電子通信原理復(fù)習(xí)資料

1、通信原理復(fù)習(xí)資料一、基本概念第一章1、模擬通信系統(tǒng)模型噪聲源模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)2、數(shù)字通信系統(tǒng)模型信 息 源信源編碼信道編碼數(shù) 字 調(diào) 制數(shù)字解調(diào)信道譯碼數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)3、數(shù)字通信的特點優(yōu)點：（1）抗干擾能力強，且噪聲不積累（2）傳輸差錯可控（3 ）便于處理、變換、存儲（4 ）便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸（5 ）易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕（6）易于加密處理，且保密性好缺點：（1）需要較大的傳輸帶寬（2）對同步要求高4、通信系統(tǒng)的分類（1）按通信業(yè)務(wù)分類：電報通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)

2、通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)（2）按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)（3 ）調(diào)制傳輸系統(tǒng)又分為多種調(diào)制，詳見書中表1-1（4）按信號特征分類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)（5）按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)（6）按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信（7 ）按信號復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用5、 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：有效性和可靠性有效性：指傳輸一定信息量時所占用的信道資源（頻帶寬度和時間間隔），或者說是傳輸?shù)?速度”可題。可靠性：指接收信息的準(zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)馁|(zhì)量”問題。（1 ）模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來度量。可靠性：可用接收端最終

3、輸出信噪比來度量。（2 ）數(shù)字通信系統(tǒng)：有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量?？煽啃裕撼Ｓ谜`碼率和誤信率表示。碼元傳輸速率 Rb :定義為單位時間（每秒）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特（Baud）信息傳輸速率 Rb :定義為單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位為比特/秒6、通信的目的：傳遞消息中所包含的信息7、通信方式可分為：單工、半雙工和全雙工通信8、 信息量是對信息發(fā)生的概率（不確定性）的度量。一個二進(jìn)制碼元含1b的信息量；一個 M進(jìn)制碼元含有l(wèi)og?M比特的信息量。等概率發(fā)送時，信息源的熵有最大值。第二章1、確知信號：是指其取值在任何時間都是確定的和可預(yù)知的信號，通?？梢杂脭?shù)學(xué)公式表 示

4、它在任何時間的取值。2、確知信號的類型（1）按照周期性區(qū)分：周期信號和非周期信號（2）按照能量區(qū)分：能量信號和功率信號：特點：能量信號的功率趨于 0，功率信號的能量趨于：3、確知信號在頻域中的性質(zhì)有四種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和功率譜密 4、確知信號在時域中的特性主要有自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。5、 自相關(guān)函數(shù)反映一個信號在不同時間上取值的關(guān)聯(lián)程度。能量信號的自相關(guān)函數(shù)R（ 0）等于信號的能量；功率信號的自相關(guān)函數(shù)R（ 0）等于信號的平均功率。第三章1、隨機過程是 一類隨時間作隨機變化的過程，它不能用確切的時間函數(shù)描述。2、 隨機過程具有隨機變量和時間函數(shù)的特點,可以從兩個不同卻又緊密聯(lián)系

5、的角度來描述： 隨機過程是無窮多個樣本函數(shù)的集合隨機過程是一族隨機變量的集合。3、隨機過程的統(tǒng)計特性由其分布函數(shù)或概率密度函數(shù)描述。4、高斯過程的概率分布服從正態(tài)分布，它的完全統(tǒng)計描述只需要它的數(shù)字特征。5、瑞利分布、萊斯分布、正態(tài)分布是通信中常見的三種分布：正弦載波信號加窄帶噪聲的包絡(luò)一般為萊斯分布；當(dāng)信號幅度大時，趨近于正態(tài)分布；幅度小時，近似為瑞利分布6、 窄帶隨機過程：若隨機過程（t）的譜密度集中在中心頻率 fc附近相對窄的頻帶范圍訐內(nèi), 即滿足 f << fc的條件，且fc遠(yuǎn)離零頻率，則稱該（t）為窄帶隨機過程。第四章1、信道分類：（1 ）無線信道 電磁波（含光波）（2

