電子科大2013通信原理總復(fù)習(xí)

2023/2/6通信與信息工程學(xué)院1通信原理期末復(fù)習(xí)2023/2/6通信與信息工程學(xué)院2教學(xué)計(jì)劃考核范圍：第1章~第6章，第8章第1章：緒論第2章：基礎(chǔ)知識(shí)第3章：模擬傳輸?shù)?章：數(shù)字基帶傳輸?shù)?章：基本的數(shù)字頻帶傳輸?shù)?章：模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM第8章*：現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)2023/2/6通信與信息工程學(xué)院3第1章緒論1、信息量、熵、熵率2、香農(nóng)公式2023/2/6通信與信息工程學(xué)院4第2章基礎(chǔ)知識(shí)2.6匹配濾波器（第4、5章的誤碼率計(jì)算）匹配濾波波形、最大信噪比的計(jì)算、最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)典型題目：例2.11、習(xí)2.12、習(xí)4.112023/2/6通信與信息工程學(xué)院54-11在功率譜密度N0/2為的AWGN信道中進(jìn)行二元基帶傳輸，假定碼元等概且發(fā)射信號(hào)分別為：（1）給出信號(hào)mi(t)對(duì)應(yīng)的匹配濾波器沖激響應(yīng)（k=1），（2）確定最佳接收機(jī)的結(jié)構(gòu)（確定濾波器特性）；（3）給出最佳錯(cuò)誤概率；2023/2/6通信與信息工程學(xué)院6第3章模擬傳輸幅度調(diào)制角度調(diào)制不同調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能及比較（結(jié)論）2023/2/6通信與信息工程學(xué)院7一、幅度調(diào)制：常規(guī)調(diào)幅（AM）抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）單邊帶調(diào)幅（SSB）第3章模擬傳輸信號(hào)表達(dá)式波形圖

（時(shí)域&頻域）功率效率抗噪聲

性能帶寬接收方法2023/2/6通信與信息工程學(xué)院81、信號(hào)表達(dá)式常規(guī)調(diào)幅（AM）抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）單邊帶調(diào)幅（SSB）第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院92、波形與頻譜圖習(xí)題3-4第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院103、帶寬常規(guī)調(diào)幅（AM）：BAM=2B抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）：BDSB=2B單邊帶調(diào)幅（SSB）：只保留DSB-SC中的上（下）邊帶，BSSB=B第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院114、接收方法常規(guī)調(diào)幅（AM）非相干接收—包絡(luò)檢波，簡(jiǎn)單易行抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）、單邊帶調(diào)幅（SSB）相干接收—系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，換取調(diào)制效率AM信號(hào)也可使用相干接收第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院125、功率&效率習(xí)題3-2第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院136、抗噪聲性能（結(jié)論）解調(diào)增益系統(tǒng)增益AM調(diào)制方式，輸入信噪比(S/N)i<1，則(S/N)o很小，通信無(wú)法正常進(jìn)行，表現(xiàn)為“門限效應(yīng)”（判斷）第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院14結(jié)論：

AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波系統(tǒng)性能與相干解調(diào)系統(tǒng)性能完全相同

第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院15二、角度調(diào)制：相位調(diào)制（PM）頻率調(diào)制（FM）第3章模擬傳輸調(diào)制指數(shù)信號(hào)表達(dá)式相位（頻率）信息抗噪聲

性能帶寬接收方法2023/2/6通信與信息工程學(xué)院16信號(hào)表達(dá)式通式瞬時(shí)頻率第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院17（1）相位調(diào)制（PM）或

kPM：相偏常數(shù)，單位rad/V

調(diào)相信號(hào)表達(dá)式第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院18（2）頻率調(diào)制（FM）

或kFM：頻偏常數(shù)，單位Hz/V

調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院19（3）最大相偏

PM信號(hào)

FM信號(hào)

第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院20（4）最大頻偏

PM信號(hào)

FM信號(hào)

第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院21（5）調(diào)制指數(shù)與帶寬

卡森公式（6）抗噪聲性能

第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院22常見考查方式

幅度調(diào)制系統(tǒng)：不同模擬調(diào)制方式下，綜合信號(hào)表達(dá)式、帶寬、系統(tǒng)抗噪聲性能等內(nèi)容典型題目：例3.6、習(xí)3.13、習(xí)3.15角度調(diào)制系統(tǒng)：最大相（頻）偏、調(diào)制指數(shù)、帶寬典型題目：例3.4、例3.5、習(xí)3.17、習(xí)3.19第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院23例3.6調(diào)頻系統(tǒng)和常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)的輸出信噪比均為40dB，即(S/N)o-FM=(S/N)o-AM=40

