理工类专业课复习资料-通信原理快速复习资料

加密加密解密习资料模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统信息源(简称信源)：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。信号。受信者(信宿)：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。原始电信号(基带信号)已调信号(带通信号)数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统输的有效性道编码与译码目的：增强抗干扰能力密与解密目的：保证所传信息的安全数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号保持步调一致(1)抗干扰能力强，且噪声不积累(2)传输差错可控(3)便于处理、变换、存储(4)便于将来自不同信源的信号综合到一起传输(5)易于集成，使通信设备微型化，重量轻(6)易于加密处理，且保密性好(1)需要较大的传输带宽(2)对同步要求高(1)按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统(2)按调制方式分类：基带传输系统和带通(调制)传输系统(3)调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1(4)按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统(5)按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统(6)按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信(7)按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用(1)模拟通信系统：可用有效传输频带来度量。(2)数字通信系统：码元传输速率RB：定义为单位时间(每秒)传送码元的数目，单位为波特(Baud)6、通信的目的：传递消息中所包含的信息半双工和全双工通信的度量。一个二进制码元含1b的信息量；一个概率发送时，信息源的熵有最大值。 (1)按照周期性区分：周期信号和非周期信号 (2)按照能量区分：能量信号和功率信号：3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。等于信号的能量；功率信号的自相关函数R(0)等于信号的平均功率。7单模阶跃(7单模阶跃(程是一族随机变量的集合。函数描述。(t)的谱密度集中在中心频率fcfffc的条件，且fc(t)为窄带随机过程。的完全统计描述只需要它的数字特征。即满足f<<fc的条件，且fc远离零频率，则称该(t)为窄带随机过程。(1)无线信道－电磁波(含光波)(2)有线信道－电线、光纤2、无线信道(电磁波)的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。导体导体绝缘层实心介质导体n2n1折射率( n2n折射(n2n1折射D损耗与波长关系D损耗与波长关系解密0.70.70.91.11.3光波波长()信息源加密噪声源调制信道编码信道eotf[ei(t)]+n(t)eitfn(t)调制信道数学模型n(t)－噪声电压eotkteitnt－调制信道数学模型当没有信号时，没有乘性干扰。7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发道的特性。的。9、恒参信道的主要传输特性通常用振幅~频率特性和相位~频率特性来描述。失真；可以用线性网络进行补偿。的元器件不理想造成的。接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起的。17、随参信道的特性：(1)衰减随时间变化(2)时延随时间变化(3)多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度(时延)和衰减都随(1)确知信号：接收端能够准确知道其码元波形的信号(2)随相信号：接收码元的相位随机变化远存在于通信系统中。着率。(1)人为噪声－例：开关火花、电台辐射(2)自然噪声－例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声(1)脉冲噪声：(2)窄带噪声：(3)起伏噪声：24、信道容量－指信道能够传输的最大平均信息速率。25、连续信道容量(香农定理)：(SC=Blog|1+|N)(b/s)N－噪声功率(W)；B－带宽(Hz)故上式可以改写成：(S)C=Blog|1+|(b/s)\nB)0log21+S=Slog2(1+x)1/xn0S\n0B)n0limCt=limSlog(3)0(B)wx(3)0(Ct=Blog2|1+\1/x1/xS) |=Blog2n0B)log2e~1.44(E/T)(E)|1+|=Blog|1+|\n0B)\n0)PP拟调制系统的比较。在信道中传输的形式的一种过程。2、载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。3、解调(检波)－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。4、调制的目的：(为什么要进行载波调制？)(1)提高无线通信时的天线辐射效率。(2)把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。(3)扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互2、在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。(1)近程数据通信系统中广泛采用(2)基带传输方式也有迅速发展的趋势(3)基带传输中包含带通传输的许多基本问题(4)任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。