通信原理考點匯總共

善老師淘寶 http://s通信原理考考點一通信系統(tǒng)的組成及概（發(fā)送端（接收端消息與電信號之間必須建立單一的對應(yīng)關(guān)系。通常，消息被載荷在電信號的某以參量上。數(shù)字信號：電信號的參量攜帶離散消息，該參量離散取值。模擬信號與數(shù)字信號之間可以相互轉(zhuǎn)模擬通信系統(tǒng)模型（點對點

已調(diào)信 已調(diào)信

模擬信息 調(diào)制 信 解調(diào) 受信（發(fā)送端 （接收端數(shù)字通信系統(tǒng)模型（點對點

（發(fā)送端 （接收端息息數(shù)字信形基息源成器信號器收1．2通信系統(tǒng)的分類及通信1．2．1（發(fā)送端（接收端信更信更載波調(diào) 非線性調(diào)頻帶傳 數(shù)字調(diào)按傳輸媒介分并行傳輸：信號碼元序列被分割成互以上的序列同時在信道中傳輸。消息中的信息量與消息發(fā)生的概率密切相關(guān)，出現(xiàn)的概率越小，消息所包含的信息量就越大若干個獨立事件構(gòu)成的消息，其總的信息量，就是若干個獨立事件的信息量的總和信息量I與消息x出現(xiàn)的概率P(x)之間的關(guān)系信息量IP(x)之間的函數(shù)，即：I概率越小，所含信息量越大；反之信息量越小，當(dāng)P(x)1，I=I[P(x1)P(x2)…]=I[P(x1)]+I[P(x2)]+IP(x)的關(guān)系式：Iloga1/P(x)a=2，單位為比特（bit）；a10等概率出現(xiàn)的離散消息的度2：I=log21/(1/M)=log2M（bit）M2，I1(bit)；M2K時，IK(bitM(M2K)進(jìn)制波形的信息量等于用二進(jìn)制波形表示該波形所需的波形數(shù)目KH(x)P(x1)[-log2P(x1P(x2)[-log2P(x2P(xn)[-log2P(xnP(xi)[log2P(xi)](bit/符號)H同熱力學(xué)中的熵形式相似，固又稱為信息熵，單位為bit/符號。=－∫N進(jìn)制的碼元速率有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系式：RB2=RBNlog2N(B)信息傳輸速率（信息速率/傳信率）：單位時間內(nèi)傳遞的信息量，單位為比特/秒，記作bit/s或bps碼元速率與信息速率存在一定的關(guān)系：在二進(jìn)之下，碼元速率與信息速率在數(shù)值上項等；在N進(jìn)之下，則有：Rb=RBNlog2N誤信率：是指錯誤接收的信息量在傳送信息量中所占的比例，即碼元的信息量在傳輸系統(tǒng)中被丟失的概率考點 信 信道的數(shù)學(xué)模即使沒有信號輸入，在信道的輸出端仍有一定的功率輸出（噪聲eo(t)=f[ei(t)]+n(t)f[ei(t)]——已調(diào)信號通過網(wǎng)絡(luò)所發(fā)生的線性變換（由信道的特性決定型為：eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)3-33-4。