通信原理復(fù)習(xí)提綱

考試題型：一、 選擇題15題，每題2分，共30分二、 填空題 10題，每題2分，共20分三、 計(jì)算題5題，10分X5=50分(2章(1題)、5章(2題)、7章(2題))復(fù)習(xí)提綱：第一章：緒論模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的辨別；數(shù)字通信的缺點(diǎn)；信息量、熵、信息傳輸速率、誤碼率的計(jì)算；通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)。1、 數(shù)字通信的缺點(diǎn)：課本P5占用頻帶寬，因此頻帶利用率不高同步要求高，因此系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜/ 白////個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)口」州、單個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)//2、信息量I與事件發(fā)生的概率P(x)息息相關(guān)：I=log,尸，=—log’P(x) 課本P9另外，信息量滿足可加性。I[P(x1)P(x2)...P(xn)]=I[P(x1)]+I[P(x2)]+...+I[P(xn)]。其中各事件獨(dú)立。上式當(dāng)中，當(dāng)a=2時(shí)，可簡(jiǎn)寫為lb3、 熵H，它是用于描述信息量的平均值的物理量，和概率中的期望類似。課本P10設(shè)某事件共有n種不同狀態(tài)(或者說(shuō)由n個(gè)符號(hào)組成)，處于任意一種狀態(tài)的概率分別為：P(x1)、P(x2)?P(xn)，這里這些概率的和為1。那么我們就定義嫡H(x)=P(x1)*[-lbP(x1)]+P(x2)*[-lbP(x2)]+?.?+P(xn)*[-lbP(xn)]=-才P(x)lbP(x)(bit/i ii=1符號(hào))由定義可知，總的信息量I=n*H./***通信系統(tǒng)的兩個(gè)主要性能指標(biāo)****有效性：用波特率和比特率來(lái)衡量，描述傳輸“速度”指標(biāo)。*準(zhǔn)確性：用誤碼率和誤信率來(lái)衡量，描述傳輸“質(zhì)量”指標(biāo)。*/4、 波特率人睥，又稱為碼元傳輸速率，簡(jiǎn)稱為波特率。它表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，Bd單位是波特(Baud)，記為Bd。例如，若1秒內(nèi)傳2400個(gè)碼元，則傳碼率為2400Bd。數(shù)字信號(hào)有多進(jìn)制和二進(jìn)制之分，但碼元速率與進(jìn)制數(shù)無(wú)關(guān)，只與傳輸?shù)拇a元長(zhǎng)度T- 1，一、 、E.有關(guān)：R= (Bd)---這個(gè)公式了解下就可以了課本P11BdTs5、比特率Rb，又稱為信息傳輸速率，簡(jiǎn)稱為傳信率。它表示單位時(shí)間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特?cái)?shù)，單位bit/s，或bps.它與波特率的關(guān)系是：Rb=RBd,H(bit/s).式中，H為信源中每個(gè)符號(hào)所含的平均信息量。課本P11

6、誤碼率(碼元差錯(cuò)率)Pe=錯(cuò)誤碼元數(shù)

傳輸總碼元數(shù)課本6、誤碼率(碼元差錯(cuò)率)Pe=錯(cuò)誤碼元數(shù)

傳輸總碼元數(shù)課本P127、誤信率(信息差錯(cuò)率)Pb=錯(cuò)誤比特?cái)?shù)

傳輸總比特?cái)?shù)課本P12第二章：隨機(jī)過(guò)程相關(guān)函數(shù)的定義、作用，平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)；窄帶過(guò)程與高斯過(guò)程的相關(guān)概念及其性質(zhì)；隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的性質(zhì)；白噪聲的概念。1、 對(duì)于二維概率密度函數(shù)f3,x;t,t)，其相關(guān)函數(shù)：R(t,t)=E[&(t)*&(t)],它用于2 1212 12 1 2衡量隨機(jī)過(guò)程在任意連個(gè)時(shí)刻獲得的隨機(jī)變量之間的關(guān)聯(lián)程度。課本P192、 所謂平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，是指它的統(tǒng)計(jì)特性不隨時(shí)間的推移而變化。