎn)單。從上述編碼規(guī)則看出,每一個(gè)破壞脈沖V總是與前一非0脈沖同極性(包括B在內(nèi))。這就是說(shuō),從收到的符號(hào)序列中可以容易地找到破壞點(diǎn)V,于是也斷定V符號(hào)及其前面的3個(gè)符號(hào)必是連0符號(hào),從而恢復(fù)4個(gè)連0碼,再將所有-1變成+1后便得到原消息代碼。 8.碼間串?dāng)_:系統(tǒng)傳輸總特性不理想,導(dǎo)致前后碼元的波形畸變并使前面波形出現(xiàn)很長(zhǎng)的拖尾,拖延到當(dāng)前碼元的抽樣時(shí)刻上,從而對(duì)當(dāng)前碼元的判決造成干擾。 9 第1章 緒論 掌握內(nèi)容:通信系統(tǒng)的基本問(wèn)題與主要性能指標(biāo);模擬通信與數(shù)字通信;信息量、平均信息量、信息速率。 熟悉內(nèi)容:通信系統(tǒng)的分類;通信方式。 了解內(nèi)容:通信的概念與發(fā)展; 1、信號(hào):消息的電的表示形式。在電通信系統(tǒng)中,電信號(hào)是消息傳遞的物質(zhì)載體。 2、消息:信息的物理表現(xiàn)形式。如語(yǔ)言、文字、 數(shù)據(jù)或圖像等。 3、信息:消息的內(nèi)涵,即信息是消息中所包含的人們?cè)瓉?lái)不知而待知的內(nèi)容。 4、數(shù)字信號(hào)是一種離散的、脈沖有無(wú)的組合形式,是負(fù)載數(shù)字信息的信號(hào)。 5、模擬信號(hào)是指信號(hào)無(wú)論在時(shí)間上或是在幅度上都是連續(xù)的。 6、數(shù)字通信是用數(shù)字信號(hào)作為載體來(lái)傳輸消息,或用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它可傳輸電?bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào),也可傳輸經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理的語(yǔ)聲和圖像等模擬信號(hào)。 7、模擬通信是指利用正弦波的幅度、頻率或相位的變化,或者利用脈沖的幅度、寬度或位置變化來(lái)模擬原始信號(hào),以達(dá)到通信的目的。 8、數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。 9 、通信系統(tǒng)的一般模型 10、按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào),可相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 11、模擬通信系統(tǒng)是傳輸模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)。模擬信號(hào)具有頻率很低的頻譜分量,一般不宜直接傳輸,需要把基帶信號(hào)變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號(hào),并可在接收端進(jìn)行反變換。完成這種變換和反變換作用的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。 12、數(shù)字通信系統(tǒng)是傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)。 數(shù)字通信涉及的技術(shù)問(wèn)題很多,其中主要有信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、數(shù)字復(fù)接、 同步以及加密等。 13、數(shù)字信道模型 14、通信系統(tǒng)的分類 1 、按通信業(yè)務(wù)分類分為話務(wù)通信和非話務(wù)通信。 2、根據(jù)是否采用調(diào)制,可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶(調(diào)制)傳輸。 3、按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字 通信系統(tǒng)。 4、按傳輸媒質(zhì)分類,可分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)兩大類。 有線通信是用導(dǎo)線(如架空明線、同軸電纜、 光導(dǎo)纖維、波導(dǎo)等)作為傳輸媒質(zhì) 完成通信的,如市內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信等。 無(wú)線通信是依靠電磁波在空間傳播達(dá)到傳遞消息的目的的,如短波電離層傳播、微 波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。 15、常見(jiàn)傳輸多路信號(hào)有兩種復(fù)用方式,即頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用。頻分復(fù)用是用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍。時(shí)分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間。 1、信號(hào)是消息的載體,而信息是消息的內(nèi)涵。 任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)的,信息含量就是對(duì)消息中這種不確定性的度量,是用統(tǒng) 計(jì)方法來(lái)定性的。 消息出現(xiàn)的概率越小,消息中包含的信

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