电子科大2013通信原理总复习

2023/10/25通信与信息工程学院1通信原理期末复习2023/10/25通信与信息工程学院2教学计划考核范围：第1章~第6章，第8章第1章：绪论第2章：基础知识第3章：模拟传输第4章：数字基带传输第5章：基本的数字频带传输第6章：模拟信号数字化与PCM第8章*：现代数字传输技术2023/10/25通信与信息工程学院3第1章绪论1、信息量、熵、熵率2、香农公式2023/10/25通信与信息工程学院4第2章基础知识2.6匹配滤波器（第4、5章的误码率计算）匹配滤波波形、最大信噪比的计算、最佳接收机结构典型题目：例2.11、习2.12、习4.112023/10/25通信与信息工程学院54-11在功率谱密度N0/2为的AWGN信道中进行二元基带传输，假定码元等概且发射信号分别为：（1）给出信号mi(t)对应的匹配滤波器冲激响应（k=1），（2）确定最佳接收机的结构（确定滤波器特性）；（3）给出最佳错误概率；2023/10/25通信与信息工程学院6第3章模拟传输幅度调制角度调制不同调制系统的抗噪声性能及比较（结论）2023/10/25通信与信息工程学院7一、幅度调制：常规调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）第3章模拟传输信号表达式波形图

（时域&频域）功率效率抗噪声

性能带宽接收方法2023/10/25通信与信息工程学院81、信号表达式常规调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院92、波形与频谱图习题3-4第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院103、带宽常规调幅（AM）：BAM=2B抑制载波双边带调幅（DSB-SC）：BDSB=2B单边带调幅（SSB）：只保留DSB-SC中的上（下）边带，BSSB=B第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院114、接收方法常规调幅（AM）非相干接收—包络检波，简单易行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调幅（SSB）相干接收—系统复杂，成本高，换取调制效率AM信号也可使用相干接收第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院125、功率&效率习题3-2第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院136、抗噪声性能（结论）解调增益系统增益AM调制方式，输入信噪比(S/N)i<1，则(S/N)o很小，通信无法正常进行，表现为“门限效应”（判断）第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院14结论：

AM系统包络检波系统性能与相干解调系统性能完全相同

第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院15二、角度调制：相位调制（PM）频率调制（FM）第3章模拟传输调制指数信号表达式相位（频率）信息抗噪声

性能带宽接收方法2023/10/25通信与信息工程学院16信号表达式通式瞬时频率第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院17（1）相位调制（PM）或

kPM：相偏常数，单位rad/V

调相信号表达式第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院18（2）频率调制（FM）

或kFM：频偏常数，单位Hz/V

调频信号表达式第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院19（3）最大相偏

PM信号

FM信号

第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院20（4）最大频偏

PM信号

FM信号

第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院21（5）调制指数与带宽

卡森公式（6）抗噪声性能

第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院22常见考查方式

幅度调制系统：不同模拟调制方式下，综合信号表达式、带宽、系统抗噪声性能等内容典型题目：例3.6、习3.13、习3.15角度调制系统：最大相（频）偏、调制指数、带宽典型题目：例3.4、例3.5、习3.17、习3.19第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院23例3.6调频系统和常规调幅系统的输出信噪比均为40dB，即(S/N)o-FM=(S/N)o-AM=40

dB，基带信号为fm=4kHz、振幅Am的正弦波。噪声单边功率谱密度N0=0.5×10-8W/Hz，幅度调制效率=1/3，调频指数=5，信道传输损耗为Lt=40dB。求两种调制系统的发送信号功率与带宽第3章模拟传输2023/10/25通信与信息工程学院24二元与多元数字基带信号的特性（线路码型）码间串扰与Nyquist准则（升余弦滤波器）第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院25一、二元与多元数字基带信号的特性基本概念传输速率功率谱与带宽接收与误码性能第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院261、基本概念（1）单极性（Unipolar）与双极性（Polar）（2）不归零（NRZ）与归零（RZ）（3）差分码（相对码）（Differentialencoding）传号差分码—“1变0不变”每组绝对码对应两组完全相反的差分码（首位任意选取）（4）AMI码与数字双相码的编码原理AMI码包含三种电平数字双相码（曼彻斯特码）为四元比特对习4.1、习4.24

