通信原理-樊昌信版-各章重點知識分享

通信原理--樊昌信版

-各章重點

第一章1、 通信系統(tǒng)的模型(了解圖1-11-41-5)2、 數(shù)字通信的特點(掌握)①抗干擾能力強，且噪聲不積累②傳輸差錯可控③便于用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)對數(shù)字信息進行處理、變換、存儲④易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕⑤易于加密處理，且保密性好⑥需要較大的傳輸帶寬3、 平均信息量的簡單計算(選、填)I=log—-—=-logP(x)(bit)H(x)=一乎P(x)logP(x)(bit/符號)2P(X) 2 i2ii=1當信息源的每個符號等概率出現(xiàn)時，信息源具有最大熵：H(x)=logn(bit/符號)24、碼長、碼元速率、信息速率、頻帶利用率定義、單位、計算碼元速率RB:每秒傳輸碼元的數(shù)目，單位B二進制與N進制碼元速率轉(zhuǎn)換關(guān)系：RB2=RBNlog2N(B)信息速率：每秒鐘傳遞的信息量，單位bit/s在N進制下Rb=RBNlog2N(bit/s)第二章1、隨機過程的概念、分布函數(shù)、概率密度函數(shù)的定義(理解P36-37)均值：E[^(t)]=Mxf(x,t)dx=a(t)方差：D[^(t)]=E{^(t)-a(t)}2=E[^2(t)]-[a(t)]2=q2(t)-3自相關(guān)函數(shù)：R(t,t)=E[如肉(t)]協(xié)方差函數(shù)：B(t,t)=E{[如)-a(t)][E{如)-a(t)]}12 1 2 12 1 1 2 22、高斯過程的一維概率密度函數(shù)(掌握P46-47)1 /(x-1 /(x-a)2f⑴=一=exp(———)g2兀 2b2誤差函數(shù)：erf(x)=e-z2dz=2中(寸2x)-1互補誤差函數(shù):erfc(erfc(x)=1-erf(x)=e-z2dz=2一2中(<2x)3、高斯白噪聲及帶限噪聲的定義、平均功率的計算(掌握P57-60)白噪聲：P(f)=%(-8<fV8)(W/Hz)自相關(guān)函數(shù)：R(t)=%8(t)n2 & 2低通白噪聲：P(f)={"f自相關(guān)函數(shù)：R(T)=nfs：2：fHTn 。其他 0H2兀fT帶通白噪聲：P(f)=｛如廣："乓+：自相關(guān)函數(shù)：R(T)=nBSinKBTcos2兀ftn 0其他 0 兀BT c平均功率：N=n0B4、噪聲的功率譜密度與相關(guān)函數(shù)的關(guān)系線性系統(tǒng)輸出/輸入功率譜密度的關(guān)系計算(掌握P42-44P48-49)平穩(wěn)過程的功率譜密度P(f)與其自身相關(guān)函數(shù)R(t)是一對傅里葉變換關(guān)系，即gP(f)=』8R(T)e-加TdtR(t)=』8P(f)egdf或P(w)=「R(T)e-gdtR(t)=土MP(。幻定dw平穩(wěn)過& 一8 -8& g -8 2兀-8&程的總功率：R(0)=』8P(f)df-8&輸出過程g(t)的均值：E[g(t)]=sj8h(T)dT=a?H(0)輸出過程&(t)的自相關(guān)函數(shù):TOC\o"1-5"\h\z0 0 -8 0R(t,t+t)=R(t)012 0輸出過程g(t)的功率譜密度：P(f)=|H(f)|2P(f)輸出過程g(t)的概率分布：0 ^ i 0g(t)=j8h(T)g(t-t)dT0 -8i第四章1、恒參、隨參信道的定義及特點(填選P72)2、頻率選擇性衰落的原因(簡答P75-76)第五章1、調(diào)制解調(diào)的概念(了解P86)，調(diào)制的目的(掌握P86)①提高天線通信時的天線輻射效率②實現(xiàn)信道的多路復用，提高信道利用率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2、雙/單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的帶寬、抗噪性能的分析、計算(掌握P98-101)雙邊帶：s (t)=m(t)coswt帶寬：B=2ff為調(diào)制信號的帶寬n為單邊功率譜密度DSB c DSBHH經(jīng)低通后輸出信號為：mo(t)=2m(t)所以解調(diào)器輸出的有用信號功率為：So=mg=4m曲經(jīng)低通后，解調(diào)器最終的輸出噪聲為：n(t)=1n(t)所以輸出噪聲功率為：2cN=n^(t)=4n^(t)=4N=4nB1—71 s5m(t)解調(diào)器輸入信號平均功率：S〔=sm(t)=^m2(t)n解調(diào)器輸入信噪比：n=A__輸出信噪比：oS—4m2(t)—5n制度增益：G="=2nB DSBS/N1 -1.單邊市：s (t)=m(t)coswt+m(t)sinwt帶寬：B=ff為調(diào)制信號的帶寬SSB2 c2 c SSBHH經(jīng)低通后輸出信號為：m(t)=1m(t)所以解調(diào)器輸出的有用信號功率為：S=m2(t)=1Wo4 oo16AT1AT1 S 16m2(t)m2(t)4nBoN=^N=4nBn輸出信噪比：苛一4nBoO1m2(t)輸入信號平均功率：S=s2(t)=1m2(t)n奇==巖n制度增益：G= =1，m4 NnB 4nB ssbs/N3、卡森公式(P110)、門限的概念(P104)(了解選填)用相干解調(diào)解調(diào)各種線性調(diào)制信號時不存在門限am包絡檢波小信噪比時會出現(xiàn)門限效應FM小信噪比時也會出現(xiàn)門限效應調(diào)頻波的有效帶寬為：Bfm=2(mf+1)fm=2(頌+fm)fm時調(diào)制信號的最高頻率，mf是最大頻偏W與f的比值m4、 FM優(yōu)于AM的原因(P118-119)在大信噪比情況下，AM包絡檢波的輸出信噪比為：'=竺祟設(shè)AM信號100%調(diào)制，且m(t)為單NnB頻余弦波，則和=牛因而&=A2/2FM:■￡=3m2義所以%/%:fm=3m2寬帶調(diào)頻2N 2nfN2fnf(S/N)fo om o om iiAM(WBFM)信號的傳輸帶寬Bfm與AM信號的傳輸帶寬Bam之間關(guān)系為：(S/N) BB=2(m+1)f=(m+1)Bn(-o__—=3(-fm)2在大信噪比情況下，調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性FMfmfAM (S/N)M Bam能將比調(diào)幅系統(tǒng)優(yōu)越，且其優(yōu)越程度將隨傳輸帶寬的增加而提高5、 頻分復用的目的(了解P123)為了充分利用信道的頻帶或時間資源，提高信道的利用率

