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2.6匹配濾波器（第4、5章的誤碼率計算）匹配濾波波形、最大信噪比的計算、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)射信號分別為：（1）給出信號mi(t)對應(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章模擬傳輸信號表達(dá)式波形圖

（時域&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信號表達(dá)式通式瞬時頻率第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

FM信號

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

FM信號

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Lt=40dB。求兩種調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)送信號功率與帶寬第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（相對碼）（Differentialencoding）傳號差分碼—“1變0不變”每組絕對碼對應(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]，方差前一項為連續(xù)譜，后一項是頻率間隔為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，只含有一個離散譜單極性RZ碼，含有多個離散譜（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，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利用誤比特曲線對不同傳輸方案進(jìn)行性能比較（1）縱向比較：通過給定的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

估計以Rb=1Mbps進(jìn)行二元傳輸時的平均錯誤間隔第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對于有限帶寬低通信道（WHz）在傳輸速率為Rs=1/Ts時（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)，無碼間串?dāng)_（3）W>Rs/2=2/Ts：總能找到某個H(f)滿足無碼間串?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）在無碼間串?dāng)_條件下，W

Hz的基帶信道每秒至多只

能傳輸2W個符號—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?。。。。L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無碼間串?dāng)_條件—Nyquist準(zhǔn)則（時域&頻域）利用頻域表達(dá)式進(jìn)行判斷4.5.3無碼間串?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聯(lián)，求此均衡器的抽頭系數(shù)c-1，

c0，c1各為多少，并計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)字信號的調(diào)制與解調(diào)2ASK（OOK）2FSK2PSK、2DPSK、QPSK信號表達(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：首個波形隨機(jī)設(shè)定，無實(shí)際意義

3、讀取波形：2DPSK信號、QPSK信號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)信號速率為100kbps，通過升余弦滾降特性為a=0.3的系統(tǒng)，進(jìn)行無碼間串?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，試說明：（1）四元比特對序列；（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章模擬信號數(shù)字化與PCM6.1模擬信號的抽樣6.2均勻量化與最佳量化6.3量化信噪比與對數(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章模擬信號數(shù)字化與PCM1、抽樣帶限信號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（均勻量化時為3M2）、平均信噪比、正弦信號信噪比典型題目：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章模擬信號數(shù)字化與PCM3、脈沖編碼調(diào)制（PCM）（1）電話信號帶寬：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

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