通信信號處理期末復(fù)習(xí)

1、天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理通信信號處理復(fù)習(xí)課電子信息工程學(xué)院2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理2試卷題型和分值 第一套試卷 填空 8題16空 16分 單項選擇 5題 10分 畫圖題3題18分 名詞解釋7題14分 簡答題6題30分 計算題1題12分 總計 100分2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理3 第二套試卷 填空 6題12空 12分 單項選擇 6題 12分 畫圖題3題18分 名詞解釋5題10分 簡答題6題36分 綜述題1題12分 總計100分天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第一章 緒論2021-12-5天津

2、理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理52021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理6無線通信的變革（3代）第一代第二代第三代時間198419961996200020002010服務(wù)模擬話音語音頻帶數(shù)據(jù)數(shù)字話音短信IP數(shù)據(jù)數(shù)字話音、視頻短信高速IP數(shù)據(jù)無線技術(shù)模擬調(diào)頻FDMA數(shù)字調(diào)制TDMA，CDMA數(shù)字調(diào)制（可以支持多種）CDMA頻帶800MHz900MHz，1800MHz2GHz 及以上典型系統(tǒng)AMPSGSMCDMA ONE (IS-95)TD-SCDMAWCDMACDMA20002021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理7多址方式FDMAFDMA方

3、式TDMATDMA方式CDMACDMA方式方式2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理8軟件無線電 軟件無線電的基本思想 以一個通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺為依托，通過軟件編程來實現(xiàn)無線電臺的各種功能，從基于硬件，面向用途的電臺設(shè)計方法中解放出來。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理9軟件無線電框圖（會畫此圖）2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理10 基站發(fā)給移動臺的鏈路稱為下行鏈路 移動臺發(fā)給基站的鏈路稱為上行鏈路。天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第二章 通信信號表示及表征 2021-12-5天津理工大學(xué)

4、電子信息工程學(xué)院 通信信號處理12知識點 循環(huán)平穩(wěn)過程：統(tǒng)計特性呈周期或多周期平穩(wěn)變化的過程。 以下內(nèi)容只是幫助理解 實際上是非平穩(wěn)過程，但這種非平穩(wěn)過程有一個重要的特性，即非平穩(wěn)性表現(xiàn)為周期平穩(wěn)性。 分為一階循環(huán)平穩(wěn)過程（平均值），二階循環(huán)平穩(wěn)過程（相關(guān)函數(shù)），高階循環(huán)平穩(wěn)過程2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理13知識點（續(xù)） 通信信號常采用復(fù)信號表示 表示方式分為：解析信號和基帶信號天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第三章 無線信道2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理15無線信號傳播 信號傳播方式：直射（自由空間傳播），反射、

5、繞射、散射 反射：反射：無線電波入射到某一媒介表面時，部分無線電波能量返回到第一種媒介的現(xiàn)象。 散射：散射：無線電波入射到一粗糙表面時，反射的能量會擴散（彌散）到所有方向的現(xiàn)象。 繞射：繞射：無線電波繞過地球彎曲的表面或障礙物傳播的現(xiàn)象。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理16四種傳播方式直 射 波反 射 波繞 射 波散 射 波2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理17衰落 衰落： 了解陰影衰落和多徑衰落的成因 陰影衰落：由于建筑物、地形等障礙物遮擋造成的接受信號強度下降 多徑衰落：由于同一信號經(jīng)不同路徑達到接收機，各路徑延時和相位不統(tǒng)一，使得

6、疊加信號的強弱劇烈變化 陰影衰落：大尺度衰落，特性變化慢 多徑衰落：小尺度衰落，特性變化快2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理18 描述信道的參數(shù) 相干帶寬B：其物理意義為兩信號頻率間隔大于B，則認(rèn)為兩信道特性不相關(guān) 相干時間 ：其物理意義為兩信號時間間隔大于，則認(rèn)為兩信道特性不相關(guān) 高速移動會造成多普勒頻移（多普勒效應(yīng)）天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第四章 調(diào)制技術(shù)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理20模擬調(diào)制 調(diào)幅AM 調(diào)頻FM 調(diào)相PM角度調(diào)制2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理21數(shù)字調(diào)制 二

