通信信號(hào)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(hào)處理通信信號(hào)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(hào)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(xiàng)選擇 5題 10分 畫圖題3題18分 名詞解釋7題14分 簡(jiǎn)答題6題30分 計(jì)算題1題12分 總計(jì) 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(hào)處理3 第二套試卷 填空 6題12空 12分 單項(xiàng)選擇 6題 12分 畫圖題3題18分 名詞解釋5題10分 簡(jiǎn)答題6題36分 綜述題1題12分 總計(jì)100分天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號(hào)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(hào)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(hào)處理6無線通信的變革（3代）第一代第二代第三代時(shí)間198419961996200020002010服務(wù)模擬話音語(yǔ)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(hào)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(hào)處理8軟件無線電 軟件無線電的基本思想 以一個(gè)通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺(tái)為依托，通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各種功能，從基于硬件，面向用途的電臺(tái)設(shè)計(jì)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(hào)處理9軟件無線電框圖（會(huì)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(hào)處理10 基站發(fā)給移動(dòng)臺(tái)的鏈路稱為下行鏈路 移動(dòng)臺(tái)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(hào)處理第二章 通信信號(hào)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(hào)處理12知識(shí)點(diǎn) 循環(huán)平穩(wěn)過程：統(tǒng)計(jì)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(shí)際上是非平穩(wěn)過程，但這種非平穩(wěn)過程有一個(gè)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(hào)處理13知識(shí)點(diǎn)（續(xù)） 通信信號(hào)常采用復(fù)信號(hào)表示 表示方式分為：解析信號(hào)和基帶信號(hào)天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號(hào)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(hào)處理15無線信號(hào)傳播 信號(hào)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(shí)，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(shí)，反射的能量會(huì)擴(kuò)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(hào)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(hào)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(hào)強(qiáng)度下降 多徑衰落：由于同一信號(hào)經(jīng)不同路徑達(dá)到接收機(jī)，各路徑延時(shí)和相位不統(tǒng)一，使得

6、疊加信號(hào)的強(qiáng)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(hào)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(hào)頻率間隔大于B，則認(rèn)為兩信道特性不相關(guān) 相干時(shí)間 ：其物理意義為兩信號(hào)時(shí)間間隔大于，則認(rèn)為兩信道特性不相關(guān) 高速移動(dòng)會(huì)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(hào)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(hào)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(hào)處理21數(shù)字調(diào)制 二

7、進(jìn)制幅移鍵控(2ASK) 二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK） 二進(jìn)制相移鍵控(2PSK) 二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK) 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)幅（MASK） 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻（MFSK） 多進(jìn)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(hào)處理22二進(jìn)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(hào)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(hào)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(hào)處理第五章 分集接收和最佳接收機(jī)2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號(hào)處理26分集接收 1、定義：分集接收是指接收端對(duì)它收到的多個(gè)衰落特性互相獨(dú)立（攜帶同一信息）的信號(hào)進(jìn)行特定的處理，以降低信號(hào)電平起伏的辦法。 2、優(yōu)點(diǎn)：抵抗衰落，因?yàn)槭盏搅怂ヂ涮匦圆灰粯拥男盘?hào)的多個(gè)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(hào)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(shí)

