数字通信第八章

合集下载

第八章 CDMA移动通信系统(一)

功率控制的原则是：当信道的传播条件突然改善时，功率控制的原则功率控制应作出快速反应(例如在几微秒时间内)，以防止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰；相反，当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化防止许多用户都增大背景干扰。防止许多用户都增大背景干扰。
(2) 正向功率控制。正向功率控制也称下行链路功率控制。其要求是调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台无论处于小区中的任何位置上，任一移动台无论处于小区中的任何位置上，收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。作到这一点，可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的信号功率，也可以防止或减少由于移动台进入传播条件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。
(a)
(b)
图 8-1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制蜂窝通信系统的功率控制
功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同的带宽和频率占用相同的带宽和频率，在占用相同的带宽和频率 CDMA系统中，不同用户发射的信号由于距基站的距离不同，到达时的功率也不同。距离近的信号功率大，距离远的功率小，相互形成干扰，这种现象称为“远近效应” 。CDMA系 “远近效应” 统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能正常解扩，功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户发射机的功率，使其到达基站接收机的平均功率相等。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，功率控制的原理有两种类型：开环控制与闭环控制。

通信原理课件第八章时分复用(一)

基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ）无线通信中(包括卫星通信)的位置复用有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ）编码发射、相关接收技术。

数字通信第八章完整版

离、高速的信息传输。
03
数字信号的生成与传输
数字信号的生成
数字信号的种类
脉冲编码调制（PCM）、增量调制（ΔM）、脉码调制（PCM）等。
数字信号的生成方法
通过采样、量化和编码三个步骤将模拟信号转换为数字信号。
采样定理
采样频率必须大于信号最高频率的两倍，才能准确恢复原始信号。
数字信号的调制与解调
BCH码与RS码的解码方法
BCH码和RS码的解码通常采用代数方法和迭代算法相结合的方式进行。在解码过程中，需要解决一系列复杂的数学问题，如求解高次方程和矩阵运算等。
05
数字通信中的多路复用技术
时分复用（TDM）
总结词
时分复用是一种将时间分割成多个时间段，并在每个时间段上传输一路信号的复用技术。
详细描述
CDMA通过给每个用户分配一个独特的扩频码型，实现多个用户在同一频段上的通信。接收端利用相关器对接收到的信号进行解扩频，还原出原始信号，从而实现多路信号的复用和解复用。
06
数字通信中的交换技术
电路交换与分组交换的基本概念
电路交换
在通信过程中保持通信链路状态，占用通信资源直到通信结束。
ATM
异步传输模式，采用固定长度的信元传输，支持实时、非实时等多种业务，具有高效的带宽管理和统计复用功能。
ATM交换
基于信元的交换方式，通过建立虚通道和虚路径实现灵活的带宽管理和多业务支持。
07
数字通信中的无线通信技术
无线通信的基本概念
无线通信
利用电磁波在空间传输信息的通信方式。
无线通信系统
由发送端、接收端和传输媒介组成，传输媒介通常是空气或空间。
线性分组码的编码原理
线性分组码的编码过程是在满足一定数学关系的前提下，将输入信息序列映射到一个新的码字序列。这种映射关系可以由线性方程组表示。

第八章时分复用

·
A1：帧对局告警用
A ：复帧对局告警用 2
X ：传数据用
8.3 增量调制复用终端的帧结构
TS1分布结构
8.4 PCM-ADPCM变换编码终端的帧结构
60路帧结构编排
TS16内容介绍
8.5 数字复接终端
8.6 帧同步
TS3 1 话路时隙 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8X X 复帧同步码组
帧同步码组奇帧
· 1 1 A1 X X X X X
F15帧 a b c d a b c d 第n路信令第n＋15路信令 1 ：留给国际用，暂定为1
TDM 帧
时间
采用TDM制的数字通信系统原则上是先把一定路数的的电话语音复合成一个标准数据流，称为基群。然后再把基群数据流汇合成更高的数据信号。分别为基群、二次群、三次群、四次群等，
• TDM与FDM（频分复用）的原理的差别在与：TDM是在时域上是各路信号分割开来的，但是在频域上各路信号是混叠在一起的。而FDM是在频域上将各路信号分割开来，在时域上是混叠在一起的。
第八章时分复用
8.1 时分复用TDM原理所谓复用是指多路信号（语音、数据或图像信号）利用同一个信道进行独立的传输。时分复用（TDM）利用的是不同的时隙来传送各路不同的信号。
时分复用
频率
在 TDM 帧中的位置不变
ABCDABCDABCDABCD …
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
频率
频率 5 频率 4 频率 3
频率 2
频率 1
时间
复接结构图
8.2 PCM基群结构
1复帧＝16子帧＝2ms F1 5 F0 F1 F2 … F1 5 F0