其中，它的自相關(guān)函數(shù)僅是時(shí)間間隔，的函數(shù)：件t1*)=R0).平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的另外一個(gè)性質(zhì)是：它的均值是常數(shù)(與時(shí)間無(wú)關(guān))。通信系統(tǒng)中所遇到的信號(hào)及噪聲，大多數(shù)可視為平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程。課本P19斯過(guò)程。高斯過(guò)程屬于狹義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。高斯過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的性質(zhì)：我們知道，斯過(guò)程。高斯過(guò)程屬于狹義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。高斯過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的性質(zhì)：我們知道，線性系統(tǒng)的響應(yīng)vo(t)等于輸入信號(hào)vi(t)與系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h(t)的卷積，即V(t)=V(t)*h(t)="y(t)h(t-T)dT0 ' -8'若線性系統(tǒng)是物理可實(shí)現(xiàn)的，則Vo(t)=0h(T)V，(t-T)dT如果把vi(t)看作是輸入隨機(jī)過(guò)程的一個(gè)樣本，則vo(t)可看作是輸出隨機(jī)過(guò)程的一個(gè)樣本。則有&o(t)=j8h(T肉(t-T)dT相關(guān)性質(zhì)：數(shù)學(xué)期望：輸出過(guò)程的數(shù)學(xué)期望等于輸入過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與直流傳遞函數(shù)H(0)的乘積，且與t無(wú)關(guān)。自相關(guān)函數(shù)：&o(t)的自相關(guān)函數(shù)只依賴時(shí)間間隔T而與時(shí)間起點(diǎn)t1無(wú)關(guān)。由以上輸出過(guò)程的數(shù)學(xué)期望和自相關(guān)函數(shù)證明，若線性系統(tǒng)的輸入過(guò)程是平穩(wěn)的，那么輸出過(guò)程也是平穩(wěn)的。功率譜密度：系統(tǒng)輸出功率譜密度是輸入功率譜密度Pi(w)與系統(tǒng)功率傳輸函數(shù)|H(w)|2的乘積。概率分布：如果線性系統(tǒng)的輸入過(guò)程是高斯型的，則系統(tǒng)的輸出過(guò)程也是高斯型的。4、白噪聲的概念：課本P26信號(hào)在信道中傳輸時(shí)，常會(huì)遇到這樣一類噪聲，它的功率譜密度均勻分布在整個(gè)頻率范圍內(nèi)，即馬㈣二斗 (2.3-17)這種噪聲被稱為白噪聲，它是一個(gè)理想的寬帶隨機(jī)過(guò)程。式中％為一常數(shù)，單位是瓦/赫口顯然，白噪聲的自相關(guān)函數(shù)可借助于下式求得，即R(r)二氣3(「) (2.3-18)如果白噪聲又是高斯分布的，我們就稱之為高斯白噪聲。由式(2.3-18)可以看出，高斯白噪聲在任意兩個(gè)不同時(shí)刻上的取值之間，不僅是互不相關(guān)的，而且還是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的口5、窄帶過(guò)程的概念：隨機(jī)過(guò)程通過(guò)以fc為中心頻率的窄帶系統(tǒng)的輸出，即是窄帶隨機(jī)過(guò)程。所謂窄帶系統(tǒng)，是指其通帶寬度△f<<fc，且fc遠(yuǎn)離零頻率的系統(tǒng)。實(shí)際中，大多數(shù)通信系統(tǒng)都是窄帶型的，通過(guò)窄帶系統(tǒng)的信號(hào)或噪聲必是窄帶的，如果這時(shí)的信號(hào)或噪聲又是隨機(jī)的，則稱它們?yōu)檎瓗щS機(jī)過(guò)程。窄帶過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)的性質(zhì)：設(shè)窄帶過(guò)程&(t)是平穩(wěn)高斯窄帶過(guò)程，且均值為零，方差為?？梢宰C明它的同相分量&c(t)和正交分量［s(t)也是零均值的平穩(wěn)高斯過(guò)程，而且與t(t)具有相同的方差。