第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院27第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院282、传输速率（1）符号速率（Symbolrate），单位波特（Baud）

Rs=1/Ts(Baud)（2）比特速率（Bitrate），单位比特/秒（bps或b/s）（3）比特速率与符号速率间的转换关系

Rb=KRs=Rslog2M

(bps)，Rb≥Rs典型题目：习4.2、习4.3第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院293、功率谱密度均值ma=E[an]，方差前一项为连续谱，后一项是频率间隔为1/Ts的离散谱第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院30重要结论（1）双极性码均值ma为0，只含有连续谱（2）单极性码均值ma不为0，连续谱+离散谱（3）单极性NRZ码，只含有一个离散谱单极性RZ码，含有多个离散谱（4）四种基本码型的功率谱密度表达式第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院31当脉冲gT(t)为矩形脉冲时，基本码型（单/双极性、RZ/NRZ）功率谱密度（例4.3、例4.4、习4.4、习4.5）双极性NRZ码：+1与-1等概率出现，幅度为A又均值ma=0，，引入辛格函数则有第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院32单极性NRZ码：0与1等概率出现，幅度为A均值ma=1/2，，第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院33双极性RZ码：1与-1等概率出现，gT(t)为矩形归零脉冲均值ma=0，第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院34单极性RZ码：0与1等概率出现均值ma=1/2，第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院35带宽（1）二元传输下，RZ码带宽为2Rb，NRZ码带宽为Rb（2）多元信号MPAM带宽为Rb/K（Rs）（3）带宽与波特速率和脉冲宽度相关（习4.2、习4.3）4、接收方法与误码性能（1）引入白噪声—AWGN信道（2）低通滤波接收与匹配滤波接收（结论）第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院36Eb/N0—平均比特能量/噪声功率谱密度，反映信号与噪声的能量之比LPF接收系统（矩形NRZ，取B=1/Ts）匹配滤波器接收系统双极性2PAM单极性2PAM第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院37第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院38利用误比特曲线对不同传输方案进行性能比较（1）纵向比较：通过给定的Eb/N0值做垂线，与误比特曲线交点所表征的误比特率越小，证明性能越好

（下方曲线）（2）横向比较：通过给定的Pb值做水平线，与误比特曲线交点所表征的Eb/N0越小，证明性能越好

（左方曲线）第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院39例4.6

估计以Rb=1Mbps进行二元传输时的平均错误间隔第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院40二、码间串扰与Nyquist准则Nyquist准则及其相关结论升余弦滚降滤波器及其相关结论第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院411、Nyquist准则有无码间串扰，只需检验H(f)在是否为常数典型题目：例4.11、习4.13、课堂习题2对于有限带宽低通信道（WHz）在传输速率为Rs=1/Ts时（1）W<Rs/2=2/Ts：肯定存在码间串扰（2）W=Rs/2=2/Ts：H(f)为Rs/2低通滤波响应，无码间串扰（3）W>Rs/2=2/Ts：总能找到某个H(f)满足无码间串扰条件第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院42重要结论（1）在无码间串扰条件下，W

Hz的基带信道每秒至多只

能传输2W个符号—Nyquist速率（2）频带利用率第4章数字基带传输2023/10/25通信与信息工程学院432、升余弦（RC）滚降滤波器按Rs=2f0的码率进行传输！！！！！滚降因子，f0为6dB带宽截止频率（带宽）W=(1+a)f0a=0：LPF特性，W=f0，Rs(max)=2W(Baud)a=1：W=2f0，Rs(max)=W(Baud)1>a>0：W=(1+a)f0，Rs(max)=2W/(1+a)(Baud)频带利用率第4章数字基带传输典型题目：例4.12、

习4.15、习4.162023/10/25通信与信息工程学院444.5.1码间串扰存在的原因：h(0)

、h(mTs)4.5.2无码间串扰条件—Nyquist准则（时域&频域）利用频域表达式进行判断4.5.3无码间串扰条件下，信道带宽W与传输速率Rs

之间的关系（Nyquist速率：2W≥Rs

）数字通信系统的效率—频带利用率≤2Baud/Hz4.5.4升余弦滚降滤