第八章-多路复用技术PPT课件

计算机网络通信原理. ——多路复用技术
2
第八章多路复用技术

计算机网络通信原理. ——多路复用技术
3
频分多路复用技术
• 所谓频分复用(Frequency division Multiplexing，FDM ) 是指按照频率的不同来区分多路信号的方法。
23
帧与复帧结构
• 帧同步码组为X0011011，它插入在偶数帧的TS0时隙，其中第一位码“X”保留作国际电话间通信用。接收端识别出帧同步码组后，即可建立正确的路序。
• TS16为信令时隙，插入各话路的信令。在传送话路信令时，若将TS16所包含的总比特率集中起来使用，则称为共路信令传送；若将TS16按规定的时间顺序分配给各个话路，直接传送各话路所需的信令，则称为随路信令传送。
帧同步时隙
偶帧 TS0
×0
0
1
1
0
1
1
帧同步信号
奇帧 TS0
× 1 A1 1
1
1
1
1
保留给国内通信用
话路时隙 CH1～15
F1 TS16
F2 TS16
0 0 0 0 1 A2 1 1
复帧同步信号
备用比特
abcdabcd
CH1信令
CH16信令
abcdabcd
话路时隙 CH16～29
CH2信令
CH17信令
17
TDM, 分用(Demultiplexing)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
18
异步TDM(Asynchronous TDM)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
19
时分复用的PCM系统
话音1 话音2 话音3

精品文档-数字通信原理(李白萍)-第8章

11
第 8 章同步原理
平方变换法实现载波提取的原理方框图如图8-1所示。
图 8-1 平方变换法提取同步载波原理方框图
12
第 8 章同步原理
如果基带信号m(t)=±1，那么该抑制载波的双边带信号为二进制相移键控信号(2PSK信号)，这时已调信号sm(t)经过平方律部件后得
sm2
(t)
1 2
1 2
cos
2ct
(8-3)
13
第 8 章同步原理
(2) 平方环法。为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，可以在平方变换法的基础上，把窄带滤波器改为锁相环，这种实现的载波同步的方法就是平方环法。其原理方框图如图8-2所示。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，在载波提取中得到了广泛的应用。
v6
1 2
m(t ) s in
v5、v6经过乘法器后得到
(8-6)
v7
v5
v6
1 m2(t)sin
4
cos
1 m2(t)sin 2
8
(8-7)
20
第 8 章同步原理
当θ较小时， (t)
(8-8)
式中，v7的大小与相位误差θ成正比。v7相当于一个鉴相器的输出，通过环路滤波器后就可以控制压控振荡器的输出相位，
图 8-6 DSB信号的导频插入示意图
28
第 8 章同步原理
图 8-7 (a) 发送端; (b) 接收端
29
第 8 章同步原理
设基带信号为m(t)，且无直流分量; 被调载波为acsinωct;
插入导频为被调载波移相90°形成的，为－accosωct。其中

第八章-数字信号的最佳接收

E1 s (t )dt E2 s 2 2 (t )dt
0 2 1 0
T
T
（8-19）
s(t) n(t)
+
最佳接收机
输出
图8-3 接收机基本原理框图
根据上面的分析可知，在加性高斯白噪声条件下，最小差错概率准则与似然比准则是等价的。可以直接利用似然比准则对确知信号做出判决。在观察时间(0，T)内，接收机输入端的信号为s1(t)和s2(t)，信号与噪声的混合波形为发送s1(t) y(t ) s1 (t ) n(t ) 时发送s2(t)时由前面分析可知，当出现s1(t)或s2(t)时，观察空间的似然函数分别为
判为s1 判为s2
ps1 ( y) ps2 ( y)
（8-12）
在实际接收时，如果将信号与噪声的混合波形直接送入判决器，接收端的判决器采用一次判决显然不可靠。从概念上来说，只要能够看出接收到的信号与噪声的混合波形的“形态”更像哪个信号，就该能够判决为哪个信号。采用多次判决能增加可靠性，且要求多次抽样值必须是统计独立的。
根据式（8-10）判决规则，似然比为

