通信原理总复习

通信原理期末复习.通信原理数字通信系统模型

（单个事件的）信息量I=-log2Px，多个独立事件的信息量为单个信息量之和一组独立（完整的）事件的平均信息量（又称为熵）有效性指标：码元速率RB=1/T(Baud)信息速率Rb=kRB(bit/s)其中k=log2M，M为一个码元可携带的多进制信息的进制数，k为其一个码元的bit数。频带利用率或.通信原理可靠性指标误码率Pe=错误码元数/传输总码元数误信率（误比特率）Pb=错误比特数/传输总比特数二进制时Pb=Pe，一般情况Pb<Pe平稳过程均值E(x(t))=a为常数自相关函数R(τ)=E[x(t)x(t+τ)]只与时间差有关R(0)最大，为总功率，R(∞)=a2为直流功率，方差σ2=R(0)-R(∞)为交流功率自相关函数与功率谱密度函数为一对傅里叶变换，称为维纳-欣钦定理平稳高斯随机过程通过线性系统H(f),仍为平稳高斯过程均值ay=H(0)ax功率谱密度Py(f)=|H(f)|2Px(f)而方差可由Py(f)积分求得。.通信原理白高斯噪声：功率谱密度为常数，一般写为双边功率谱密度n0/2，单边功率谱密度n0。自相关函数为冲击函数低通高斯噪声：功率谱密度只在0-fL范围存在，其值为n0/2；自相关函数为窄带高斯过程：包络为瑞利分布，相位为均匀分布。也就是窄带高斯噪声。功率谱密度只在fc附近的+-B/2Hz范围存在，其值为n0/2；自相关函数为.通信原理调制信道模型名词：随参信道，恒参信道，乘性干扰，加性干扰编码信道模型（无记忆模型）

模拟信道容量如果N=n0B，当B趋于无穷时，信道容量存在有限值P(1/0)P(0/1)0011P(0/0)P(1/1)二进制编码信道模型发送端接收端.通信原理模拟信号的幅度调制，AM，DSB，SSB，VSBAM解调有包络检波和相干解调；后三者只能相干解调调频、调相统称角度调制调频可以用VCO或PLL实现；解调用鉴频器实现。主要介绍了“振幅鉴频器”原理。其他主要有相位鉴频器、比例鉴频器。调频指数mf是调频系统的一个重要参数。由调频公式当m(t)为单频正弦波时，.调制方式传输带宽制度增益AM2fm<=1/3DSB2fm2SSBfm1VSB略大于fm

近似SSB1~2FM3mf2(1+mf)通信原理各种模拟调制系统的比较.通信原理基带信号：波形，码型，推导功率谱密度公式时引入的“稳态波”、“交变波”概念单极性、双极性；不归零NRZ、归零RZ波形4种情况（等概率时）功率谱密度特点；第一零点带宽B：NRZ为1/Ts；RZ为2/TsAMI、HDB3、双向码、差分双向码、CMI码特点带宽…无码间干扰条件：奈奎斯特第一准则第一个例子就是理想低通。在RB=1/Ts时，带宽B=fN=fs/2。可以节省一半带宽。RB如果高于或低于fs都不能满足“无码间干扰”条件。当然，若RB<=fN仍然可以较好的传输（尽管存在码间干扰）。.通信原理第二个例子是余弦滚降。如有参数α，则在RB=1/Ts不变的情况下，带宽B=(1+α)fN=(1+α)fS/2。基带传输的误码率其中d为判决幅度。对单极性信号d=A/2；对双极性信号d=A。第一类部分响应优点：可以实现2Baud/Hz的频带利用率，信号拖尾下降很快缺点：M进制的部分响应出现2M-1个电平，误码率上升一些。+Mod2+Tak信道抽样判决mod2发送成形接收滤波ak’第一类部分响应系统组成图bkckck’预编码相关编码bk-1.通信原理时域均衡器三抽头迫零均衡器，详见例6-4，P.150第7-8章2ASK，2PSK，2DPSK；MASK，MPSK，MDPSK，QAM：带宽B=2倍基带带宽。一般情况下B=2fs。当考虑解调后的基带满足奈奎斯特准则时，B=2fN=fs。.通信原理差分公式发送侧bk=ak+bk-1mod2接收侧ak’=bk+bk-1mod2多进制编码采用格雷码所有的解调接收机都需要一个带通滤波器，fc,B=…2ASK相干解调误码率其中包络检波误码率2PSK相干解调误码率2PSK无法用包络检波.通信原理2DPSK的相干解调，当2PSK有一个误码，差分解码将出现2个误码。故近似公式为2DPSK的差分相干解调（直接解调），误码率为MASK相干解调的误码率其中d为判决距离QPSK相干解调的误码率MPSK相干解调的误码率MDPSK相干解调的误码率.通信原理2FSK：带宽B=2fs+|f2-f1|，相位不连续解调：两个支路各有一个带宽为2fs的带通滤波器。相干解调的误码率：包络检波的误码率：MSK的特点:一种相位连续、两个信号正交、频率差最小的2FSK。必须用正交解调方法。Δf=f2-f1=fs/2若定义载波频率fc=(f2+f1)/2，则f2=fc+Δf/2=fc+fs/4f1=fc-Δf/2=fc-fs/4当fc=mfs或（m+1/2）fs，m为正整数时，可以用相位轨迹图画出MSK波形。当fc=（m+1/4）fs或（m-1/4）fs时，则可以直接画出MSK波形。画图时注意相位（波形）连续即可。.通信原理MSK的带宽B=fs。OFDM：每个子载波可以独立选择调制方式2PSK或QPSK或16QAM直至256QAM带宽B=（N+1）fs，N为子载波数模拟信号转变成数字信号需要三个步骤：抽样、量化、编码。（低通信号）抽样定理，又称奈奎斯特抽样定理…带通信号抽样定理…均匀量化的量噪比公式：S0/Nq=M2