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(hào)處理284、信號(hào)的合并方式: 多個(gè)信號(hào)接收之后，如何能有效的利用這幾個(gè)信號(hào)，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(jìn)行解調(diào)，軟硬件最簡(jiǎn)單，性能一般最大比值合并：最大比值合并：每路都有一個(gè)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(jiǎn)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(hào)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(hào)處理30匹配濾波器 采用匹配濾波器的接收機(jī)，是在加性白噪聲信道下的最佳接收機(jī))()(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(hào)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(hào)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?yàn)樾盘?hào)經(jīng)過匹配濾波器后會(huì)嚴(yán)重失真，只是在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上有一個(gè)很高的峰值輸出，對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，可以在此峰值位置進(jìn)行判決以表明是否收到此信號(hào)，而對(duì)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(hào)。2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號(hào)處理33RAKE接收機(jī) RAKE接收機(jī)是一種分集接收機(jī)，其只適用于適用于C CDMADMA系統(tǒng)系統(tǒng)中， 因?yàn)镃DMA系統(tǒng)通過正交碼來區(qū)分多個(gè)用戶，當(dāng)同一信號(hào)經(jīng)過不同路徑所造成延時(shí)相差大于一個(gè)碼元周期，此兩個(gè)空中信號(hào)之間可以通過不同的正交碼區(qū)分開，故可以從時(shí)域上區(qū)分此兩路信號(hào)，從而進(jìn)行信號(hào)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(hào)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(hào)處理35 1、碼間串?dāng)_：因?yàn)樾诺缼捰邢藓陀卸鄰?，使得波形在時(shí)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(shí)域均衡（橫向?yàn)V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(hào)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(hào)處理37橫向?yàn)V波器 4、橫向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)圖（要求會(huì)畫）2021-12-5天津理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 通信信號(hào)處理38 不需要訓(xùn)練序列的均衡稱為盲均衡 例題：計(jì)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(hào)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(hào)處理第七章 陣列信號(hào)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(hào)處理41陣列信號(hào)處理 智能天線的概念：將天線陣列技術(shù)和自適應(yīng)信號(hào)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(hào)的相位角，實(shí)現(xiàn)天線的賦形具有一定的指向性 空間譜估計(jì)（波達(dá)方向估計(jì)）：同一信源發(fā)出的信號(hào)（波束）到達(dá)多個(gè)天線后會(huì)

14、形成一定的相位差，接收機(jī)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(hào)處理42 陣列信號(hào)處理的原理 根據(jù)方向矢量方向矢量進(jìn)行波束形成和波達(dá)方向估計(jì) 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(hào)處理43 TDDTDD模式模式比FDD 更適合用智能天線 因?yàn)镕DD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(shí)隙不

15、同，且時(shí)隙間隔通常小于相干時(shí)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(jì)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(hào)處理44 陣列信號(hào)的超分辨率處理（超過瑞利限） 最有名的DOA估計(jì)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(hào)處理第八章 多用戶檢測(cè)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(hào)處理46 多址干擾： CDMA系統(tǒng)的用戶在同一時(shí)間、同一頻帶收發(fā)信號(hào)，用戶間通過不同的正交碼字進(jìn)行區(qū)分。 因?yàn)檎淮a非完全正交，故解碼過程中，用戶間會(huì)形成人為的相互干擾。此干擾被稱為多脂干擾。 多用戶檢測(cè) 是

16、一種從接收機(jī)端的設(shè)計(jì)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(hào)處理47多用戶檢測(cè)的分類多用戶檢測(cè)最佳多用戶檢測(cè)次佳多用戶檢測(cè)線性多用戶檢測(cè)非線性多用戶檢測(cè)非盲自適應(yīng)檢測(cè)盲自適應(yīng)檢測(cè)解相關(guān)多用戶檢測(cè)最小均方誤差檢測(cè)最小輸出能量算法子空間算法恒模算法高階統(tǒng)計(jì)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(hào)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(hào)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(hào)處理5

17、0 OFDM的調(diào)制可以通過IDFT（或IFFT）實(shí)現(xiàn)， 解調(diào)通過DFT（或FFT）實(shí)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(hào)處理51 2、OFDM與FDM辨析 FDM：頻分復(fù)用Frequency Division Multiplexing，各個(gè)子載波是獨(dú)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(hào)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(hào)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(hào)處理54 MIMO即多輸入多輸出系統(tǒng)，收發(fā)分別采用多個(gè)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(hào)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(hào)處理56行為特點(diǎn)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(dú)立利用不同信號(hào)間的不同衰落來互相補(bǔ)償，天線間距大智能天線基站多發(fā)多收，手臺(tái)單發(fā)單收天線間有相關(guān)性天線間距小于半波長(zhǎng)，利用路程差導(dǎo)致的相位差來確定天線賦形，多個(gè)天線的發(fā)和收內(nèi)容相同，避免用戶間干擾，擴(kuò)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