T
T
0
y (t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt}
式中，利用了式（8-19）的假设条件。进一步可得
2 exp{ n0
2 exp{ n0

0
P ( s2 ) y(t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt} P( s1 )
y(t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt} P ( s2 ) P( s1 )
若
2 e12 (t ) e2 (t )
则说明接收信号x(t)与s1(t)的均方误差更小，即更“像”s1(t)，因此，接收判决时应判为s1(t)。反之，若

通信原理第八章数字信号的最佳接收

第八章数字信号的最佳接收8. 0、概述数字信号接收准则：⎩⎨⎧→→相关接收机最小差错率匹配滤波器最大输出信噪比 8. 1、最佳接收准则最佳接收机：误码率最小的接收机。

一、似然比准则0 ≤ t ≤ T S ，i = 1、2、…、M ，其中：S i (t) 和n (t)分别为接收机的输入信号与噪声，n(t) 的单边谱密度为n 0n(t)的k 维联合概率密度：()似然函数→⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎰ST kn dt t n n n f 0201exp )2(1)(σπ式中：k = 2f H T S 为T S 内观察次数，f H 为信号带宽出现S 1(t)时,y(t)的联合概率密度为:[]⎭⎬⎫⎩⎨⎧--=⎰ST kn S dt t s t y n y f 02101)()(1exp )2(1)(σπ → 发“1”码出现S 2(t)时, y(t)的联合概率密度为:[]⎭⎬⎫⎩⎨⎧--=⎰ST kn S dt t s t y n y f 02202)()(1exp )2(1)(σπ→ 发“0”码误码率：f S2(y) f S1(y)a 1 y T a 2 y()()()()()()(){t n t s t n t s i t n t s t y ++=+=12()()()()⎰⎰∞-∞++=iT iT V V S S e dyy f s p dy y f s p S P S S P S P S S P P )()()()(2211221112要使P e 最小，则：0=∂∂Tey p 即：()()()()02211=+-T S T S y f s p y f s p故：P e 最小时的门限条件为：最小满足e T T S T S P y s p s p y f y f →=)()()()(1221 判定准则：似然比准则判判→⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫→<→>2122111221)()()()()()()()(S s p s p y f y f S s p s p y f y f S S S S二、最大似然比准则最大似然比准则判判如时当→⎭⎬⎫→<→>=22112112)()()()(:,)()(S y f y f S y f y f s p s p S S S S用上述两个准则来构造的接收机即为最佳接收机。

