通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
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通信原理第7版课件樊昌信版
? 2 F2 (x1，x2；t1, t2 ) ?x1?x2
?
f2 ( x1，x2；t1，t2 )
二维概率密度函数
大家好
? n 维分布函数 n 维概率密度函数
大家好
§3.1.2 随机过程的数字特征 ---描述随机过程的主要特性
? 均值 ---随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心
? E ??(t)??
t1
t2
t
? 特性描述 ：
大家好
§3.1.1 随机过程的分布函数
? 一维分布函数 ---描述孤立时刻的统计特性
F1(x1，t1) ? P[t?() 1 ? x1]
?F1 (x1，t1 ) ? ?x1
f1(x1，t1 )
一维概率密度函数
? ? ? 二维分布函数 F2 (x1，x2；t1，t2 ) ? P? (t1 ) ? x1， (t2 ) ? x2 ?
—— 自变量的 递减 函数
erf (c0) ? 1 erf (?c ) ? 0
大家好
课件制作：曹丽娜
erfc()x ? 1 ? erf ()x
erf (? x) ? ? erf (x) erf (? x)c ? 2 ? erf (x) c
利用误差函数，可将F(x)表示为：
意义：
F
(x)
?
? ?? ?
西安电子科技大学 通院
大家好
课件制作：曹丽娜
例
解题 第1步：判断? (t)是否平稳，即求其统计平均值
思路：
若均值为常数，且自相关函数只与时间
间隔? 有关， 则? (t) 是广义平稳的。 第2步：求? (t) 的时间平均值
第3步：比较 统计平均值 和 时间平均值
解题 过程： 参见教材41页
通信原理樊昌信第七版
1. 传输特性
H ()H ()ej ()
H() ~ 幅频特性
()~相频特性
2. 无失真传输
H ( )K ejtd
H() K
()td
n 无失真传输（理想恒参信道）特性曲线：
恒参信道
|H()|
K
() td
td
0
H() K
幅频特性
0
0
()td ()dd ()td
相频特性
群迟延特性
n 理想恒参信道的冲激响应:
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
20
§4.3 信道数学模型
1. 调制信道模型 n 模型： 叠加有噪声的线性时变/时不变网络：
si (t)
C()
输入
r(t)
+
输出
n 共性：
信道
n(t)
有一对（或多对）输入端和输出端
大多数信道都满足线性叠加原理
对信号有固定或时变的延迟和损耗
无信号输入时，仍可能有输出(噪声)
地球
对流层散射通信
r 流星余迹散射
无线信道
流星余迹
特性: 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km 存留时间：小于1秒至几分钟
频率: 30 ~ 100 MHz 距离: 1000 km以上 用途: 低速存储、高速突发、断续传输
12
§4.2 有线信道
n 明线 n 对称电缆 n 同轴电缆 n 光纤
本章内容:
第4章 信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
通信原理樊昌信第七版
通信原理樊昌信第七版通信原理樊昌信第七版（以下简称《樊七版》）是一本系统介绍通信原理的教材。
该教材详细介绍了通信原理的基本概念、原理、技术和应用。
第一章介绍了通信系统的基本概念和组成部分。
通信系统包括信源、信道、调制解调器、编码解码器、传输媒介和接收器等组成部分。
第二章详细介绍了信号的表示与传输。
信号是通信系统中的重要信息载体，通信系统常用的信号类型有连续信号和离散信号。
本章还介绍了常见的调制技术和调制方法。
第三章讲述了模拟调制与解调技术。
模拟调制与解调是常见的信号传输技术，包括调幅、调频和调相等技术。
本章还介绍了调制信号的频谱特性和调制电路的实现方法。
第四章介绍了脉冲调制与解调技术。
脉冲调制与解调是数字通信中常用的技术，包括脉冲编码调制和脉冲位置调制等。
本章还讨论了脉冲调制信号的频谱特性和脉冲调制电路的实现方法。
第五章讲述了数字通信系统的基本原理和技术。
数字通信系统主要包括抽样调制、调制器设计、调制技术的选择和解调器设计等内容。
本章还介绍了常见的数字通信调制技术和解调技术。
第六章详细介绍了通信信道的性质和传输介质的选择。
通信信道是信号传输的媒介，本章讲述了不同传输介质的特性和选择原则。
还讨论了信道容量和信道编码的相关知识。
第七章讨论了信道编码和纠错编码。
信道编码和纠错编码是提高通信系统可靠性和容量的重要技术手段。
本章介绍了常见的信道编码和纠错编码方法，包括奇偶校验、海明码和卷积码等。
第八章介绍了数字通信系统中的多址技术和扩频技术。
多址技术是多用户同时共享信道的重要技术，扩频技术是提高通信系统容量的有效手段。
本书还包括了其他相关的内容，如雷达系统、无线通信系统和光纤通信系统等。
《樊七版》作为通信原理领域的经典教材，系统全面地介绍了通信原理的基本知识和技术，并结合了实际应用。
通信原理第7版课件樊昌信版
? z(t) cos[ ? ct ? ?(t)]
关心---z(t) 的统计特性:
大家好
? 分析思路： 在给定θ条件下，利用3.5.2节的推导方法和结论2。
? 推导结果：
大家好
讨论：
注：
? f(φ)不再服从均匀分布
大家好
莱斯 分布
§3.7
高斯白噪声
和
带限白噪声
大家好
1. 白噪声 ——理想的宽带过程
B 2
?? 0， 其他频率
R???