A律十三折线压缩特性：把均匀量化的12bit压缩为8bit。.通信原理其中A律编码采用折叠二进制，最高位b7是符号位。正信号为1，负信号为0。B6-b4为段号；b3-b0为段内码。线性码变为压缩码：由x值查表，取得段号，然后再求出段内码；加上符号，即可得到8bit的A律压缩码由压缩码求出线性码：如段号为c，段内码为d，直接查出对应段内的x值。最后加上符号位。增量调制：防止过载量化噪声公式Aωm<=σfs。也就是说σfs值大可以防止过载。但σ大，量化噪声大；fs大，则数据速率增大。时分复用TDM：一个话路是8bit量化，8kHz采样，故有64kbps的数据速率。也就是说，在125uS里需要传输8bit。而E1是32个话路，在125uS里一起传输256bit（即时分复用），则数据速率为32*64kbps=2048kbps。.通信原理E1帧头又叫同步头，用于接收机确定一帧的开始。这样一帧实际可传送31个话路。如16时隙传送信令，则实际只可传送30个话路。叫做E130/32或PCM30/32。这种用1时隙作帧同步的方式叫做集中插入法。帧头如采用巴克码，可以加快捕捉时间。巴克码的定义和验证…载波同步：在接收机侧从接收信号中恢复出与发射载波同频同相的信号，用于相干解调。方法有平方环法，科斯塔斯环等。由于科斯塔斯环的相位误差导致的2PSK误码为码元同步：在接收机侧从基带信号中恢复出与发射码元时钟一致的码元时钟。方法有超前-滞后门。.通信原理[例]设一个2PSK调制系统的载波频率fc为100MHz，需要传输10路语音信号，语音的最高频率限制在4kHz。抽样后采用均匀量化，要求量噪比达到60分贝。调制前的基带信号采用了α=0.5的余弦滚降滤波器。求1．最小抽样频率fs，最小量化级数M2．基带信号的带宽，调制信号的带宽，能否正常调制？3．如果调制信道带宽限制为0.84MHz，可以传送多少路（上述抽样编码的）语音信号？4．如果接收侧单边噪声功率谱密度n0=6*10-18W/Hz，要求达到误码率Pe<10-5，接收信号功率至少要多大？信号幅度为多少？已知erfc（3.045）=2*10-5。5．如果在0.84MHz信道带宽的条件下，仍要传输10路语音，需要如何改变调制方式？如果噪声功率谱密度n0不变，误码要达到Pe<10-5，接收信号功率至少要多大？已知erfc（3.15）=10-5。.通信原理解：抽样频率fs=2*4=8kHz，量化级数：即10bitRB=8000*10*10=8*105Baud，无码间干扰的奈奎斯特带宽fN=4*105Hz，余弦滚降后的带宽BL=(1+α）fN=6*105Hz。调制带宽B=2*BL=1.2*106Hz。由于B<<fc，可以正常调制。由于10路语音占用1.2*106Hz，相当于1路语音占用1.2*105Hz，所以可以传输k=840/120=7路语音