南京工程學(xué)院通信原理 期末總復(fù)習(xí)提要

通信原理總復(fù)習(xí)1總復(fù)習(xí)本次考試題型一、填空題（本題10空,每空1分,共10分）二、單項(xiàng)選擇題（共10小題，每小題1分共10分）三、是非題（共10小題，每小題1分共10分）四、簡(jiǎn)答題(本題2小題,每小題5分，共10分)五、作圖題（本題2小題,每小題5分，共10分）六、計(jì)算題（本題5小題,每小題10分，共50分）2總復(fù)習(xí)第1章數(shù)字通信系統(tǒng)基本模型3總復(fù)習(xí)第1章信息及其度量信息量平均信息量通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)有效性模擬通信系統(tǒng)——有效傳輸頻帶數(shù)字通信系統(tǒng)——傳輸速率、頻帶利用率可靠性模擬通信系統(tǒng)——接收端最終輸出信噪比數(shù)字通信系統(tǒng)——差錯(cuò)率（誤碼率or誤比特率）4總復(fù)習(xí)第1章傳輸速率碼元傳輸速率信息傳輸速率等概傳輸時(shí)，頻帶利用率η差錯(cuò)率誤碼率5總復(fù)習(xí)第1章例題第9頁(yè)例6，例106總復(fù)習(xí)第2章隨機(jī)過(guò)程的基本概念定義分布函數(shù)和概論密度函數(shù)數(shù)字特征平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程嚴(yán)平穩(wěn)和寬平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)性（時(shí)間平均代替統(tǒng)計(jì)平均）頻譜特性（維納-辛欽關(guān)系）7總復(fù)習(xí)第2章高斯過(guò)程如果隨機(jī)過(guò)程(t)的任意n維（n=1,2,...）分布均服從正態(tài)分布，則稱它為正態(tài)過(guò)程或高斯過(guò)程。高斯過(guò)程的n維分布只依賴各個(gè)隨機(jī)變量的均值、方差和歸一化協(xié)方差。廣義平穩(wěn)的高斯過(guò)程也是嚴(yán)平穩(wěn)的。如果高斯過(guò)程在不同時(shí)刻的取值是不相關(guān)的，那么它們也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。高斯過(guò)程經(jīng)過(guò)線性變換后生成的過(guò)程仍是高斯過(guò)程。8總復(fù)習(xí)第2章平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程通過(guò)線性系統(tǒng)窄帶隨機(jī)過(guò)程一個(gè)均值為零的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程(t)，它的同相分量c(t)和正交分量s(t)同樣是平穩(wěn)高斯過(guò)程，而且均值為零，方差也相同。此外，在同一時(shí)刻上得到的c和s是互不相關(guān)的或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。一個(gè)均值為零，方差為2的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程(t)，其包絡(luò)a(t)的一維分布是瑞利分布，相位(t)的一維分布是均勻分布，并且就一維分布而言，a(t)與(t)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，即有9總復(fù)習(xí)第2章高斯白噪聲和帶限白噪聲白噪聲n(t)習(xí)題P22頁(yè)例1，例2（即書P45頁(yè)2-1,2-2）雙邊單邊10總復(fù)習(xí)第3章信道信道的定義和分類廣義信道調(diào)制信道編碼信道編碼信道調(diào)制信道11總復(fù)習(xí)第3章信道信道的數(shù)學(xué)模型調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型編碼信道模型f[ei(t)]e0(t)ei(t)n(t)圖調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型P(1/0)P(0/1)0011P(0/0)P(1/1)圖二進(jìn)制編碼信道模型發(fā)送端接收端12總復(fù)習(xí)第3章信道信道特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懞銋⑿诺婪l失真相頻失真隨參信道多徑效應(yīng)（快衰落）頻率選擇性衰落相關(guān)帶寬信道中的噪聲噪聲等效帶寬圖噪聲功率譜特性Pn(f)13總復(fù)習(xí)第3章信道連續(xù)信道容量連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬B、信號(hào)功率S及噪聲功率譜密度n0三個(gè)因素有關(guān)。當(dāng)給定S/n0時(shí)，若帶寬B趨于無(wú)窮大，信道容量不會(huì)趨于無(wú)限大，而只是S/n0的1.44倍。習(xí)題：40頁(yè)例12,1314總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)概述調(diào)制目的調(diào)制定義調(diào)制分類幅度調(diào)制調(diào)幅（AM）15總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)幅度調(diào)制調(diào)幅（AM）16總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)幅度調(diào)制雙邊帶調(diào)制（DSB）17總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)幅度調(diào)制雙邊帶調(diào)制（DSB）18總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)幅度調(diào)制單邊帶調(diào)制（SSB）19總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)幅度調(diào)制殘留邊帶（VSB）調(diào)制20總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)需要載波同步，適用于所有線性調(diào)制21總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)與包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波不需要載波同步，只適用于AM22總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能DSB調(diào)制系統(tǒng)23總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能DSB調(diào)制系統(tǒng)制度增益DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因?yàn)椴捎孟喔山庹{(diào)，使輸入噪聲中的正交分量被消除的緣故。