無線電視距中τ(ω)=dφ(ω)/dω短波電離層反1）路對流層散射信5）滿：長期變化，取決于氣象條件快：短期變化，由多徑引起，信號振幅和相位快速隨化。散射接收信號振幅服從瑞利分布，相位服從均勻分布6）損7） 8）天線與媒質(zhì)間的耦合損耗9）隨參信道的傳輸媒質(zhì)的特點1）多徑多徑的影響1）設(shè)發(fā)射波為Acosω0t，經(jīng)過n條路徑后的接收信號R(t)表示為：R(t)=∑μi(t)cosω0[t–τi(t)]=∑μi(t)cos[ω0t+φi(t)]μi(t)——第i條路徑的接收信號振幅；φi(t)=-ω0τi(t)R(t)=∑μi(t)cosφi(t)cosω0t–∑μi(t)sinφi(t)sinω0t設(shè)：Xc(t)∑μi(t)cosφi(t)Xs(t)則：R(t)Xc(t)cosω0tXs(t)sinω0tV(t)cos[ω0t V(t)=[X2(t)+X2 φ(t)=arctanXs(t)/2）對于兩徑（見P50圖3-20）： Vf(t-t–τ)←→V Vf(t-t)+Vf(t-t–τ)←→VF(ω)e-jωt0 H(ω)=VF(ω)e-jωt0(1+e-jωτ)/F(ω)=Ve-jωt0(1+e- 此處，H(ω)除常數(shù)V、一個模值為1、固定時延為t的網(wǎng)絡(luò)，主要取決于(1+e- |(1+e-jωτ)|= 即兩徑的模特性依賴于|cos[(ωτ)/2]|，對不同的頻率，兩徑的結(jié)果由不同的衰減。當(dāng)ω=2nπ/τ時，出現(xiàn)極變的。當(dāng)傳輸波性的頻譜寬于1/τ(t)時，傳輸波性的頻譜將受到畸變。即所謂的頻率選擇性。通常用最大多徑時延差τm來表示，則定義Δf=較高的傳輸速度要求較寬的信號頻帶。因此數(shù)字信號在多徑時，容易因存在選擇性現(xiàn)象而引起嚴(yán)重的碼間干擾，需基本思想：同時接收幾個不同路徑的信號，將這些信號適當(dāng)合并構(gòu)成總的接收信號，減小的影響。分集方式（利用不同路徑或不同頻率、不同角度等信道的加性噪隨機(jī)噪聲（不能 脈沖噪聲——時間上無規(guī)則的突發(fā)短促噪聲，幅度大、時間短、較長的安靜時段，較寬的頻譜起伏噪聲——熱噪聲、散彈噪聲、宇宙噪聲，時域和頻域上普遍存在、不可避 在非常寬的頻率范圍內(nèi)，其功率譜密度等于qI（I平均電流值，q使電子電荷，q=1.6×10- 如果噪聲在整個頻率范圍內(nèi)具有平坦的功率譜密度，則稱為白噪聲。上述三種噪聲常常被近似的表述稱高斯白噪聲信道容量的概[發(fā)送xi而收到y(tǒng)j時所獲得的信息量]=－log2P(xi)+log2P(xi/yj)平均信息量/符號=H(x)－H(x/y) 信息傳輸速率的概念：R=Ht(x)－Ht(x/y)設(shè)單位時間傳送的符號數(shù)為r，則Ht(x)——信息速率，Ht(x)rH(x)；∴R=r[H(x)RC：Cmaxp(x)Rmaxp(x)Ht(x)香農(nóng)公式：CBlog2(1S/N)bit/s)若噪聲功率譜密度為n0，則C=Blog2(1+S/n0B)12n00SCn0S通過增大帶寬B，無法使C→∞12∵C=(S/n0)(n0B/S)log2(1+S/