?
n0 B
sin ??B ??B
cos 2??fc
N ? n0B
大家好
42
结束
大家好
43
§3.3
高斯随机过程
大家好
§3.3.1 定义
? (t)
§3.3.2 重要性质
（1）若广义平稳，则狭义平稳； （2）若互不相关，则统计独立； （3）若干个高斯过程的代数和仍是高斯型； （4）高斯过程→线性变换→高斯过程。
大家好
§3.3.3 高斯随机变量
? 一维概率密度函数
性质：
关于直线 x=a 对称
? 自相关函数 ---同一过程的关联程度
令 ? ? t2 - t，1 则有：
R(t,1 t2 ) ? R(t,1 t1 ? ?)
? 互相关函数 ---两个过程的关联程度
大家好
§3.2
平稳随机过程
大家好
§3.2.1 定义
? 狭义平稳 ? 随机过程的统计特性与时间起点无关。
? 一维分布则与时间t 无关：
?
? f (x)dx? 1 ??
? ? a f (x)dx ? ? f (x)dx ? 1
??
通信原理 樊昌信第七版
t 0
；说明此信号类型。
else
[解析] 计算x(t)的总能量
E x(t)2dt t2dtt3
0
3
0
计算x(t)的平均功率
P lim 1T /2 t2 d tlim 1(T /2 )3 lim T 2
T T 0
T T 3 T 2 4
该x(t)的能量和平均功率皆为，因此此信号既非能量信号 也非功率信号。
n
能量和功 率计算的
c S1/T0
T0/2 f2 t
T0/2
dt
2
n
第二种方 法：通过 频域函数。
25
帕什瓦尔定理的证明
证明：
ft2 d t ft 1 /2 F ej td d t
e 1/2 F ft j td d t
1/2 FF*d
1/2 F2d
a
n
bn 2
,
cn
a0 2
,
an
2
jb n
,
n0 n0
n0
将时域周期型号转换为频域的频谱信号 21
非周期信号的傅立叶变换
F() f(t)ejtdt
f(t)21
F()ejtd
幅度频谱：F() F()F()ej()
相位频谱：()
22
功率信号的频谱
周期性信号（功率信号）可以用指数 形式的傅里叶级数展开
随机信号（不确知信号），其在定义域内的任意 时刻都没有确定的函数值。例如，通信系统中的 接收信号、热噪声等。
3
确知信号的类型
一、确知信号的定义
在任何时间都确定和可预知的信号，可用数学公式表达
二、确知信号的分类
1、按周期性：周期信号 eg:正弦信号、周期脉冲串 非周期信号eg:冲激信号、指数函数、语音信号、Sa(x)函数
通信原理第 版第 章PPT课件 樊昌信版
调制方式传输时所需带宽为2400hz，而B系统以4PSK调制
方式传输时所需带宽为1200hz，哪个系统更有效？
Ａ：
b
Rb B
2400 2400
1b / (s Hz)
频带利用率
Ｂ：
b
Rb B
2400 1200
2b / (s Hz)
√
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
例题
２、某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200b/sBaud， 求该系统的信息速率。若该系统改为传送八进制信号码 元，码元速率不变，则系统信息速率为多少？
课件制作：曹丽娜
本章内容:
基本概念
模型/分类/通信方式
信息度量
信息量/信源熵
性能指标
有效性/可靠性
西安电子科技大学 通信工程学院
第1章 绪 论
课件制作：曹丽娜
§1.4
信息及其度量
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信息是消息的内涵； 通信的目的在于传输消息中所包含的信息； 消息中不确定的内容才构成信息； 信息量就是对这种不确定性的定量描述。
Rb RB H Rb RB log2 M
M 2 时 数值相等 Rb RB 单位不同
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（3）频带利用率——把 B 与 传输速率 联系起来
定义为单位带宽内的传输速率，即
RB (Baud/Hz)
B
b
Rb B
(b/s Hz-1)
b log2 M
通信的基本概念
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1.1.1 通信的发展
个人化 移动化 综合化
《樊昌信 通信原理 第7版 笔记和课后习题 含考研真题 详解》读书笔记思维导图
11.1 复习笔记
11.3 名校考研 真题详解
第12章 正交编码与伪随机序 列
12.2 课后习题 详解
12.1 复习笔记
12.3 名校考研 真题详解
第13章 同步原理
13.2 课后习题 详解
13.1 复习笔记
13.3 名校考研 真题详解
感谢观看
读
书
笔
记
《樊昌信 通信原理 第 7版 笔记和课后习题 含
考研真题 详解》
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本书关键字分析思维导图
原理
版
笔记
通信
樊昌信
考生
教材
真题
复习
名校 电子书
编码
习题
内容
系统
知识
考研
精华
答案
01 第1章 绪 论
目录
02 第2章 确知信号
03 第3章 随机过程
04 第4章 信 道
4.3 名校考研真 题详解
第5章 模拟调制系统
5.2 课后习题详 解
5.1 复习笔记
5.3 名校考研真 题详解
第6章 数字基带传输系统
6.2 课后习题详 解
6.1 复习笔记
6.3 名校考研真 题详解
第7章 数字带通传输系统
7.2 课后习题详 解
7.1 复习笔记