数字通信第八章

第8章同步技术章 8.1.1 直接法发送端不特别另外发送同步载波信号，而是由接收端设法直接从收到的调制信号中直接提取载波信号的方法就叫做直接法，显然，这种载波提取的方式属于自同步法的范畴。 1．平方变换法和平方环法．平方变换法和平方环法一般常用于提取sDSB(t)信号和 sPSK(t)信号的相干载波。 (1) 平方变换法我们以抑制载波的双边带信号sDSB(t)为例，来分析平方变换法的原理。设发送端调制信号m(t)中没有直流分量，则抑制载波的双边带信号为： sDSB(t) = m(t) cosωct (8-1)
第8章同步技术章 4．多元调相信号的载波同步．对于多元相位调制信号（简称多相信号）的解调，其相干解调过程和二元调相信号一样，在接收端必须要有同频同相的本地载波才可能完成解调。下面以四元调相信号（简称四相信号）为例，介绍多相信号的相干载波提取方法。 (1) 四次方变换法四相信号相干解调所必需的本地载波，必须通过四次方变换器件将收到的四相信号进行四次方变换后，才能滤出其中的4ωc成分，再将其四分频，就能得到载频ωc。其原理框图如图8-4所示。若将图8-4中的4ωc窄带滤波器用锁相环代替，则四次方变换法就变成了四次方环法，如图8-5所示，基本原理与平方环法相似，这里不再重复。
第8章同步技术章 3．同相正交环法．同相正交环法又叫科斯塔斯（Costas）环法，它的原理框图如图8-3所示。
1 v3 低通LPF v5
v1 输入已调信号 Sm(t) v0 v2 低通LPF 压控振荡器VCO vd1 环路滤波器－90°相移 vd
3
2
v4
v6
图8-3 科斯塔斯环
第8章同步技术章环路中，压控振荡器（VCO）的输出v0(t)经过90°移相器作用，提供两路彼此正交的本地载波信号出v1(t)、v2(t)，将它们分别与解调器输入端收到的信号sm(t)在相乘器1、2中相乘后输出信号v3(t)、v4(t)，再分别经低通滤波器滤波，输出 v5(t)、v6(t)；由于v5(t)、v6(t)中都含有调制信号sm(t)分量，故利用相乘器3，使v5(t)、v6(t)相乘以去除sm(t)的影响，产生误差控制电压vd。vd通过环路滤波器（LF）滤波后，输出仅与 v0(t)和sm(t)之间相位差△ø有关的压控控制电压，送至VCO，完成对VCO振荡频率的准确控制。如果把图中除低通LPF和压控振荡VCO以外的部分看成一个鉴相器，则该鉴相器的输出就是vd，这正是我们所需要的误差控制电压。vd通过LPF滤波后，控制VCO的相位和频率，最终使sm(t)和v0(t)之间频率相同，相位差△ø减小到误差允许的范围之内。此时，VCO的输出v0(t)就是我们所需要的本地同步载波信号。

通原第八章数字信号最佳接收原理CutVersion精品文档

能取值。
fk(n)=f(n1,n2, ,nk)
t1
t2
《通信原理》
湖北大学信息工程系 4
第8章数字信号的最佳接收原理
若噪声是高斯白噪声，则它在任意两个时刻上得到的样值都是互不相关的，同时也是统计独立的。
即 fk ( n 1 ,n 2 , ,n k ) = f( n 1 )f( n 2 ) f( n k )
匹配滤波器的输出信号是输入信号的自相关函数R(t)再延迟T。通常，自相关函数 R(t) 在 t＝0 时最大，在这里，s0(t)在 t＝T 时最大，正好满足最大信噪比性能。系数 k 无本质影响，所以常取 k＝1。
《通信原理》
湖北大学信息工程系 32
第8章数字信号的最佳接收原理求：H(w)、h(t)、s0(t)
fs2( y)
a2
y
湖北大学信息工程系 13
第8章数字信号的最佳接收原理
8.3 确知信号的最佳接收机
一、二进制确知信号最佳接收机原理
《通信原理》
湖北大学信息工程系 14
第8章数字信号的最佳接收原理

《通信原理》
二进制最佳接收机原理方框图
湖北大学信息工程系 15
第8章数字信号的最佳接收原理
《通信原理》
湖北大学信息工程系 39
第8章数字信号的最佳接收原理二、理想信道下的最佳基带系统
1. 基带系统模型
GT(f)
C(f)
GR(f)
发送滤波器
信道
接收滤波器
抽样判决
hT (t)
s(t)
噪声
《通信原理》
湖北大学信息工程系 40
第8章数字信号的最佳接收原理
2. 最佳分配设计

第八章串行通信技术

第八章串行通信技术§8。

1串行通信的概述及RS-232C总线教学方法:讲授法教学目的:1、了解单片机串行通信的基本方法。

2、掌握单片机串行通信的相关概念。

3、了解RS-232C总线。

4、了解RS-232C总线电平及计算机信号电平教学重点：串行通信的方式教学难点:波特率的理解和信号电平的理解教学过程：组织教学：授课课时：（2课时）扳书课题：§8。