C=(S/n0)log2e≈1.44S/引幅度調(diào)制的原理及抗噪聲性幅度調(diào)制的原正弦載波的幅度隨調(diào)制信號作線性變化的過程。設(shè)正弦載s(t)=Acos(ωct+sm(t)=Am(t)cos(ωct+φ0)f(t)=∑g(t–kT)=g1(t =g(tg2(t–kT)代表二進(jìn)制符號“1”，出現(xiàn)概率為 p(f)f2∑|PGnf1P)Gnf|2δ(fnffP(1-P)|Gf)Gf)|2其中：fs1/T——數(shù)碼速率；δ(f)——δ函數(shù)；g sp(f)=f|G(f)s雙極性基帶信號 歸零 不歸零- -

-2/T-

1/T-ccosωt=1/2(ejωct c

-

s(t)=Am(t)cosωt=Am(t)[1/2(ejωct e-jωct)]=A/2[m(t)ejωct+m(t)e- F[sm(t)]=

s(t)e-mm∞=

A/2[m(t)ejωct+m(t)e-jωct]e-∞=(A/2)∞

[m(t)ej(ωc–ω)t+m(t)e-j(ωc+ω)t]sm(t)←→A/2[M(ω－ωc)+M(ω+調(diào)制的一般模型，見P64，圖4-1 sm(t)

∞h(τ)m(t－τ)cos(ωct=cosωc∞∞h(τ)m(t－τ)cosωτdτ+ h(τ)m(t－τ)sinωcsm(ω)0.5[M(ω－ωcM(ω+ωc)]H(ω)其中：h(t)←→H(ω)1122331輸入基帶信號帶直流分量，表示為m0（直流分量）和m’(t)（交流分量）12233- - 主要缺點：實現(xiàn)（銳截止濾波器。關(guān)鍵：殘留邊帶濾波器的設(shè)計——傳輸特性H(ω)的確定。Sm(ω)=0.5[M(ω－ωc)+M(ω+設(shè)同步信號為：s(t)cosωct，其頻譜為：S(ω)π[δ(ω+ωcδ(ω-ωc)]，則1/2π[Sm(ω)*S(ω)]=1/2[Sm(ω+ωc)+Sm(ω-ωc)]其 Sm(ω+ωc)=0.5[M(ω+2ωc)+Sm(ω-ωc)=0.5[M(ω-2ωc)+M(ω)]H(ω- 1/2π[Sm(ω)*S(ω)]=1/4[M(ω+2ωc)+M(ω)]H(ω+ωc)+1/4[M(ω-2ωc)+M(ω)]H(ω-其中，M(ω+2ωc)和(ω-2ωc)為M(ω)搬移到±2ωc處的可以由解調(diào)器中的低通濾波器濾除于是低通濾波器輸出頻譜為So(ω)1/4M(ωH(ω+ωcH(ω-ωc)]為了準(zhǔn)確地獲得M(ω)，必須滿足H(ω+ωc)+H(ω-ωc)=c(常數(shù) 調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能利用解調(diào)器的抗噪聲能力來衡量，抗噪聲能力通常用“信噪比”來度帶通濾波 解調(diào) ni(t)=nc(t)cosωct–ns(t)sinωct或ni(t)V(t)cos[ωct o S/N=mo G=輸出信噪比/輸入信噪比sm(t)= 平均功率：S=s2(tm(t)cosωt]2 設(shè)同步信號為：s(t)= mt)st)*s(t)m(t)cos2ωt0.5 ∴S=m2(t)=1/4 ni(t)cosωctnc(t)cosωctns(t)sinωct]cosωct1/2nc(t)1/2[nc(t)cos2ωctns(t)sin2ωct]nc(t)cos2ωctns(t)sin2ωct被低通濾波器濾除?！鄋o(t)=1/2 N=n2(t1/4n2 ∴S/N=0.5m2(t)/ S/N=[1/4m2(t)]/[1/4N]=m SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能Ni=No=1/4iS=ioS=1/16o ∴S/N=m2(t)/4nBS/N= SSBDSBSSB設(shè)輸入信號為：sm(t)Am(t)]cosωctA≥|i輸入噪聲為：ni(t)=nc(t)cosωct–ns(t)sinωct S=A2/2+1/2m2(t)i N=n2(t)= sm(t)+ni(t)=E(t)cos[ωct+ 其中E(t)={[A+m(t)+n(t)]2+n2(t)}1/2——包絡(luò)，檢波器的輸出（傳輸系數(shù)K≈1）ψ(t)=arctan{ns 11A+m(t)Am(t)>nc(t)Am(t)>ns(t)E(t)≈A+m(t)+o S=oN=n2(t)=n2(t)=n 故：S/N=m2(t G=2m2(t)/[A2+m2(t)=此時，G2/3，示包絡(luò)檢波能夠得到的最大信噪比改善值。22A+m(t)Am(t)<nc(t)Am(t)<ns(t)E(t)≈R(t)+[A+ 其中，R(t)n2(t)n2(t θ(t)=arctan[ns(t)/cosθ(t)=ns(t)/角度調(diào)制的原理及抗噪聲性sm(t)=Acos[ωct+[ωctφ(t)]——瞬時相位d[ωctφ(t)]/dtφ(t)=Kpm(t)Kp——比例常數(shù)相位調(diào)制信號表示為：sm(t)Acos[ωctdφ(t)/dt= φ(t)=