7.3 名校考研真 题详解
第8章 新型数字带通调制技术
8.2 课后习题详 解
8.1 复习笔记
8.3 名校考研真 题详解
第9章 数字信号的最佳接收
9.2 课后习题详 解
9.1 复习笔记9.3 名 Nhomakorabea考研真 题详解
第10章 信源编码
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基准 ——2PSK 前一 ——2DPSK
/2
参考相位
/ 2 B方式
课件制作：曹丽娜
示例: 波形: 差分编码规则：
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⊕为模2加
bn-1为 bn的前一码元 最初bn-1可任意设定
课件制作：曹丽娜
2DPSK 产生
构思 模型
2DPSK 解调
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Power Spectral Density
分析目的：B 和 fc
分析方法：借助于基带信号的功率谱
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课件制作：曹丽娜
1 2ASK信号的功率谱密度
e2ASK (t) s(t) cosct
单极性
设
Ps (f) —— s(t) 的PSD
P2ASK (f) —— 2ASK信号的PSD
课件制作：曹丽娜
概述
数字调制：用数字基带信号控制载波某个参数的过程。 数字带通传输系统：包括调制/解调过程的数字传输系统。
方法
模拟调制法
数字键控法
分类
二进制和多进制调制
基本调制和新型调制
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
振幅键控
频移键控
相移键控
Amplitude Shift Keying
FSK
Phase Shift Keying
课件制作：曹丽娜
2 2PSK/2DPSK信号的功率谱密度
e2PSK (t) s t cosct
双极性
➢ 2PSK信号的频谱与2ASK的十分相似； ➢ 带宽也是基带信号带宽的两倍：
➢ 区别仅在于当P=1/2时，谱中无离散谱（即载波分量）。
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课件制作：曹丽娜
3 2FSK信号的功率谱密度
则
P2ASK ( f
)
1 4
Ps
(
f
fc ) Ps ( f
fc )
可见， P2ASK (f) 是Ps (f)的线性搬移（属线性调制）。
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基带带宽
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B2ASK 2 f B
fB = 1/TB=RB
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载波相位模糊
b
t
倒π现象
c
t
(反相工作)
d
ee
0 1
1
1
0
0
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t 解决方案： DPSK
0
0
1
1
Differential PSK
t
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§7.1.4 二进制差分相移键控 （2DPSK）
原理： 利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息。
矢量图:
0
参考相位
A方式
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课件制作：曹丽娜
过零检测法
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课件制作：曹丽娜
FSK应用：
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课件制作：曹丽娜
§7.1.3 二进制相移键控 （2PSK）
原理： s(t)载波相位 波形： 表达式： 双极性
e2PSK (t) s(t) cosct
s(t) an g(t nTs )
➢ 连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化
f2 f1 2 fs 双峰； f2 f1 fs 单峰
➢ 谱零点带宽：
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课件制作：曹丽娜
§7.2
二进制数字调制系统 抗噪声性能
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概述
性能指标：系统的误码率 Pe
分析方法：借用数字基带系统的方法和结论 分析条件：恒参信道（传输系数取为 K ）
第7章
数字带通传输
西安电子科技大学 通信工程学院
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
课件制作：曹丽娜
本章内容:
第7章 数字调制
二进制数字调制/解调原理
2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
二进制数字调制系统抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较
多进制数字调制原理和特点