24總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能SSB調(diào)制系統(tǒng)25總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能SSB調(diào)制系統(tǒng)制度增益在SSB系統(tǒng)中，信號(hào)和噪聲有相同表示形式，所以相干解調(diào)過(guò)程中，信號(hào)和噪聲中的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒(méi)有改善。26總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)非線性調(diào)制（角度調(diào)制）調(diào)頻信號(hào)的帶寬（卡森（Carson）公式）調(diào)頻信號(hào)的功率分配調(diào)頻信號(hào)的平均功率等于未調(diào)載波的平均功率，即調(diào)制后總的功率不變，只是將原來(lái)載波功率中的一部分分配給每個(gè)邊頻分量。27總復(fù)習(xí)第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)非線性調(diào)制（角度調(diào)制）窄帶調(diào)頻（NBFM）與寬帶調(diào)頻阿姆斯特朗（Armstrong）法相干解調(diào)僅適用于NBFM信號(hào)頻分復(fù)用(FDM)習(xí)題：55頁(yè)例1，例428總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化數(shù)字化3步驟：抽樣、量化和編碼抽樣信號(hào)抽樣信號(hào)量化信號(hào)t011011011100100100100編碼信號(hào)29總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化低通模擬信號(hào)的抽樣定理最低抽樣速率2fH稱為奈奎斯特速率。與此相應(yīng)的最小抽樣時(shí)間間隔稱為奈奎斯特間隔。30總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化帶通模擬信號(hào)的抽樣定理抽樣信號(hào)的量化量化器的平均輸出信號(hào)量噪比隨量化電平數(shù)M的增大而提高。非均勻量化：改善小信號(hào)時(shí)的信號(hào)量噪比脈沖編碼調(diào)制折疊碼的優(yōu)點(diǎn):對(duì)于小信號(hào)有利。由于語(yǔ)音信號(hào)小電壓出現(xiàn)的概率較大，所以折疊碼有利于減小語(yǔ)音信號(hào)的平均量化噪聲。31總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化帶通模擬信號(hào)的抽樣定理抽樣信號(hào)的量化量化器的平均輸出信號(hào)量噪比隨量化電平數(shù)M的增大而提高。非均勻量化：改善小信號(hào)時(shí)的信號(hào)量噪比脈沖編碼調(diào)制折疊碼的優(yōu)點(diǎn):對(duì)于小信號(hào)有利。由于語(yǔ)音信號(hào)小電壓出現(xiàn)的概率較大，所以折疊碼有利于減小語(yǔ)音信號(hào)的平均量化噪聲。32總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化預(yù)測(cè)編碼差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）增量調(diào)制一般量化噪聲與過(guò)載量化噪聲增大fs33總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化時(shí)分復(fù)用mi(t)低通1低通2低通N信道低通1低通2低通N同步旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)m1(t)m2(t)m2(t)m1(t)mN(t)mN(t)34總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化E體系的一次群結(jié)構(gòu)偶幀TS0*1A11111幀同步碼奇幀TS0*0011011話路(CH1~CH15)話路(CH16~CH30)125s16幀1復(fù)幀＝16幀32個(gè)時(shí)隙F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12F13F14F158bitCH30(1bit=488.3ns)8bit(1bit=488.3ns)保留TS10TS12TS14TS16TS18TS9TS11TS13TS15TS17TS4TS6TS2TS0TS8TS5TS7TS3TS1TS20TS22TS28TS26TS24TS30TS19TS21TS23TS29TS27TS25TS3135總復(fù)習(xí)第5章模擬信號(hào)的數(shù)字化例題：129頁(yè)例1036總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)幾種基本的基帶信號(hào)波形37總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)單極性歸零波形和單極性不歸零波形的頻譜時(shí)鐘分量38總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)雙極性歸零波形和雙極性不歸零波形的頻譜39總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型選擇原則不含直流，且低頻分量盡量少；應(yīng)含有豐富的定時(shí)信息，以便于從接收碼流中提取定時(shí)信號(hào)；功率譜主瓣寬度窄，以節(jié)省傳輸頻帶；不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；具有內(nèi)在的檢錯(cuò)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(cè)。