第三章：信道與噪聲理想恒參信道、隨參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?；二進(jìn)制編碼信道模型；分集接收、頻率選擇性衰落、相關(guān)帶寬概念；香農(nóng)定理概念及其計(jì)算。/**信道模型，2種***********調(diào)制信道：是一種連續(xù)信道*編碼信道：是一種離散信道*/1、編碼信道是一種集調(diào)制器、調(diào)制信道及解調(diào)器為一身的一種數(shù)字信道。它的任務(wù)是將信號(hào)發(fā)送設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)字序列轉(zhuǎn)變成另一種輸出數(shù)字序列提供給信號(hào)接收設(shè)備。二進(jìn)制傳輸系統(tǒng)就是一種簡(jiǎn)單的編碼信道模型。課本P42/**信道特性，2種**********恒參信道：穩(wěn)定*隨參信道：不穩(wěn)定*/2、 恒參信道的信道特性主要由傳輸媒質(zhì)所決定，而傳輸媒質(zhì)基本不隨時(shí)間變化，所以對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懯谴_定的或者是變化極其緩慢。課本P463、 典型的隨參信道是陸地移動(dòng)信道和短波電離信道，它們對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懕群銋⑿诺绹?yán)重得多。課本P53/**隨參信道詳解**********不穩(wěn)定的原因*接收端如何處理這種不穩(wěn)定的信號(hào)*/4、 頻率選擇性衰落和相關(guān)帶寬。這兩個(gè)概念都來(lái)源于隨參信道的多徑傳播。在多徑傳播中，同個(gè)信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間是有時(shí)差的，我們將其定義為多徑延時(shí)差△，。若設(shè)最大多徑延時(shí)差為At，則定義多徑傳播信道的相關(guān)寬帶為B二二.而頻率選擇性衰落的意思是說(shuō)，m cAtm在多徑傳播中不同頻率的信號(hào)被衰落的程度不一樣，具體見(jiàn)課本P545、 信號(hào)在傳輸過(guò)程中由于多徑衰落等影響，傳遞接收端時(shí)一般是分散而衰減的。分集接收技術(shù)就是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題來(lái)提高信號(hào)的接收質(zhì)量。分集接收，是分散接收集中處理的簡(jiǎn)稱，因此它由兩層意義：一是分散接收，是接收端能得到多個(gè)攜帶同一信息的、統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)；二是集中處理，即接收端把收到的多個(gè)獨(dú)立信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)合并，從而降低衰落影響，改善系統(tǒng)性能。該技術(shù)是對(duì)隨參信道提出來(lái)的。課本P55/**信道容量*****信道容量是指信道中信息無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笏俾省?香農(nóng)公式是一個(gè)用來(lái)計(jì)算信道容量的公式，它既可以用于離散信道，亦可用于連續(xù)信道。*課本中，只討論連續(xù)信道的信道容量。*/6、 帶寬為B(Hz)的連續(xù)信道，若其輸入信號(hào)的功率為S，信道噪聲為N，則其信道容量為香農(nóng)公式)：SC=Blog2(1+-)(bit/s)如果信道噪聲的單邊功率譜密度為n°，則在信道帶寬為B內(nèi)的噪聲功率N=n0B所以香農(nóng)公式又可寫成：C=Blog(1+*)(bit/s)2nB有了香農(nóng)公式，我們可以根據(jù)“只要傳輸速率小于等于信道容量，就可以找到一種信道編碼方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)傳播”的定理及實(shí)際要求來(lái)調(diào)節(jié)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)傳播。課本P62第四章：模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制方式的分類；VSB調(diào)制重現(xiàn)調(diào)制信號(hào)的要求；FM的表達(dá)式及其意義(參考作業(yè)4-17)。