6、AM包絡檢波的性能N=布=nBn已="；+m"')大信噪比時：S=疝)N=疝)=nBiioN 2nB o oioi oS m2(t)n—=———NnBnG=S/S m2(t)n—=———NnBAM—SJN—A2+和7、FM非相干解調(diào)性能s(t)=Acos[s(t)=Acos[wt+Kjm(T)dt]S=-^-S_ A2N~~2nBfm大信噪比：S=m2(t)=(KK^)2m2(t)8兀2K;nf3A2nG =3m2(m+1)A/r、-^7-弟六章1、 基帶信號的波形及其功率譜(了解P133-138)s(t)=u(t)+v(t)TOC\o"1-5"\h\zP(f)=P(f)+P(f)=fP(1-P)IG(f)-G(f)|2+?f[PG(mf)+(1-P)G(mf)]|2S(f-mf)

s u v s 1 2 s1s 2s sm=-s平均功率：S=—「P(w)dw=「P(f)df2兀-3s -3s單極性基帶信號功率譜密度為P(f)=fP(1-P)lG(f)12+Ef(1-P)G(mf^)]|2S(f-mf}m=-3雙極性基帶信號功率譜密度為P(f)=4fP(1-P)IG(f)|2+￡If(2P-1)G(mf)]|2S(f-mf)s s s s sm=-32、 碼間串擾的概念、傳碼率與系統(tǒng)帶寬(掌握P146)由于系統(tǒng)傳輸總特性不理想，導致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾，蔓延到當前碼元的抽樣時刻上，從而對當前碼元的判決造成干擾。工 sin—t無碼間串擾的理想低通特性：H(w)={t oh(t)=一t-=Sa(—t/T)帶寬為B=1/2T以無碼間串擾的理想低通特性：TOC\o"1-5"\h\z''、o"「立 —|w|>T —t、 TsRb=1/T傳輸，則無碼間串擾。以高于1/T的碼元速率傳輸則存在碼間串擾。最高頻帶利用率為Rb/B=2(B/Hz)無碼間串擾的余弦滾降特性：帶寬為：B=fN+f廣（1+a）fN=（1+a）/2T最高頻帶利用率為n=R/B=2fN=2_B （1+a）fN1+a3、給定傳輸特性，判斷有無碼間串擾（掌握P148-150）無碼間串擾時的基帶傳輸系統(tǒng)特性應滿足：ZH（?+學）=T1?1<^（前提條件是R=1）TsT bT4、 眼圖的概念（P156）通過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。眼圖的“眼睛'張開越大，且眼圖越端正，表示碼間串擾越??；反之，表示碼間串擾越大。當存在噪聲時，眼圖的線跡變成了比較模糊的帶狀的線，噪聲越大，線條越粗，越模糊，“眼睛”張開的越小。5、 相關(guān)編碼、預編碼的目的（P159-161）相關(guān)編碼是為了得到預期的部分響應信號頻譜預編碼是為了避免因相關(guān)編碼而引起的差錯傳播6、時域均衡的目的（P164）減少碼間串擾的影響，校正已失真的響應波形，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間串擾條件第七章1、二進制數(shù)字調(diào)制的原理（了解）已調(diào)信號帶寬、接受濾波器的設(shè)計要點e (t)=s(t)cos①t帶寬：B=2f=2/T=2RTOC\o"1-5"\h\z2ASK c 2ASK s sBe (t)=s(t)cosrot+s(t)cosrot帶寬：B ^|f一f1+2ff=1/T相干：2FSK 1 1 2 2 2FSK 2 1ss