6、）有線信道電線、光纖2、無線信道（電磁波）的傳播主要分為地波、天波和視線傳播三種。3、有線信道主要有明線、對稱電纜和同軸電纜三種。4、信道模型的分類：調(diào)制信道和編碼信道。調(diào)制信道 P脅編碼信道5、調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型e°(t)二 fej(t)n(t)e(t)eo(t)調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型ei (t)-信道輸入端信號電壓； eo (t)信道輸出端的信號電壓; n(t)噪聲電壓e°(t)二k(t)e (t) n(t)調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型因k(t)隨t變化，故信道稱為時變信道。因k(t)與e i (t)相乘，故稱其為乘性干擾。因k(t)作隨機變化，故又稱信道為隨參信道。若k(t)變化很慢或很

7、小，則稱信道為恒參信道。乘性干擾特點：當(dāng)沒有信號時，沒有乘性干擾。6、調(diào)制信道分類：隨參信道和恒參信道。隨參信道：特性隨機變化得信道稱為隨機參量信道，簡稱隨參信道。恒參信道：信道特性基本上不隨時間變化，或變化極慢極小。稱為恒定參量信道，簡稱恒參信道。7、編碼信道的輸入和輸出信號是數(shù)字序列，編碼信道對信號的影響是使傳輸?shù)臄?shù)字序列發(fā) 生變化，即序列中的數(shù)字發(fā)生錯誤。用錯誤概率來描述編碼信道的特性。8、編碼信道中產(chǎn)生錯碼的原因以及轉(zhuǎn)移概率的大小主要是由于調(diào)制信道不理想造成的。9、 恒參信道的主要傳輸特性通常用 振幅頻率特性和相位頻率特性來描述。10、 碼間串?dāng)_： 在傳輸數(shù)字信號時， 波形畸變可引起相

8、鄰碼元波形之間發(fā)牛部分重疊，造成 碼間串?dāng)_。11、頻率失真：指由于信道的振幅一一頻率特性不理想，則信號發(fā)牛的失真稱為頻率失真。12、相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信號產(chǎn)生的失真稱為相位失真。13、 頻率失真和相位失真都是線性失真；可以用線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補償。-這種失真主要是由干14、非線性失真：是指信道輸入和輸出信號的振幅關(guān)系不是直線關(guān)系。 信道中的元器件不理想造成的。15、頻率偏移：是指信道輸入信號的頻譜經(jīng)過信道傳輸后產(chǎn)生了平移。主要是由于發(fā)送端和 接收端中用于調(diào)制解調(diào)或頻率變換的振蕩器的頻率誤差引起的。16、隨參信道：又稱時變信道，信道參數(shù)隨時間而變。17、隨參信道的特性：（1）衰減隨

9、時間變化（2）時延隨時間變化（3）多徑效應(yīng)：信號經(jīng)過幾條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的長度（時延）和衰減都隨 時間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。18、接收信號的分類（1 ）確知信號：接收端能夠準(zhǔn)確知道其碼元波形的信號（2 ）隨相信號：接收碼元的相位隨機變化（3）起伏信號：接收信號的包絡(luò)隨機起伏、相位也隨機變化。通過多徑信道傳輸?shù)男盘柖季哂羞@種特性19、 將信道中存在的不需要的電信號統(tǒng)稱為噪聲。20、 通信系統(tǒng)中的噪聲是 疊加在信號上的，沒有傳輸信號時 通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永 遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。21、 噪聲對于信號的傳輸時有害的，它能使模擬信號失真，使數(shù)字信號發(fā)生錯碼，并限制著信息的傳輸速率。

