通信信号处理期末复习

1、天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理通信信号处理复习课电子信息工程学院2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理2试卷题型和分值 第一套试卷 填空 8题16空 16分 单项选择 5题 10分 画图题3题18分 名词解释7题14分 简答题6题30分 计算题1题12分 总计 100分2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理3 第二套试卷 填空 6题12空 12分 单项选择 6题 12分 画图题3题18分 名词解释5题10分 简答题6题36分 综述题1题12分 总计100分天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第一章 绪论2021-12-5天津

2、理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理52021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理6无线通信的变革（3代）第一代第二代第三代时间198419961996200020002010服务模拟话音语音频带数据数字话音短信IP数据数字话音、视频短信高速IP数据无线技术模拟调频FDMA数字调制TDMA，CDMA数字调制（可以支持多种）CDMA频带800MHz900MHz，1800MHz2GHz 及以上典型系统AMPSGSMCDMA ONE (IS-95)TD-SCDMAWCDMACDMA20002021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理7多址方式FDMAFDMA方

3、式TDMATDMA方式CDMACDMA方式方式2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理8软件无线电 软件无线电的基本思想 以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件，面向用途的电台设计方法中解放出来。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理9软件无线电框图（会画此图）2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理10 基站发给移动台的链路称为下行链路 移动台发给基站的链路称为上行链路。天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第二章 通信信号表示及表征 2021-12-5天津理工大学

4、电子信息工程学院 通信信号处理12知识点 循环平稳过程：统计特性呈周期或多周期平稳变化的过程。 以下内容只是帮助理解 实际上是非平稳过程，但这种非平稳过程有一个重要的特性，即非平稳性表现为周期平稳性。 分为一阶循环平稳过程（平均值），二阶循环平稳过程（相关函数），高阶循环平稳过程2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理13知识点（续） 通信信号常采用复信号表示 表示方式分为：解析信号和基带信号天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第三章 无线信道2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理15无线信号传播 信号传播方式：直射（自由空间传播），反射、

5、绕射、散射 反射：反射：无线电波入射到某一媒介表面时，部分无线电波能量返回到第一种媒介的现象。 散射：散射：无线电波入射到一粗糙表面时，反射的能量会扩散（弥散）到所有方向的现象。 绕射：绕射：无线电波绕过地球弯曲的表面或障碍物传播的现象。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理16四种传播方式直 射 波反 射 波绕 射 波散 射 波2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理17衰落 衰落： 了解阴影衰落和多径衰落的成因 阴影衰落：由于建筑物、地形等障碍物遮挡造成的接受信号强度下降 多径衰落：由于同一信号经不同路径达到接收机，各路径延时和相位不统一，使得

6、叠加信号的强弱剧烈变化 阴影衰落：大尺度衰落，特性变化慢 多径衰落：小尺度衰落，特性变化快2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理18 描述信道的参数 相干带宽B：其物理意义为两信号频率间隔大于B，则认为两信道特性不相关 相干时间 ：其物理意义为两信号时间间隔大于，则认为两信道特性不相关 高速移动会造成多普勒频移（多普勒效应）天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第四章 调制技术2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理20模拟调制 调幅AM 调频FM 调相PM角度调制2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理21数字调制 二

7、进制幅移键控(2ASK) 二进制频移键控(2FSK） 二进制相移键控(2PSK) 二进制差分相移键控(2DPSK) 多进制数字调幅（MASK） 多进制数字调频（MFSK） 多进制数字调相（MPSK，MDPSK） 正交幅度调制(QAM)2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理22二进制幅移键控(2ASK) 2ASK波形2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理232ASK的非相干解调)(2teASKt包络检波低通滤波抽样判决2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理242.频带宽度和频带利用率 频带宽度和频带利用率 由前面的分析可知B

8、FSKBDRffBRBBB2|2122PSK2PSK2ASK2FSK2PSK2PSK2ASK2)(21HzBaudD天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第五章 分集接收和最佳接收机2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理26分集接收 1、定义：分集接收是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。 2、优点：抵抗衰落，因为收到了衰落特性不一样的信号的多个复本2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理27 3、分集的分类： 宏分集：抵挡阴影衰落 微分集：抵抗多径衰落 空间分集、频率分集、时

9、间分集、极化分集、角度分集 等2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理284、信号的合并方式: 多个信号接收之后，如何能有效的利用这几个信号，提高接收质量分为：选择式合并：选择式合并：选择一路最好的进行解调，软硬件最简单，性能一般最大比值合并：最大比值合并：每路都有一个加权，加权的权重按照各路的信噪比分配，信噪比大的权重大，所以合成后的信噪比能够最佳，软硬件都复杂，但性能最好等增益合并：等增益合并：加权系数统一，等增益相加。处理过程简单，效果略差于最大比值合并 2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理29最大比值合并等增益合并选择式合并2021-12