編譯碼簡(jiǎn)單，以降低通信延時(shí)和成本。40總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型AMI碼：傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼HDB3碼：3階高密度雙極性碼編碼規(guī)則：（1）檢查消息碼中“0”的個(gè)數(shù)。當(dāng)連“0”數(shù)目小于等于3時(shí)，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與-1交替；（2）連“0”數(shù)目超過(guò)3時(shí)，將每4個(gè)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(gè)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；41總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)HDB3碼：3階高密度雙極性碼編碼規(guī)則：（4）B的取值可選0、+1或-1，以使V同時(shí)滿足（3）中的兩個(gè)要求；（5）V碼后面的傳號(hào)碼極性也要交替。例：消息碼：10000100001100000000l1AMI碼：-10000+10000-1+100000000-1+1HDB碼：-1000–V+1000+V-1+1-B00–V

+B00+V-l+1其中的V脈沖和B脈沖與1脈沖波形相同，用V或B符號(hào)表示的目的是為了示意該非“0”碼是由原信碼的“0”變換而來(lái)的。42總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)碼間串?dāng)_消除碼間串?dāng)_的基本思想43總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)碼間串?dāng)_無(wú)碼間串?dāng)_的時(shí)域條件無(wú)碼間串?dāng)_的頻域條件（奈奎斯特(Nyquist)第一準(zhǔn)則）44總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)碼間串?dāng)_：奈奎斯特(Nyquist)第一準(zhǔn)則頻域條件的物理意義將H()在軸上以2/Ts為間隔切開(kāi)，然后分段沿軸平移到(-/Ts,/Ts)區(qū)間內(nèi)，將它們進(jìn)行疊加，其結(jié)果應(yīng)當(dāng)為一常數(shù)（不必一定是Ts）。這一過(guò)程可以歸述為：一個(gè)實(shí)際的H()特性若能等效成一個(gè)理想（矩形）低通濾波器，則可實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間串?dāng)_。45總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)眼圖模型46總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)部分響應(yīng)系統(tǒng)人為地在碼元的抽樣時(shí)刻引入碼間串?dāng)_，并在接收端判決前加以消除，從而可以達(dá)到改善頻譜特性、使頻帶利用率提高到理論最大值、并加速傳輸波形尾巴的衰減和降低對(duì)定時(shí)精度要求的目的。47總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)部分響應(yīng)系統(tǒng)帶來(lái)差錯(cuò)傳播，采用預(yù)編碼技術(shù)解決?！邦A(yù)編碼—相關(guān)編碼—模2判決”過(guò)程。48總復(fù)習(xí)第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)時(shí)域均衡直接校正已失真的響應(yīng)波形，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無(wú)碼間串?dāng)_條件。例題76頁(yè)例5。49總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK）50總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK）51總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK）52總復(fù)習(xí)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形53總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法采用模擬調(diào)頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)：信號(hào)在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的。采用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)：相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。54總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)非相干解調(diào)55總復(fù)習(xí)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2PSK 在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 式中，n表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位： 因此，上式可以改寫為56總復(fù)習(xí)2PSK信號(hào)的調(diào)制器原理方框圖模擬調(diào)制的方法鍵控法57總復(fù)習(xí)2PSK信號(hào)的解調(diào)器原理方框圖和波形圖：58總復(fù)習(xí)二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）2DPSK原理2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對(duì)相移鍵控。假設(shè)為當(dāng)前碼元與前一碼元的載波相位差，定義數(shù)字信息與