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nc (t)]cosct (t) cosct ns (t)
ns (t)sin
sin ct
ct
2 cosct
x(t
)
a 0
nc (t)， nc (t),
发“1”时 发“0”时
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课件制作：曹丽娜
抽样：
nc(t)是高斯过程 （0， n2）
x
x
kTs
a 0
nc (kTs ) +nc (kTs )
抽样 判决器
定时 脉冲
输出
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课件制作：曹丽娜
包络检波法的各点波形
相呼应
e2ASK (t) 带通 a 全波 b 低通 c 抽样 d
滤波器
整流器
滤波器
判决器 输出
定时 脉冲
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课件制作：曹丽娜
§7.1.2 二进制频移键控（2FSK）
原理：
波形： s(t)载波频率
包络 检波器
s1
c 抽样 e
判决器
d
s2
01
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01
课件制作：曹丽娜
相干解调法
e2FSK(t)
带通滤波器
1
相乘器
cos 1t
cos 2 t
带通滤波器
2
相乘器
低通 滤波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
低通 滤波器
其他解调方法：鉴频法、差分检测法、过零检测法等。
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a
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 e 判决器
输出
b
本地载波
c(t) cosct
定时脉冲
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2PSK 解调原理
框图 和 各点波形： e2PSK(t) 带通
滤波器
a
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
e
输出
b 本地载波
定时
1
0
0
1
1
c(t) cosct
脉冲
a
t 2PSK存在问题：
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2ASK信号相干解调时系统的总误码率为
1
a
Pe
2
erfc( 2
)
2 n
r
a2
2
2 n
解调器 输入端 信噪比
r >>1
时
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2ASK---包络检波
包络检波器 V (t)
整流---低通
y(t
)
a
cos c t
n
1, P an 1, 1 P
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n
0，
,
发“0”时 发“1”时
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2PSK 产生
模拟调制法
双极性
非归零信号
e2PSK (t)
乘法器
s(t)
cosct
键控法
cosct
开关电路
e2PSK (t)
移相
s(t )
2PSK 解调
带通
e2PSK(t) 滤波器
e2FSK
(t)
AAccooss((21tt
n n
), ),
发送“1”时 发送“0”时
1
0
1
0
(a)2FSK信号 t
（b) s1 t cos 1t
t
(c) s2 t cos 2t
1
t
e2FSK (t) s1(t) cos1t s2 (t) cos2t
表达式：
s1 t an g(t nTs )
发“1”时 发“0”时
x ~高斯 （均值 a或 0，方差 n2），一维概率密度函数：
发送“1”时
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发送“0”时
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咦？ 好像与 单极性 基带系统
的 情况类似！
b
b
P(0 /1) P(x b) f1(x)dx P(1/ 0) P(x b) b f0 (x)dx
发“1”错判为“0”的概率为
b
P(0 /1) P(V b) 0 f1(V )dV 1 b f1(V )dV
1
V
b 2 n
I 0
(t) (t)
y(t
)
a
cos 0
ct
n(t) n(t)
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发“1”时 发“0”时
发“1”时 发“0”时
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y(t
)
a
cos 0
ct
n(t) n(t)
发“1”时 发“0”时
n(t) nc (t) cosct ns (t) sin ct
y(t
)
[a nc
设判决门限为 b，则判决规则为：
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借用：
x(t)
a 0
nc (t) , nc (t) ,
发“1”时 发“0”时
x(t