頻率調(diào)制信號表示為：s(t)=Acos[ωt K 非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性帶通濾波 解調(diào) sm(t)=Acos[ωct+ 其 φtt) 設(shè)帶寬為B，則輸入端信噪比為S/N=(A2/2nBA sm(t)+ni(t)=Acos[ωct+φ(t)]+[nc(t)cosωct–ns(t)=Acos[ωct+φ(t)]+V(t)cos[ωct+ψ(t)的計算利用三角函數(shù)的矢量表示法。見P77，圖4-9，式4.3-15，4.3-16。11ψ(t)≈ωct+φ(t)+V(t)/Asin[θ(t)-φ(t)(V(t)/A)sin[θ(t)φ(t)vo(t)=1/2π[dψ(t)/dt]–fcmo(t)=∴mo(t)= 輸出功率為：S=m2(t=(K2 no(t)1/(2πA)d{V(t)sin[θ(t)φ(t)dt1/(2πA)dns(t)/dt1/(2πA)n’s(t) n2(t)=n2(t)n n’t)的功率譜密度：Pω)ω2n Non2(tn’2(t)/4π2A2=(2n S/N=[3A2K2m2(t8π2n sm(t)=Acos[ωct+mfsinωmt]其 mf=KF/ωm=Δω/ωm= mf——調(diào)制指數(shù)，fm——基帶信號頻 sm(t)=Acos[ωct+φ(t)=

msinωt K ωmmfcosωmt=KFm(t) 即：KFm(t)2πΔfcos2πfmtK2Fm2(t)=2π2Δf2 0 S/N=(3/2m2{[A2/2]/n 0 0 SA2/2，nf 0 iS/N=(3/2)m i ifm≠B，所以Ni≠NmB2(Δf+fm)，上式可表示成另一種形式S/N i G=3m2(m o o m2(t)=A2/2 o (S/N) o o 0 o 0 o 0 (S/N)=(3/2)m2{[A2 o 0 o o (S/N) o o 得益于調(diào)頻系統(tǒng)帶寬的增加，對于調(diào)幅信號，傳輸帶寬為2fm；而對于寬帶調(diào)頻信號，帶寬為2(mffm+f BFM/BAM=(mf+mf>>1BFM22參見P83，表4-1。頻分復(fù)用考點四數(shù)字基帶傳輸系引∞= =

g1(t-nTs)，表示符號0的脈沖，概率為Psn(t)=s(t)的功率譜密度Ps(ω)：sP(ω)=s

設(shè)截取時間T=(2N+ Ts——碼元時則：P(ω)= E[|S(ω)|2]/(2N+ 截號sT(t)可以看成由一個穩(wěn)態(tài)波vT(t)和一個交變波uT(t)構(gòu)成 穩(wěn)態(tài)波的功率譜密度（離散譜）Pv(ω)=

|f[PG(mf)+(1-P)G(mf)]|2δ(f-mf 交變波的功率譜密度（連續(xù)譜）Pω)fP(1-P)|G 其中：fs1/Ts——數(shù)碼速率；δ(f)——δ函數(shù)；g1(t)←→G1(f)；g2(t)G2(f)隨機(jī)基帶序列s(t)的功率譜密度Ps(ω)=Pv(ω)+Pu(ω)對于單極性波形：g1(t)0，g2(t)g(t Ps(ω)=fsP(1-P)|G(f)