1串行通信的概述及RS-232C总线引入新课：一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。

P00P01 外设1P02P0389C51RXD外设2TXD串行通信就是使计算机中的数据一位一位地按先后顺序在一根传输线上传送。

通常有两种基本的通信方式：异步通信和同步通信。

2、异步通信和同步通信回顾在数字电路中所学的移位寄存器工作原理。

可提问学生。

异步通信：异步——发送时钟不一定等于接收时钟。

如下图：数据传送是帧的形式传送，每一帧数据包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位四部分。

其中数据位可以是5位、6位、7位、8位。

在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。

用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。

特点：不同速度的外设可相互传送，但传送数据比实际数据位数多（加起始位、停止位等），占用CPU时间，传送速度较慢。

同步通信同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。

在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。

由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。

发送方和接收方时钟完全一样，只要双方同时准备好（同步），可直接传送数据，无需附加多余的控制位，传送数据效率高，但设备要求高。

通信原理8-同步技术

多个用户相互通信而组成了数字通信网为了保证通信网内各用户之间可靠的进行
数据交换，必须实现网同步使得在整个通信网内有一个统一的时间节
拍标准
二. 同步信号的获取方式
外同步法
– 由发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法
– 需要传输独立的同步信号，需付出额外的功率和频带
三. 同பைடு நூலகம்的技术指标
同步误差小相位抖动小同步建立时间短同步保持时间长
数字通信系统中，要求同步信息传输的可靠性高于信号传输的可靠性
载波同步是相干解调的基础。
判断
只有数字调制系统存在载波同步
无论是模拟调制信号还是数字调制信号，都必须有相干载波才能实现相干解调。
1. 载波同步
载波同步产生的本地载波应该与接收到的信号中的调制载波同频同相，而不是与发送端调制载波同频同相
在接收信号中，发送端调制的载波成分可能存在，也可能不存在。
– 只有定时脉冲正确，才谈得上正确地抽样判决
– 位同步是正确抽样判决的基础
3. 群同步
包括字同步、句同步、帧同步接收端为了正确恢复信息就必须识别
句或帧的起始时刻接收端必须产生与字、句和帧起止时
间相一致的定时信号群同步是正确译码和分路的基础数字通信和模拟通信都存在群同步
4. 网同步
– 若接收信号中包含有载波，可用窄带滤波器直接提取
– 若接收信号中不包含载波成分，则用载波同步法提取
2. 位同步
是数字通信系统特有的一种同步
– 为了从接收波形中恢复出原始的基带信号，须对它进行抽样判决，要求接收端提供“定时脉冲序列”
– 定时脉冲序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳抽样判决时刻一致

通信系统原理第八章数字信号的最佳接收

第8章数字信号的最佳接收知识点：● 三个最佳准则基本定理● 匹配滤波器特性及各种参数、关系● 相关接收、相关器及其与匹配滤波器等效性 ● 理想接收与相关接收等效性层次：● 掌握匹配滤波器全部特点、参数与计算及特例● 掌握相关接收数学模型及相关接收运用误比特率公式 ● 了解理想接收定理● 理解误比特率计算定理、方法 ● 掌握n E b与NS=γ的异同点 ● 理解在高斯信道条件下三种最佳接收的等效关系8.1最佳接收准则● 所谓最佳一般是相对而言的“准最佳”。

● 数字信号传输的是表示编码信息的波形，经信道限带、噪声、干扰以及可能的信道非线性与时变的影响，会导致波形损伤。

如何从这种变形的波形中检测出是哪种信息状态，将会产生判决风险。

1. 最大输出信噪比准则● 从前面各章看，不论模拟与各种数字信号传输，最终是接收信噪比的大小。

● 除信噪比之外，尚涉及发送信号的设计，即相关参数与调制方式。

● 传输是在信道限带、信号功率受限环境下，本书主要考虑的AWGN 干扰，在这三者条件下，如何使最终信噪比是否较优。

诸多其他设计因素也可以换取信噪比。

● 最大输出信噪比准则是为取得接收输出尽可能大的信噪比，设计一种最利于特定发送波形通过的接收机特性，这种特性能达到与信号相适配而同时可相应地改造噪声均匀谱而实际上使噪声量得以一定程度的抑制或削弱。

2. 最小均方误差准则● 发送信号)(t S 受到AWGN 加性干扰的混合波形X(t)接收误差均方值为)0()0(2)0())()(()(22s xs x R R R t s t x t e +-=-= 8-1● 期望均方差2e 的最小值，即要取得)0(xs R 的最大值。