(1)不含直流，且低频分量尽量少；(2)应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；(3)功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；(4)不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；(6)编译码简单，以降低通信延时和成本。这一规律观察误码情况AMI码的缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时I编码规则：I(3)V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏(4)B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足(3)中的两个要求；(5)V码后面的传号码极性也要交替。7、码间串扰的原因：(1)码间串扰(2)信道加性噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。种方法。P172页小结制：把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程。(1)利用模拟调制的方法去实现数字式调制；(2)通过开关键控载波，通常称为键控法。01t01tt101tte2ASK(t)ace2ASK(t)bde2ASK(t)ace2ASK(t)bdeASKtf模拟调制法(相乘器法)t 乘法器(2)2ASK信号解调方法：非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)非相干解调(包络检波法)abcd1ttt1001t相干解调(同步检测法)tcos(3)功率谱2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps(f)的线性搬移(属线性调制)。P2ASK(f)fccfcfccfcfsfc+fsfc-2fsfc+2fs振荡器1e(t)基带信号反相器振荡器2f2选通开关带通滤波器低通滤振荡器1e(t)基带信号反相器振荡器2f2选通开关带通滤波器低通滤波器O1带通滤波器2低通滤波器包络检波器gt带谱，而离散谱由载波分量确定。2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若只计谱的主瓣(第一个谱零点位置)，则有B2ASK=2fs，其中fs=1/Ts。即2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。K(1)2FSK信号的产生方法：选选通开关相相加器A/相干解调相乘器输出cosO1t定时输出cosO1t定时脉冲cocosO2t判决器相乘器B/非相干解调带通滤带通滤波器1检波器输出e2FSKe2FSK(t)抽样判决器带通滤波器2(3)功率谱密度相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两个中心位于f1连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，若|f1–f2|<fs，连续谱在fc处出现单e2PSK(t)e2PSK(t)cdeB2FSK=f2-f1+2fs其中，fs=1/Ts为基带信号的带宽。图中的fc为两个载频的中心频率。发送“0”时发发送“0”时发送“1”时0n=〈",1110111tTscosoctcos0ePSK(t)0cosoct"1800移相acoscosoctb仅在于当P=1/2时，其谱中无离散谱(即载波分量)，此时2PSK信号实际上相当于抑制载号作用下的调幅信号。(2)二进制差分相移键控(2DPSK仅在于当P=1/2时，其谱中无离散谱(即载波分量)，此时2PSK信号实际上相当于抑制载号作用下的调幅信号。(2)二进制差分相移键控(2DPSK)：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。fabcde110011tTttt10011t干载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位一致(通常默法辨认信号码元的起止时刻。为了解决上述问题，可以采用差分相移键控(DPSK)体制。C/功率谱密度P2PSKf ffcfcfscffcfcfsc1或0DPSK号的波形如下：表示数字信息“表示数字信息“10100000000”1”110000t11010tt00011011110t11010tt00011011110(a)绝对码(b)相对码(c)2DPSK0011100111011010参考e2e2DPSK(t)cosct180差分码可取传号差分码或空号差分码。其中，传号差分码的编码规则为bn=anbn1上式的逆过程称为差分译码(码反变换)，即an=bnbn1相干解调(极性比较法)加码反变换法的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码(码反变换)得到的绝对码不会发生任ead带通滤波ead带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器码反变换器fe2DPSK(t)f输出b脉冲abctdtef(abctdtef(绝对码)ced低通滤波器抽样判决器e(t)输出b定时脉ced低通滤波器抽样判决器e(t)输出b定时脉冲延迟Ts差分相干解调(相位比较)法带通滤波器a相乘器01101011tattbtctd t e111K系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。(2)2FSK要求的场合，多采用包络检波法。13、二进制调制系统的性能比较(1)误码率相干解调非相干解调 1(2erfc1(2erfc2e12e2FSK 1(2erfc1(2erfc12e12e2PSK2DPSK12e12e(2)频带宽度ASK统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度B=B=2.Ts2FSK系统的频带宽度B2FSK=f2-f1+(3)对信道特性变化的敏感性K抽样信号量化信号抽样信号量化信号FSK力；若从设备复杂程度考虑：则非相干方式比相干方式更适宜。P234小结第