|f(1-P)G(mf)|2δ(f-mf1，|t|≤Ts/2g(t)0，其他其頻譜函數(shù)為：G(f)Ts[(sinπfTsπf P(ω)=1/4(fT2)[(sinπfT)/( g1(t)g2(t)g(t∞P(ω)=4fP(1-P)|G(f)

|f(2P-1)G(mf)|2δ(f-mf

P= P(ω)=f|G(f)| P(ω)=T[(sinπfT 對傳輸用的基帶信號的主要要求：1） HDB3段的第4個0變換為與其前一非零符號（+1、-1）同極性的符號（破壞符號V——+V、-V）。為使V符號后的序列不破壞“極替反轉(zhuǎn)”造成的無直流分量特性，還必須保證相鄰V符號也應(yīng)極替。當(dāng)V符號之間有奇數(shù)個非0符號時，則可以得到保證；當(dāng)有特點AMI碼的優(yōu)點，同時增加了使連0串減少導(dǎo)至多3個的優(yōu)點規(guī)則：將2碼元一組，再把每組碼編成兩個三進(jìn)制數(shù)字（+、-、0），4種狀態(tài)，有兩種模式（P985-1）。特點：可以進(jìn)行誤碼檢測CMInBmBm=n+11B2B2B3B5B6B特點，傳輸速率比1B/1T低，單頻帶利用率得到提高。 識別電 識別電 ①基帶信號表示 d(t)②基帶信號表示 s(t)

∑∞∑

anδ(t-angT(t-其中：gT(t)是單個δ(t)作用下形成的發(fā)送基帶波=g(t)=

G TT∞③基帶信號表示 r(t)=n=-

angR(t-nTs)+其 nR(t)為加性噪聲n(t)通過接收濾波器后的波形g(t) (ω)C(ω)G(ω)e 2π =r(kTs+t0)=n

angR(kTs+t0-nTs)+nR(kTs+=akgF(t0)

angR[(k–n)Ts+t0]+nR(kTs+akgR(t0)——第k個接收基本波形在抽樣時刻的值，是確定a’n的依據(jù)∑angF[(k–n)Ts+t0]——接收信號中除第k個以外的所有基本波形在第k個抽樣時刻上的總和，稱為碼間干擾（隨量nR(kTst0接收濾波器的傳輸特性H(ω)。H(ω)=GT(ω)C(ω) 如輸入基帶信號為：∑a n則輸出基帶信號為：∑anh(tn= h(t)1=

∞從理論上講，間干擾時，若對h(t)在kTs時刻抽樣，下式成1，k=h(kTs)=因 =2π

H(ω)ejωkTsdω

H(ω+2πi)= ≤ ≤ ∑i

2πi)=

≤≤Ts，π/Ts)上疊加出一水平線（常數(shù)H(ω)

|ω|≤＞ ＞令α為表示滾降程度的參數(shù)，α=W2/W1，W1是無滾降時的截止頻率，W2為滾降部分的截止頻率。α=0，α=1α越大，頻譜利用率越小，頻譜利用率2/(1α從實際的濾波器實現(xiàn)和對定時的要求考慮，具有升余弦（α=1）H(ω)是適宜的。其響應(yīng)h(t)t0是頻譜窄，能達(dá)到極限傳輸速率2B/Hz；g(t)的尾巴幅t1/t2變化，說明他比sinx/x波形收斂快、衰減Ck=ak+ak-實用的部分響應(yīng)系統(tǒng)：接收端無需知道前元的判定值，也不存在錯誤現(xiàn)象——“預(yù)編碼—相關(guān)編碼—模2”發(fā)送端將ak預(yù)編碼成bk，規(guī)則是：bk=akbk-然后，把{bkg(t)序列Ck：Ckbkbk-[Ck]mod2=[bk+bk-1]mod2=bkbk-1=之和，其中，R1，R2，…，RN為N個沖激響應(yīng)波形的系數(shù)。 Ck