而)0(xs R 是受到噪声污染的信号)(t X 与其发送纯净信号)(t S 的互相关最大值，在理想情况下为)0()0()0(2s x xs R R R +→ )0(2→e 8-2●⎰=Txs dt t s t x R 0)()()0(——由此启发出相关接收方法 8-33. 最大后验概率或最大似然准则● 后验概率——收到混合信号)(t X ，判断原来发送的是哪一个信号i S ——可择其概率最大者)/(x s P i 进行风险较小的判决为“择大判决”规则，而后验概率（条件）密度为)/(x s p 。

数字通信基础课件 (2)

p( ) exp( L cos ) 2 I0 ( L )
2 ˆ
2 p()d
相位误差方差曲线
N 0 Bneq /Pc
在数字通信中，不管是相干，还是非相干解调都要求按码元间隔采样，判决，所以接收机必须产生一个与接收码元信号起止时间一致的时钟，按这个时钟产生采样时刻。这种时钟同步称之为码元同步或位同步。
在数字通信系统中除了载波同步，位同步之外，还需要更高层的同步 ——群（帧）同步、网同步。
§8.1 锁相环路 8.1.1 锁相环路的组成和工作原理
当环路工作在捕获模式时，这时相位误差比较大，线性近似不成立，
环路方程为 K G(s) sin[(t) ˆ(t)] ˆ(t)
2s
最简单的一阶环路情况，即 G(s) 1，考虑到微分算子s，
d(t) d(t) K sin (t)
dt
dt 2
对于输入相位阶跃 (t) 0 ，则方程化简为
d(t) K sin (t)
第八章数字通信中的同步技术
要使数字通信系统能够正常工作、运行，需要各个层次的时间同步加以保证，在这个意义上说数字通信也可以称为是同步通信。模拟和数字调制系统中，相干解调具有信噪比性能好，误码率低的优点；但它要求接收机的本地振荡与接收到的信号载波保持频率，相位上的一致，也就是要求接收机载波同步。
N0 / Pc
2
2
Bneq
N0 Bneq Pc
1
L
环路等效噪声带宽（单边）：
1 Bneq 2
H ( j2 f ) 2 df
环路信噪比：
L
Pc N0 Beq
在线性化近似模型中，输出相位误差分布被近似为高斯分布，其均
值为零，方差为
2 ˆ

通信原理第八篇题库总合

第八章错误操纵编码100道题一、选择题1、已知(5，1)重复码，它的两个码组别离为00000和11111，假设用于纠错，能够纠正的误码位数至少为：ba、1位b、2位c、3位d、4位2、、发端发送纠错码，收端译码器自动发觉并纠正错误，传输方式为单向传输，这种过失操纵的工作方式被称为：aa、FECb、ARQc、IFd、HEC3、码长ｎ=7的汉明码，监督位应是：ba、2位b、3位c、4位d、5位4、依照纠错码组中信息元是不是隐蔽来分，纠错码组能够分为：ca、线性和非线性码b、分组和卷积码c、系统和非系统码d、二进制和多进制码5、汉明码的最小码距为：ba、2b、3c、4d、56、假设分组码的最小码距为5那么它能检测误码的位数至少为：ca、2b、3c、4d、57、假设分组码的最小码距为5那么它能纠正的误码位数至少为：aa、2b、3c、4d、58、依照纠错码各码组码元与信息元之间的函数关系来分，纠错码组能够分为：aa、线性和非线性码b、分组和卷积码c、系统和非系统码d、二进制和多进制码9、通常5位奇监督码的信息位数为：ca、2b、3c、4d、510、汉明码能够纠正的误码位数为：aa、1b、2c、3d、411、通常6位偶监督码的信息位数为：da、2b、3c、4d、512、假设分组码的最小码距为8那么它能检测误码的位数至少为：ba、6b、7c、8d、913、、以下哪个码字属于码长为5的奇监督码ca、10001b、10010c、10011d、1010014、属于码长为5的偶监督码是：ca、00001b、00010c、00011d、0010015、在“0”、“1”等概率显现情形下，以下包括直流成份最大码是：aa、差分码b、AMI码c、单极性归零码d、HDB3码16、为了解决连0码而无法提取位同步信号的问题，人们设计了ca 、AMI 码b 、多进值码c 、HDB3码d 、差分码17、已知(5，1)重复码，它的两个码组别离为00000和11111，假设用于纠错，能够纠正的误码位数至少为：ba 、1位b 、2位c 、3位d 、4位18、在一个码组内纠正t 位错误，同时检测()t e e >个误码，要求最小距离min d 应为 A 。