10、22、按噪聲來源分類（1 ）人為噪聲 一例：開關(guān)火花、電臺輻射（2）自然噪聲 一 例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、熱噪聲 熱噪聲：來自一切電阻性元器件中電子的熱運動。23、按噪聲性質(zhì)分類（1 ）脈沖噪聲:（2）窄帶噪聲：（3）起伏噪聲：24、信道容量-指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾省?5、連續(xù)信道容量：Ct = Blog2 1 （b/s）t. N式中 S 信號平均功率 （W）；N 噪聲功率（W）;B 帶寬（Hz）設(shè)噪聲單邊功率譜密度為 no,則N = n°B 故上式可以改寫成：r s、Ct =Blog2 1 +f （b/s）<®B丿由上式可見，連續(xù)信道的容量Ct和信道

11、帶寬B、信號功率S及噪聲功率譜密度 n0三個因素有關(guān)。第五章P126頁小結(jié)都是；以及 P121頁5-5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 。1、調(diào)制把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。2、載波調(diào)制一用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程。3、解調(diào)（檢波） 一調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。4、 調(diào)制的目的：（為什么要進(jìn)行載波調(diào)制？）（1）提高無線通信時的天線輻射效率。以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用， 提高信道利用率。（2）把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，（3）擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互 換。1數(shù)字基帶信號：未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它所占據(jù)的

12、頻譜是從零頻或很低頻率開始的。2、 在某些具有低通特性的有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，基帶信號可以 不經(jīng)過載波調(diào)制而直接進(jìn)行傳輸 。3、研究數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的原因：（1 ）近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用（2）基帶傳輸方式也有迅速發(fā)展的趨勢（3）基帶傳輸中包含帶通傳輸?shù)脑S多基本問題（4）任何一個采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個基帶傳輸系統(tǒng)來研究。4、傳輸碼的碼型選擇原則：（1 ）不含直流，且低頻分量盡量少；（2 ）應(yīng)含有豐富的定時信息，以便于從接收碼流中提取定時信號；（3）功率譜主瓣寬度窄，以節(jié)省傳輸頻帶；（4）不受信息源統(tǒng)計特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；（5） 具有內(nèi)

13、在的檢錯能力， 即碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性，以便利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測。（6）編譯碼簡單，以降低通信延時和成本。5、 AMI碼：全稱傳號交替反轉(zhuǎn)碼；編碼規(guī)則：將消息碼的“1 '傳號）交替地變換為“ +1和-1 ”， 而“0”空號）保持不變。AMI碼的優(yōu)點：沒有直流成分，且高、低頻分量少，編譯碼電路簡單，且可利用傳號極性交替這一規(guī)律觀察誤碼情況AMI碼的缺點：當(dāng)原信碼出現(xiàn)長連“ 0串時，信號的電平長時間不跳變，造成提取定時信號的困難。6、HDB3碼：全稱3階高密度雙極性碼它是AMI碼的一種改進(jìn)型，改進(jìn)目的是為了保持 AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，使連“0”個數(shù)不超過3個。編碼規(guī)則：（1）

14、檢查消息碼中 “0的個數(shù)。當(dāng)連“0數(shù)目小于等于3時，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與 -1交替；（2） 連“0數(shù)目超過3時，將每4個連“0化作一小節(jié)，定義為 B00V，稱為破壞節(jié)，其中 V 稱為破壞脈沖，而 B稱為調(diào)節(jié)脈沖；（3） V與前一個相鄰的非 “0脈沖的極性相同（這破壞了極性交替的規(guī)則，所以V稱為破壞 脈沖），并且要求相鄰的 V碼之間極性必須交替。 V的取值為+1或-1 ；（4）B的取值可選0、+1或-1，以使V同時滿足（3）中的兩個要求；（5）V碼后面的傳號碼極性也要交替。7、 碼間串?dāng)_的原因：（1）碼間串?dāng)_（2）信道加性噪聲8碼間串?dāng)_：是指由于系統(tǒng)傳輸總特性不理想，導(dǎo)致前后碼元的波