7、進制幅移鍵控(2ASK) 二進制頻移鍵控(2FSK） 二進制相移鍵控(2PSK) 二進制差分相移鍵控(2DPSK) 多進制數(shù)字調(diào)幅（MASK） 多進制數(shù)字調(diào)頻（MFSK） 多進制數(shù)字調(diào)相（MPSK，MDPSK） 正交幅度調(diào)制(QAM)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理22二進制幅移鍵控(2ASK) 2ASK波形2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理232ASK的非相干解調(diào))(2teASKt包絡(luò)檢波低通濾波抽樣判決2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理242.頻帶寬度和頻帶利用率 頻帶寬度和頻帶利用率 由前面的分析可知B

8、FSKBDRffBRBBB2|2122PSK2PSK2ASK2FSK2PSK2PSK2ASK2)(21HzBaudD天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第五章 分集接收和最佳接收機2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理26分集接收 1、定義：分集接收是指接收端對它收到的多個衰落特性互相獨立（攜帶同一信息）的信號進行特定的處理，以降低信號電平起伏的辦法。 2、優(yōu)點：抵抗衰落，因為收到了衰落特性不一樣的信號的多個復(fù)本2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理27 3、分集的分類： 宏分集：抵擋陰影衰落 微分集：抵抗多徑衰落 空間分集、頻率分集、時

9、間分集、極化分集、角度分集 等2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理284、信號的合并方式: 多個信號接收之后，如何能有效的利用這幾個信號，提高接收質(zhì)量分為：選擇式合并：選擇式合并：選擇一路最好的進行解調(diào)，軟硬件最簡單，性能一般最大比值合并：最大比值合并：每路都有一個加權(quán)，加權(quán)的權(quán)重按照各路的信噪比分配，信噪比大的權(quán)重大，所以合成后的信噪比能夠最佳，軟硬件都復(fù)雜，但性能最好等增益合并：等增益合并：加權(quán)系數(shù)統(tǒng)一，等增益相加。處理過程簡單，效果略差于最大比值合并 2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理29最大比值合并等增益合并選擇式合并2021-12

10、-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理30匹配濾波器 采用匹配濾波器的接收機，是在加性白噪聲信道下的最佳接收機)()(0ttKsths(t)OTth(t)Ott02021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理31(a)(b)so(t)OTt(c)2T2T2T23Ts(t)0Tt2T1h(t)0Tt12021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理32 匹配濾波器只適用于數(shù)字通信系統(tǒng)，而不適合模擬系統(tǒng) 因為信號經(jīng)過匹配濾波器后會嚴(yán)重失真，只是在某一個時間點上有一個很高的峰值輸出，對于數(shù)字通信系統(tǒng)，可以在此峰值位置進行判決以表明是否收到此信號，而對于模擬系統(tǒng)

11、，由于輸出波形嚴(yán)重失真，已經(jīng)無法恢復(fù)信號。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理33RAKE接收機 RAKE接收機是一種分集接收機，其只適用于適用于C CDMADMA系統(tǒng)系統(tǒng)中， 因為CDMA系統(tǒng)通過正交碼來區(qū)分多個用戶，當(dāng)同一信號經(jīng)過不同路徑所造成延時相差大于一個碼元周期，此兩個空中信號之間可以通過不同的正交碼區(qū)分開，故可以從時域上區(qū)分此兩路信號，從而進行信號整合，提高接收質(zhì)量。 變廢為寶！天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第六章 均衡2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理35 1、碼間串?dāng)_：因為信道帶寬有限和有多徑，使得波形在時域上

12、展寬，當(dāng)前碼元的波形影響到后面的碼元 2、均衡的作用，抵抗碼間串?dāng)_ 3.分類：時域均衡（橫向濾波器）和頻域均衡2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理362021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理37橫向濾波器 4、橫向濾波器結(jié)構(gòu)圖（要求會畫）2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理38 不需要訓(xùn)練序列的均衡稱為盲均衡 例題：計算抽頭系數(shù)初始值訓(xùn)練序列0，1，1，接收序列0.1，0.4，0.9，0.9，0.42021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理39 解： 或 解得1010.1 0.4 0.900.4 0.