dB，基帶信號(hào)為fm=4kHz、振幅Am的正弦波。噪聲單邊功率譜密度N0=0.5×10-8W/Hz，幅度調(diào)制效率=1/3，調(diào)頻指數(shù)=5，信道傳輸損耗為L(zhǎng)t=40dB。求兩種調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)送信號(hào)功率與帶寬第3章模擬傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院24二元與多元數(shù)字基帶信號(hào)的特性（線路碼型）碼間串?dāng)_與Nyquist準(zhǔn)則（升余弦濾波器）第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院25一、二元與多元數(shù)字基帶信號(hào)的特性基本概念傳輸速率功率譜與帶寬接收與誤碼性能第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院261、基本概念（1）單極性（Unipolar）與雙極性（Polar）（2）不歸零（NRZ）與歸零（RZ）（3）差分碼（相對(duì)碼）（Differentialencoding）傳號(hào)差分碼—“1變0不變”每組絕對(duì)碼對(duì)應(yīng)兩組完全相反的差分碼（首位任意選?。?）AMI碼與數(shù)字雙相碼的編碼原理AMI碼包含三種電平數(shù)字雙相碼（曼徹斯特碼）為四元比特對(duì)習(xí)4.1、習(xí)4.24

第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院27第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院282、傳輸速率（1）符號(hào)速率（Symbolrate），單位波特（Baud）

Rs=1/Ts(Baud)（2）比特速率（Bitrate），單位比特/秒（bps或b/s）（3）比特速率與符號(hào)速率間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

Rb=KRs=Rslog2M

(bps)，Rb≥Rs典型題目：習(xí)4.2、習(xí)4.3第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院293、功率譜密度均值ma=E[an]，方差前一項(xiàng)為連續(xù)譜，后一項(xiàng)是頻率間隔為1/Ts的離散譜第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院30重要結(jié)論（1）雙極性碼均值ma為0，只含有連續(xù)譜（2）單極性碼均值ma不為0，連續(xù)譜+離散譜（3）單極性NRZ碼，只含有一個(gè)離散譜單極性RZ碼，含有多個(gè)離散譜（4）四種基本碼型的功率譜密度表達(dá)式第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院31當(dāng)脈沖gT(t)為矩形脈沖時(shí)，基本碼型（單/雙極性、RZ/NRZ）功率譜密度（例4.3、例4.4、習(xí)4.4、習(xí)4.5）雙極性NRZ碼：+1與-1等概率出現(xiàn)，幅度為A又均值ma=0，，引入辛格函數(shù)則有第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院32單極性NRZ碼：0與1等概率出現(xiàn)，幅度為A均值ma=1/2，，第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院33雙極性RZ碼：1與-1等概率出現(xiàn)，gT(t)為矩形歸零脈沖均值ma=0，第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院34單極性RZ碼：0與1等概率出現(xiàn)均值ma=1/2，第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院35帶寬（1）二元傳輸下，RZ碼帶寬為2Rb，NRZ碼帶寬為Rb（2）多元信號(hào)MPAM帶寬為Rb/K（Rs）（3）帶寬與波特速率和脈沖寬度相關(guān)（習(xí)4.2、習(xí)4.3）4、接收方法與誤碼性能（1）引入白噪聲—AWGN信道（2）低通濾波接收與匹配濾波接收（結(jié)論）第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院36Eb/N0—平均比特能量/噪聲功率譜密度，反映信號(hào)與噪聲的能量之比LPF接收系統(tǒng)（矩形NRZ，取B=1/Ts）匹配濾波器接收系統(tǒng)雙極性2PAM單極性2PAM第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院37第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院38利用誤比特曲線對(duì)不同傳輸方案進(jìn)行性能比較（1）縱向比較：通過(guò)給定的Eb/N0值做垂線，與誤比特曲線交點(diǎn)所表征的誤比特率越小，證明性能越好

（下方曲線）（2）橫向比較：通過(guò)給定的Pb值做水平線，與誤比特曲線交點(diǎn)所表征的Eb/N0越小，證明性能越好

（左方曲線）第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院39例4.6

估計(jì)以Rb=1Mbps進(jìn)行二元傳輸時(shí)的平均錯(cuò)誤間隔第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院40二、碼間串?dāng)_與Nyquist準(zhǔn)則Nyquist準(zhǔn)則及其相關(guān)結(jié)論升余弦滾降濾波器及其相關(guān)結(jié)論第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院411、Nyquist準(zhǔn)則有無(wú)碼間串?dāng)_，只需檢驗(yàn)H(f)在是否為常數(shù)典型題目：例4.11、習(xí)4.13、課堂習(xí)題2對(duì)于有限帶寬低通信道（WHz）在傳輸速率為Rs=1/Ts時(shí)（1）W<Rs/2=2/Ts：肯定存在碼間串?dāng)_（2）W=Rs/2=2/Ts：H(f)為Rs/2低通濾波響應(yīng)，無(wú)碼間串?dāng)_（3）W>Rs/2=2/Ts：總能找到某個(gè)H(f)滿足無(wú)碼間串?dāng)_條件第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院42重要結(jié)論（1）在無(wú)碼間串?dāng)_條件下，W