10、-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理30匹配滤波器 采用匹配滤波器的接收机，是在加性白噪声信道下的最佳接收机)()(0ttKsths(t)OTth(t)Ott02021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理31(a)(b)so(t)OTt(c)2T2T2T23Ts(t)0Tt2T1h(t)0Tt12021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理32 匹配滤波器只适用于数字通信系统，而不适合模拟系统 因为信号经过匹配滤波器后会严重失真，只是在某一个时间点上有一个很高的峰值输出，对于数字通信系统，可以在此峰值位置进行判决以表明是否收到此信号，而对于模拟系统

11、，由于输出波形严重失真，已经无法恢复信号。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理33RAKE接收机 RAKE接收机是一种分集接收机，其只适用于适用于C CDMADMA系统系统中， 因为CDMA系统通过正交码来区分多个用户，当同一信号经过不同路径所造成延时相差大于一个码元周期，此两个空中信号之间可以通过不同的正交码区分开，故可以从时域上区分此两路信号，从而进行信号整合，提高接收质量。 变废为宝！天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第六章 均衡2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理35 1、码间串扰：因为信道带宽有限和有多径，使得波形在时域上

12、展宽，当前码元的波形影响到后面的码元 2、均衡的作用，抵抗码间串扰 3.分类：时域均衡（横向滤波器）和频域均衡2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理362021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理37横向滤波器 4、横向滤波器结构图（要求会画）2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理38 不需要训练序列的均衡称为盲均衡 例题：计算抽头系数初始值训练序列0，1，1，接收序列0.1，0.4，0.9，0.9，0.42021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理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 天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第七章 阵列信号处理 2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理41阵列信号处理 智能天线的概念：将天线阵列技术和自适应信号处理技术相结合的一种新型天线。 研究分为： 波束成形技术：通过调整多天线间发送信号的相位角，实现天线的赋形具有一定的指向性 空间谱估计（波达方向估计）：同一信源发出的信号（波束）到达多个天线后会

14、形成一定的相位差，接收机利用此相位差来判别信源所在的方向角。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理42 阵列信号处理的原理 根据方向矢量方向矢量进行波束形成和波达方向估计 12sin221sin1jdj tjNdNx txteX ts t es t axte2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理43 TDDTDD模式模式比FDD 更适合用智能天线 因为FDD存在上下行的双工间隔，WCDMA联通190M，CDMA2000电信45MHz，都大于相干带宽，收发所出现多径的情况在上下行可能已经不同。 而TDD模式下，上下行采用同频收发，只是所使用的时隙不

15、同，且时隙间隔通常小于相干时间，故上下行信道具有较大的相关性，能够利用上行的来波方向估计指导下行的波束成形。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理44 阵列信号的超分辨率处理（超过瑞利限） 最有名的DOA估计方法是：MUSIC和ESPRIT 天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第八章 多用户检测技术 2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理46 多址干扰： CDMA系统的用户在同一时间、同一频带收发信号，用户间通过不同的正交码字进行区分。 因为正交码非完全正交，故解码过程中，用户间会形成人为的相互干扰。此干扰被称为多脂干扰。 多用户检测 是

16、一种从接收机端的设计入手的干扰抑制方法，通过合理利用多用户的信息，能够基本解决多址干扰。2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理47多用户检测的分类多用户检测最佳多用户检测次佳多用户检测线性多用户检测非线性多用户检测非盲自适应检测盲自适应检测解相关多用户检测最小均方误差检测最小输出能量算法子空间算法恒模算法高阶统计特性算法串行干扰抵消并行干扰抵消神经网络天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第九章 OFDM技术2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理49 1、OFDM 正交频分复用2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理5

17、0 OFDM的调制可以通过IDFT（或IFFT）实现， 解调通过DFT（或FFT）实现2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理51 2、OFDM与FDM辨析 FDM：频分复用Frequency Division Multiplexing，各个子载波是独立的（码元周期，调制方式都很灵活），载波间需要有一定频率间隔。 OFDM：正交频分复用Orthogonal Frequency Division Multiplexing，子载波间相互正交，且相互交叠，大大提高了频谱利用率，但为了保证正交，码元周期和子载波间隔有一定关系 2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信

18、信号处理52频偏校正 插入导频信息天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第十章 MIMO 技术2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理54 MIMO即多输入多输出系统，收发分别采用多个天线，提高信道容量（传输速度） 802.11n，WiMax都已采用MIMO技术天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理第十一章 无线资源管理没有安排考题2021-12-5天津理工大学 电子信息工程学院 通信信号处理56行为特点SISO单发单收基本的通信功能空间分集单发，多收，信道独立利用不同信号间的不同衰落来互相补偿，天线间距大智能天线基站多发多收，手台单发单收天线间有相关性天线间距小于半波长，利用路程差导致的相位差来确定天线赋形，多个天线的发和收内容相同，避免用户间干扰，扩展小区的用户容量，空分多址空分多址MIMO完全的多发多收天线距离较