1、 模擬調(diào)試方式（線性）：課本P68★普通調(diào)幅（AM）★抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB）★抑制載波單邊帶調(diào)制（SSB）★殘留邊帶調(diào)制（VSB）模擬調(diào)制方式（非線性）：課本P82★相位調(diào)制（PM）★頻率調(diào)制（FM）2、 解調(diào)分為：相干解調(diào)和非相干解調(diào)（又稱為包絡(luò)檢波）DSB、SSB和VSB均是抑制載波的已調(diào)信號(hào)，其包絡(luò)不完全載有調(diào)制信號(hào)的信息，因而不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波的方法解調(diào)。因此，DSB、SSB和VSB通常采用相干解調(diào)，而AM通常采用包絡(luò)解調(diào)。課本P76另外，對(duì)于VSB使用相干解調(diào)還有一個(gè)要求：殘留邊帶濾波器的特性HVS（&）在載頻（土①）處需具有互補(bǔ)對(duì)稱（奇對(duì)稱）特性。課本P743、 FM的表達(dá)式：課本P834.3.1角調(diào)制的基本概念c（t）=Acos0（t）瞬時(shí)頻率?（'）二籍' （4.3?1）瞬時(shí)相位。（，）=￡^（r）6/r （4.3-2）未調(diào)制的正弦波=Acos[coct+仇]TOC\o"1-5"\h\z角度調(diào)制信號(hào)殊（0=刀cos[a）rt+=Acos（4-3-3）相位調(diào)制 9（，）=Kpm（t） （4.3- 4）調(diào)相信號(hào)（0=Acos+ （4.3? 5）頻率調(diào)制 匕r= （4.3- 6）相位偏移（p（t）=Kf^m（T）dr （4.3. 7）調(diào)頻信號(hào) sFM（t）=Acos（vct+Kf^m（T）dr（4.3- 8）如果將調(diào)制信號(hào)先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相；同樣，如果將調(diào)制信號(hào)先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。第五章：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜特性分析；AMI碼與HDB3碼的編碼、解碼規(guī)則；公式(5.4-7)，基帶信號(hào)在接收端抽樣時(shí)刻上的信號(hào)各項(xiàng)含義；基帶傳輸無(wú)碼間串?dāng)_的H(w)滿足的條件；基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析，即接收端判決門限的設(shè)置；眼圖定義。第六章：模擬信號(hào)的數(shù)字信號(hào)低通，帶通抽樣定理；自然抽樣、平頂抽樣的調(diào)制框圖及其區(qū)別；均勻量化與非均勻量化的區(qū)別；PCM調(diào)制的定義、編碼規(guī)則；過(guò)載量化噪聲、最大跟蹤斜率的定義。//******抽樣：保留模擬信號(hào)在幅度上的連續(xù)，時(shí)間上離散****///***模擬信號(hào)類型***低通:fL<B*帶通:fL>B*/1、低通抽樣定理：f>2。，否則會(huì)發(fā)生混疊。帶通抽樣定理：［=2fH/m.其中，m是一個(gè)不大于fH/B的最大整數(shù)。6.2脈沖振幅調(diào)制(PAM)第4章中討論的連續(xù)波調(diào)制是以連續(xù)振蕩的正弦信號(hào)作為載波。然而，正弦信號(hào)并非是惟一的載波形式，時(shí)間上離散的脈沖串，同樣可以作為載波。脈沖調(diào)制就是以時(shí)間上離散的脈沖串作為載波，用模擬基帶信號(hào)m(t)去控制脈沖串的某參數(shù)，使其按m(t)的規(guī)律變化的調(diào)制方式。通常，按基帶信號(hào)改變脈沖參量(幅度、寬度和位置)的不同，把脈沖調(diào)制又分為脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PDM)和脈位調(diào)制(PPM)o雖然這三種信號(hào)在時(shí)間上都是離散的，但受調(diào)參量變化是連續(xù)的，因此也都屬于模擬信號(hào)。脈沖振幅調(diào)制是脈沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。

2、自然抽樣又稱為曲頂抽樣，它是抽樣后脈沖幅度（頂部）保持了被抽樣信號(hào)的m（t）的變化規(guī)律。平頂抽樣又稱為瞬時(shí)抽樣，它抽樣后信號(hào)中的脈沖均具有相同的形狀一一頂部平坦的矩形脈沖。圖6-2平頂抽樣*量化：