通信原理第八章数字信号的最佳接收

若
fs1 ( y) P(s2 ) fs2 ( y) P(s1)
则判为“s1” ；则判为“s2” 。
2008.8
copyright 信息科学与技术学院通信原理教研组
13
2、最大似然准则
最小错误概率准则需要已知先验概率，而先验概率在实际系统中很难获得。
我们通常认为数字通信中各个信号出现的概率相
等，即先验概率均匀分布P(s2)/P(s1)=1，最小错误概
[s1
(t
)
s
2
(
t
)]2
dt
ln p(s2 )
b
1
2n0
T
0 [s1(t)
s2 (t)]2 dt
2
1 2n0
p(s1 )
T 0
[s1
(
t
)
s
2
(t)]2
dt
2008.8
copyright 信息科学与技术学院通信原理教研组
24
最佳接收机的误码性能与先验概率 P(s1) 和 P(s2)、噪声功率谱密度n0及s1(t)和s2(t)之差的能量有关，而与s1(t)和s2(t)本身的具体结构无关。
3、最大输出信噪比准则
对于数字系统，我们并不关心波形是否失真，只是要求在判决时刻做出尽可能正确的判决。
从前面几章的知识可知，增加输出信噪比有利于在噪声背景中把信号区分出来，从而减少错误判决的可能性。因此，在同样输入信噪比的情况下，希望输出信噪比越大越好，这就是最大输出信噪比准则。
匹配滤波器理论
则判为发送码元是s2(t)。
2008.8
copyright 信息科学与技术学院通信原理教研组
18

数字通信系统原理第8章定时与同步

为了使整个通信系统有序、准确、可靠地工作，收、发双方必须有一个统一的时间标准。这个时间标准就是靠定时系统完成收、发双方时间的一致性，即同步。同步的种类很多，按照同步的功用来分，数字通信系统中的同步可以分为载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（数字通信网中用）四种，下面分别加以说明。
因此，需要在接收端产生一个“码元定时脉冲序列”，这个定时脉冲序列的重复频率要与发送端的码元速率相同，相位（位置）要对准最佳取样判决位置（时刻）。这样的一个码元定时脉冲序列就被称为 “位同步脉冲”（或“码元同步脉冲”），而把位同步脉冲的取得称为位同步提取。
3．帧同步
数字通信中的信息数字流，总是用若干码元组成一个“字”，又用若干“字”组成一“句”。因此，在接收这些数字流时，同样也必须知道这些“字”、“句”的起止时刻。而在接收端产生与“字”、“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，就被称为“字” 同步和“句”同步，统称为帧同步（或群同步）。
第8章定时与同步
8.1 数字通信系统中同步的作用
8.2 载波同步
8.3 位同步
8.4 帧同步
8.5 网同步本章内容小结
学习要点
定时与同步的基本概念同步在通信系统的位置载波同步的概念、特点及工作原理位同步的概念、特点及工作原理帧同步的概念、特点及工作原理网同步的概念及方法
除了按照功用来区分同步外，还可以按照传输同步信息方式的不同，把同步分为外同步法（插入导频法）和自同步法（直接法）两种。外同步法是指发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法；自同步法是指发送端不发送专门的同步信息，而在接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法。