15、形畸變并使前面波形出 現(xiàn)很長的拖尾，從而對當(dāng)前碼元的判決造成的干擾。9、碼間串?dāng)_ 和信道噪聲 是影響基帶傳輸系統(tǒng)性能的兩個主要因素。10、眼圖：是指通過用示波器觀察接收端的基帶信號波形，從而估計和調(diào)整系統(tǒng)性能的一 種方法。P172頁小結(jié))第七章1、數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號（已調(diào)信號）的過程。2、數(shù)字解調(diào)：在接收端通過解調(diào)器把帶通信號還原成數(shù)字基帶信號的過程稱為數(shù)字解調(diào)。3、數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：（1）利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制；（2）通過開關(guān)鍵控載波，通常稱為 鍵控法。4、基本鍵控方式：振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控。5、振幅鍵控（2ASK）:是利用載波的幅度變化來傳

16、遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持 不變。6、2ASK/00K信號的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控 7、 2ASK信號解調(diào)方法 :非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法） 8頻移鍵控：是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。9、2FSK信號的產(chǎn)生方法：（1）采用模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn) ：（2）采用鍵控法來實現(xiàn)。10、2FSK信號的解調(diào)方法： 非相干解調(diào) 和相干解調(diào)。11、相移鍵控（2PSK）:利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。12、 二進(jìn)制絕對相移方式：以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式。0,發(fā)送“0”時 發(fā)送“T時13、二進(jìn)制差分相移鍵控（2D

17、PSK ）：是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。0,，表示數(shù)字信息“ 0”表示數(shù)字信息“ 1”10 二（兀）0信號的波形如下：二進(jìn)制數(shù)字信息：JI JI2DPSK信號相位:或相應(yīng)的2DPSK11 01 0(b) 相對碼(c) 2DPSKt（a）絕對碼14、通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指：系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。15、在數(shù)字通信系統(tǒng)中可能使碼元產(chǎn)生錯誤，錯誤程度通常用誤碼率來衡量。16、二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)的性能比較（1） 誤碼率相干解調(diào)非相干解調(diào)2ASKerfJ -L 1 2Q4丿22FSK丄erfc伍12Q2丿二e丄222PSK舟erfc(J )2DPSKerfc

18、&T )丄e丄2在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差（2）頻帶寬度2ASK系統(tǒng)和2PSK（2DPSK）系統(tǒng)的頻帶寬度B2ASK = B2PSK = .T s2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度B2FSK = f2 f1（3）對信道特性變化的敏感性如果抗噪聲性能是最主要的 ：則考慮相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可??；如果要求較高的頻帶利用率 ：則應(yīng)選擇相干 2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取; 如果要求較高的功率利用率 ：則應(yīng)選擇相干 2PSK和2DPSK，而2ASK最不可?。?若傳輸信道是隨參信道：則2FSK具有更好的適應(yīng)能力； 若從設(shè)備

19、復(fù)雜程度考慮：則非相干方式比相干方式更適宜。P234小結(jié) 第九章1、數(shù)字化過程包括三個步驟：抽樣、量化和編碼。模擬請?zhí)柍闃有?11100100011011100100編碼信號* t2、模擬信號抽樣、量化、編碼過程。(1 )模擬信號首先被抽樣。(通常抽樣是按照等時間間隔進(jìn)行的，)模擬信號被抽樣后，成為抽樣信號，它在時間上是離散的，但其取值仍然是連續(xù)的，是離散模擬信號。號是數(shù)字信號。，其取值的離散的，所以量化信(2)第二步是量化。量化的結(jié)果使抽樣信號變成量化信號PCM)，它將量化后的(3)第三步是編碼。最基本和最常用的編碼方法是脈沖編碼調(diào)制( 信號變成二進(jìn)制碼元。3、抽樣定理：設(shè)一個連續(xù)模擬信號 m(t)中的最高頻率 < fH，則以間隔時間為 T < 1/2尙的周 期性沖激脈沖對它抽樣時，m(t )將被這些抽樣值所完全確定。4、恢復(fù)原信號的條件是:fsfH即抽樣頻率fs應(yīng)不小于fH的兩倍。這一最低抽樣速率2fH稱為奈奎斯特速率。與此相應(yīng)的 最小抽樣時間間隔稱為 奈奎斯特間