Hz的基帶信道每秒至多只

能傳輸2W個(gè)符號(hào)—Nyquist速率（2）頻帶利用率第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院432、升余弦（RC）滾降濾波器按Rs=2f0的碼率進(jìn)行傳輸?。。。?！滾降因子，f0為6dB帶寬截止頻率（帶寬）W=(1+a)f0a=0：LPF特性，W=f0，Rs(max)=2W(Baud)a=1：W=2f0，Rs(max)=W(Baud)1>a>0：W=(1+a)f0，Rs(max)=2W/(1+a)(Baud)頻帶利用率第4章數(shù)字基帶傳輸?shù)湫皖}目：例4.12、

習(xí)4.15、習(xí)4.162023/2/6通信與信息工程學(xué)院444.5.1碼間串?dāng)_存在的原因：h(0)

、h(mTs)4.5.2無(wú)碼間串?dāng)_條件—Nyquist準(zhǔn)則（時(shí)域&頻域）利用頻域表達(dá)式進(jìn)行判斷4.5.3無(wú)碼間串?dāng)_條件下，信道帶寬W與傳輸速率Rs

之間的關(guān)系（Nyquist速率：2W≥Rs

）數(shù)字通信系統(tǒng)的效率—頻帶利用率≤2Baud/Hz4.5.4升余弦滾降濾波器（a、W、f0、

Rs

、Rs≡2f0

）第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院454.6.3基本均衡算法（1）迫零（Zeroforcing）算法（例4.14、習(xí)4.19）例4.14某數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的抽樣值存在碼間干擾，系統(tǒng)沖激響應(yīng)h(t)的樣值為h-1=-1/4，h0=1，h1=1/4。若將該系統(tǒng)與一三抽頭迫零均衡器級(jí)聯(lián)，求此均衡器的抽頭系數(shù)c-1，

c0，c1各為多少，并計(jì)算均衡前后的峰值畸變值第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院462023/2/6通信與信息工程學(xué)院46解：（1）求抽頭系數(shù)第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院472023/2/6通信與信息工程學(xué)院47均衡后

第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院484.8符號(hào)同步例4.18、習(xí)4.22第4章數(shù)字基帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院49數(shù)字頻帶傳輸?shù)暮诵膬?nèi)容：數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)2ASK（OOK）2FSK2PSK、2DPSK、QPSK信號(hào)表達(dá)式、調(diào)制（接收）方法、帶寬、誤碼性能第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院501、信號(hào)表達(dá)式2ASK2FSK2PSKQPSK（格雷編碼）

第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院512、帶寬2ASK：B2ASK=2B=2Rb2FSK：2(D)PSK：B2(D)PSK=2B=2Rb

QPSK：BQPSK=Rb=2Rs第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院523、誤碼性能第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院53第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院54其它要點(diǎn)總結(jié)：1、公式：2、2DPSK的波形：首個(gè)波形隨機(jī)設(shè)定，無(wú)實(shí)際意義

3、讀取波形：2DPSK信號(hào)、QPSK信號(hào)4、頻帶升余弦濾波器帶寬：W=2f0(1+a)第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院55第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院56第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院57設(shè)信號(hào)速率為100kbps，通過(guò)升余弦滾降特性為a=0.3的系統(tǒng)，進(jìn)行無(wú)碼間串?dāng)_的傳輸。（1）采用BPSK調(diào)制，求占用的信道帶寬和頻帶利用率；（2）設(shè)，求BPSK最佳接收機(jī)的誤比特率習(xí)5.19、習(xí)5.22第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院582023/2/6通信與信息工程學(xué)院58例5.7QPSK系統(tǒng)的輸入二進(jìn)制序列為011111011000，試說(shuō)明：（1）四元比特對(duì)序列；（2）載波相位（B方式）序列；（3）同相與正交支路的比特序列；（4）4800bps時(shí)需要的帶寬習(xí)5.11、習(xí)5.21第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2023/2/6通信與信息工程學(xué)院59第6章模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM6.1模擬信號(hào)的抽樣6.2均勻量化與最佳量化6.3量化信噪比與對(duì)數(shù)量化6.4脈沖編碼調(diào)制6.5*差分脈沖編碼調(diào)制與增量調(diào)制6.6時(shí)分復(fù)用2023/2/6通信與信息工程學(xué)院60第6章模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM1、抽樣帶限信號(hào)m(t)，最高非零頻率為fH,抽樣率fs>2fH，2fH=2B稱為奈奎斯特頻率（Nyquistfrequency）帶通信號(hào)抽樣：例6.1、習(xí)6.62023/2/6通信與信息工程學(xué)院61第6章模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM2、量化均勻量化及量化噪聲量化信噪比峰值信噪比（均勻量化時(shí)為3M2）、平均信噪比、正弦信號(hào)信噪比典型題目：例6.3、習(xí)6.8、習(xí)6.11、習(xí)6.122023/2/6通信與信息工程學(xué)院62第6章模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM3、脈沖編碼調(diào)制（PCM）（1）電話信號(hào)帶寬：300~3400Hz，抽樣率為8kHz（2）量化：8比特A律（3）PCM數(shù)據(jù)率：8kHz×8bit=64kbps

語(yǔ)音信號(hào)傳輸速率2023/2/6通信與信息工程學(xué)院63第6章模擬信號(hào)數(shù)字化與PCM編碼規(guī)則（1）確定極性，正為“1