13、9 0.910.9 0.9 0.41CCC 1011011010.10.40.900.40.90.910.90.90.41CCCCCCCCC1201.052619C 0502.631619C 1201.052619C 天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第七章 陣列信號處理 2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理41陣列信號處理 智能天線的概念：將天線陣列技術(shù)和自適應(yīng)信號處理技術(shù)相結(jié)合的一種新型天線。 研究分為： 波束成形技術(shù)：通過調(diào)整多天線間發(fā)送信號的相位角，實現(xiàn)天線的賦形具有一定的指向性 空間譜估計（波達方向估計）：同一信源發(fā)出的信號（波束）到達多個天線后會

14、形成一定的相位差，接收機利用此相位差來判別信源所在的方向角。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理42 陣列信號處理的原理 根據(jù)方向矢量方向矢量進行波束形成和波達方向估計 12sin221sin1jdj tjNdNx txteX ts t es t axte2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理43 TDDTDD模式模式比FDD 更適合用智能天線 因為FDD存在上下行的雙工間隔，WCDMA聯(lián)通190M，CDMA2000電信45MHz，都大于相干帶寬，收發(fā)所出現(xiàn)多徑的情況在上下行可能已經(jīng)不同。 而TDD模式下，上下行采用同頻收發(fā)，只是所使用的時隙不

15、同，且時隙間隔通常小于相干時間，故上下行信道具有較大的相關(guān)性，能夠利用上行的來波方向估計指導(dǎo)下行的波束成形。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理44 陣列信號的超分辨率處理（超過瑞利限） 最有名的DOA估計方法是：MUSIC和ESPRIT 天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第八章 多用戶檢測技術(shù) 2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理46 多址干擾： CDMA系統(tǒng)的用戶在同一時間、同一頻帶收發(fā)信號，用戶間通過不同的正交碼字進行區(qū)分。 因為正交碼非完全正交，故解碼過程中，用戶間會形成人為的相互干擾。此干擾被稱為多脂干擾。 多用戶檢測 是

16、一種從接收機端的設(shè)計入手的干擾抑制方法，通過合理利用多用戶的信息，能夠基本解決多址干擾。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理47多用戶檢測的分類多用戶檢測最佳多用戶檢測次佳多用戶檢測線性多用戶檢測非線性多用戶檢測非盲自適應(yīng)檢測盲自適應(yīng)檢測解相關(guān)多用戶檢測最小均方誤差檢測最小輸出能量算法子空間算法恒模算法高階統(tǒng)計特性算法串行干擾抵消并行干擾抵消神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第九章 OFDM技術(shù)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理49 1、OFDM 正交頻分復(fù)用2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理5

17、0 OFDM的調(diào)制可以通過IDFT（或IFFT）實現(xiàn)， 解調(diào)通過DFT（或FFT）實現(xiàn)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理51 2、OFDM與FDM辨析 FDM：頻分復(fù)用Frequency Division Multiplexing，各個子載波是獨立的（碼元周期，調(diào)制方式都很靈活），載波間需要有一定頻率間隔。 OFDM：正交頻分復(fù)用Orthogonal Frequency Division Multiplexing，子載波間相互正交，且相互交疊，大大提高了頻譜利用率，但為了保證正交，碼元周期和子載波間隔有一定關(guān)系 2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信

18、信號處理52頻偏校正 插入導(dǎo)頻信息天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第十章 MIMO 技術(shù)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理54 MIMO即多輸入多輸出系統(tǒng)，收發(fā)分別采用多個天線，提高信道容量（傳輸速度） 802.11n，WiMax都已采用MIMO技術(shù)天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理第十一章 無線資源管理沒有安排考題2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號處理56行為特點SISO單發(fā)單收基本的通信功能空間分集單發(fā)，多收，信道獨立利用不同信號間的不同衰落來互相補償，天線間距大智能天線基站多發(fā)多收，手臺單發(fā)單收天線間有相關(guān)性天線間距小于半波長，利用路程差導(dǎo)致的相位差來確定天線賦形，多個天線的發(fā)和收內(nèi)容相同，避免用戶間干擾，擴展小區(qū)的用戶容量，空分多址空分多址MIMO完全的多發(fā)多收天線距離較