第八章-同步技术

11
同步技术的重要性
• 同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所以同步是进行信息传输的必要和前提。
• 同步性能的好坏将直接影响着通信系统的性能。如果出现同步误差或失去同步就会直接导致通信质量下降，降低通信系统性能，甚至使通信中断。
计算机网络通信原理——同步技术
• 从下图所示的频谱图可以看出，在载频处，已调信号的频谱分量为零，载频附近的频谱分量也很小且没有离散谱，这样就便于插入导频以及解调时易于滤出它。
（a）基带信号x(t)频谱函数
（b）对x(t)进行相关编码得到的频谱函数（c）双边带调制后得到的频谱函数
插入导频
计算机网络通信原理——同步技术
20
双边带调制系统发送端电路框图
• 码变换器将Sd(t)频谱中的直流和相邻的低频信号滤掉或衰减。 • 经低通滤波器加给环行调制器，由带通滤波器取出上、下边带
送给加法器。 • 同时送给加法器的还有载波移相90°的Acsinωct。（发送端必须
正交插入导频，不能加入Acosωt导频信号，否则接收端解调后会出现直流分量，这个直流分量无法用低通滤波器滤除，将对基带信号的提取产生影响。）
计算机网络通信原理——同步技术
28
平方变换法
• 已调信号x(t)cosωct为2PSK信号，双极性矩形脉冲。 • 接收端经过平方律部件后得到
e(t)=[x(t)cosωct]2 = x2(t)/2+ x2(t) cos2ωct/2
∵ x(t)=±1 ∴ e(t)= (1+cos2ωct)/2
• 由此，通过窄带滤波器取出2fc，经过二分频得到的频率就是所需要的载波频率。
计算机网络通信原理——同步技术

第八章数字信号的最佳接收要点

通信原理电子教案第8章数字信号的最佳接收学习目标：最佳接收的概念，准则；匹配滤波器的原理，传输特性与输出信号；数字信号接收的统计模型；最小差错概率准则，似然比准则；确知信号最佳接收机的设计与性能分析；随相信号最佳接收机的设计与性能分析；最佳接收机与实际接收机的性能比较；重点难点：匹配滤波器；似然比准则；确知信号最佳接收机结构，抗噪声性能；最佳接收机性能的比较；课外作业：8-1、8-3、8-4、8-8、8-9、8-10、8-11、8-14本章共分8讲第四十六讲本章概述、匹配滤波器主要内容：最佳接收概念，匹配滤波器原理。

在数字通信系统中，信道的传输特性和传输过程中噪声的存在是影响通信性能的两个主要因素。

本章将要讨论的最佳接收，就是研究在噪声干扰中如何有效地检测出信号。

信号统计检测所研究的主要问题可以归纳为三类：第一类是假设检验问题，它所研究的问题是在噪声中判决有用信号是否出现。

第二类是参数估值问题，它所研究的问题是在噪声干扰的情况下以最小的误差定义对信号的参量作出估计。

第三类是信号滤波，它所研究的问题是在噪声干扰的情况下以最小的误差定义连续地将信号过滤出来。

所谓最佳是在某种标准下系统性能达到最佳，最佳标准也称最佳准则。

因此，最佳接收是一个相对的概念，在某种准则下的最佳系统，在另外一种准则下就不一定是最佳的。

在数字通信中，最常采用的最佳准则是输出信噪比最大准则和差错概率最小准则。

下面我们分别讨论在这两种准则下的最佳接收问题。

一、匹配滤波器原理在数字通信系统中，滤波器是重要部件之一，作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强；第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。

通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波器输出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使滤波器输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。

数字通信 第八章

第八章 CDMA移动通信系统(一)

通信原理课件第八章 时分复用(一)

数字通信第八章完整版

第八章 时分复用

第八章-多路复用技术PPT课件

精品文档-数字通信原理(李白萍)-第8章

第八章-数字信号的最佳接收

通信原理第八章数字信号的最佳接收

数字通信第八章

通原第八章数字信号最佳接收原理CutVersion精品文档

第八章串行通信技术

通信原理8-同步技术

通信系统原理第八章数字信号的最佳接收

数字通信基础课件 (2)

通信原理第八篇题库总合

通信原理第八章 数字信号的最佳接收

数字通信系统原理第8章 定时与同步

第八章-同步技术

第八章 数字信号的最佳接收要点

数字通信第八章

通信原理课件第八章时分复用(一)

第八章时分复用

通信原理第八章数字信号的最佳接收

数字通信系统原理第8章定时与同步

第八章数字信号的最佳接收要点