sPe=1erfc(''-)“-^e~；非相干：Pe=—e-r/22 \2 槌兀r 2e (t)=Acos(rot+甲)帶寬：B =2f=2/T=2R相干：Pe=—erfc(pr)“————e-r2PSK cn 2PSKs sB 2 2捉r2DPSK帶寬：B =2f=2/T=2R相干：P=![1-(er^J?)2]差分相干：Pe=—e-r/22DPSKs sB e2 22、2ASK系統(tǒng)性的分析與計算（掌握P183-184）TOC\o"1-5"\h\z" a2相干解調(diào)時：總誤碼率為：Pe=-erfc(:-)r=廠，為解調(diào)器輸入端的信噪比當r>>1,即大信噪比\4 26時Pe e--/4最佳判決門限：b*=—+亶1m尸(°)兀r 2a P(l)a2非相干解調(diào)時：總誤碼率為：Pe=-e-r/4r=—263、2PSK與2DPSK的區(qū)別(P189)2PSK是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。通常用初始相位0和n分別表示二進制1和0o2DPSK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。2PSK信號的載波恢復過程中存在著180°的相位模糊，即恢復的本地載波與所需的相干載波可能同相也可能反相，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反，判決器輸出數(shù)字信號全部出錯。第九章1、 抽樣定理的內(nèi)容(了解P260-263)低通模擬信號的抽樣定理一個連續(xù)模擬信號m(t)中的最高頻率<七，則以間隔時間為TW1/2fH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?；謴驮盘柕臈l件：f,>2fH即抽樣速率f不小于f的2倍s H帶通模擬信號的抽樣定理最小抽樣速率為：fs=2B(1+n=2(fH-fL)(1+nn為商(fH/B)的整數(shù)部分；k為商(fH/B)的小數(shù)部分，0<k<12、 為什么采用非均勻量化(掌握P267)非均勻量化時，量化間隔隨信號抽樣值的不同而變化。信號抽樣值小時，量化間隔△▼也小；信號抽樣值大時，量化間隔△▼也大。進而使小信號的量化誤差小，從而使信號量噪比改善。3、 PCMDPCMAM的特點(了解P279-285)PCM:加性噪聲功率：Na=jfHP(f)df=22W(E式中f=2f=1/T量化噪聲功率：-fH sNq=jfHP(f)df=[籍2輸出信號功率：S=章(Av)2總輸出功率信噪比：*=[:2/_fqT212 12T2 N1+22(n+1)PDPCM:量化噪聲功率：Nq=3N%)fm為低通的截止頻率f為抽樣速率S4、信號范圍量化間隔編碼位數(shù)的關(guān)系(選填P266)h—a均勻量化：抽樣信號取值范圍在a和b之間，量化電平數(shù)為M，則量化間隔為割=f-M第十章1、數(shù)字信號最佳接收的概念(了解P300)錯誤概率最小2、確知信號最佳接收的信號形式(掌握P302-306)二進制確知信號的最佳形式是)和％(t)的互相關(guān)系數(shù)p=-1的形式fTss(t)s(t)dt碼元的相關(guān)系數(shù)P= 一式中，E、E為信號碼元的能量，E=JTss2(t)dt,V：,EE 0 1 0 00E=fTss2(t)dt誤碼率：Pe=：e次［:氣？。)］式中，erf(x)=^=ixe-z2dz,erfc(x)=1-erf