通信原理复习资料-呕心沥血90+版

第一早1、模拟通信系统模型模拟信息源 f调制耦受信者信道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2、数字通信系统模型信息源受信者信息源受信者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5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。可靠性：常用误码率和误信率表示。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）B信息传输速率rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码亓含1b的信息量：一个M进制码元含有10g2M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。第四章1、信道分类：（1）无线信道一电磁波（含光波）（2）有线信道一电线、光纤4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。受信者信源译码信道译码薮字解la信道数字调制信道编码信源编码信息源受信者信源译码信道译码薮字解la信道数字调制信道编码信源编码信息源噪声源调制信道编码信道调制信道编码信道5、调制信道数学模型小)=kk()叩)+"⑺-调制:信道数信黑端信号电压”「信道输出端的信号电压； n(/)—噪声电压因k(t)随t变化，故信道称为时变信道。因k(t)与ei(t)相乘，故称其为乘性干扰。因k(t)作随机变化，故又称信道为随参信道。若k(t)变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。6、调制信道分类：随参信道和恒参信道。随参信道：特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。恒参信道：信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。称为恒定参量信道，简称恒参信道。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生变化，即序列中的数字发生错误。用错误概率来描述编码信道的特性。9、恒参信道对信号传输信号的影响：幅频失真和相频失真。10、码间串扰：在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。11、干扰分为乘性干扰和加性干扰。乘性干扰用均衡器消除，加性干扰用滤波器消除。13、频率失真和相位失真都是线性失真：可以用线性网络进行补偿。15、随参信道对信号传输信号的影响：(1)引发快衰落(2)引起频率弥散(3)引起频率选择性衰落。24、信道容量一指信道能够传输的最大平均信息速率。25、连续信道容量：C=B10g2S一信号平均功率(W)；N一噪声功率(W)；B—带宽(Hz)rCt=B10g21V设噪声单边功率谱密度为n0rCt=B10g21V(b/s)式可见，连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。~T^-3^-第五早1、调制一把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。2、调制制度增益：输出信噪比与输入信噪比的比值3、各种模拟调制系统的比较从有效性上，单边带最好，调频最差；从可靠性上，调频最好，双边带与单边带一样4、门限效应：输出信噪比不是按比例随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。是由于非相干解调的非线性作用所引起的。第八早1、无码间串扰的时域条件：h（k）=2、无码间串扰的频域条件： EH（3+2ni/Ts）=Ts l«l<n/Ts3、部分响应系统是利用部分响应波形传输的基带系统。优点：能实现2B/Hz的频带利用率，切传输波形的“尾巴”衰减大和收敛快；缺点：当输入数据为L进制时，部分响应波形的相关编码电平数要超过L个，因此在同样输入信噪比条件下，部分响应系统的抗噪性能要比0类相应系统差。4、码间串扰的原因：（1）码间串扰（2）信道加性噪声5、码间串扰：是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。6、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。7、眼图：是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小，眼图还可以用来指示接受滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。同时，通过眼图我们还可以获得有关传输系统性能的许多信息。第七章1、数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。2、数字解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。3、数字调制技术有两种方法：（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。4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。5、振幅键控（2ASK）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。6、2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。7、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）8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。9、2FSK信号的产生方法：（1）采用模拟调频电路来实现：（2）采用键控法来实现。10、2FSK信号的解调方法：非相干解调和相干解调。11、相移键控（2PSK）：利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。_[0,发送“0”时Q=1兀,发送“1”时13、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。16、二进制数字调制系统的性能比较：一、误码率：①对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率②若采用相同的解调方式，在误码率相同的情况下，所需要的信噪比2ASK比2FSK高3dB,2FSK比2PSK高3dB,2ASK比2PSK高6dB,③若信噪比一定，2PSK系统的误码率比2FSK的小，2FSK系统的误码率比2ASK的小。二、从频带宽度或频带利用率来看，2FSK系统的频带利用率最低。第九章1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。3、抽样定理：设一个连续模拟信号m（t）中的最高频率<fH，则以间隔时间为T<1/编的周期性冲激脉冲对它抽样时，m（t）将被这些抽样值所完全确定。4、恢复原信号的条件是：f>2fH即抽样频率f应不小于'fH的两倍。这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。5、此带通模拟信号所需最小抽样频率f,等于kfs=2B（1+-）式中，B一信号带宽；n一商fH/B）的整数部分，n=1,2,…；k一商fH/B）的小数部分，0<k<1。量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。11、对与均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。13、PCM系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。14、为什么要采用折叠二进制编码？再用最高位表示极性后，双极性电压可以采用单极性编码方法处理，从而使编码电路和编码过程大为简化15、增量调制产生一般量化噪声和过载量化噪声，分别用减小量化间隔和提高采样频率改善16、信道编码目的：提高数字信号的抗干扰能力；信源编码：目的提高信息传输一级完成模数转换17、能够作为生成多项式的条件是什么？（1）是一个n-k次多项式（2）常数项为1（3）应该是xn+1的因式18、同步包括载波同步、码元同步、群同步、网同步载波同步即在接收设备中产生一个和接受信号的载波同频同相的本地振荡，供给解调器作相干解调用；码元同步（1）采用插入辅助同步信息方法。即在频域或时域中插入同步信号（2）直接从接收信号提取同步信息；群同步（1）发送端利用特殊的编码方法使码组本身自带分组信息（2）发送码元序列中插入用于群同步的群同步码19、均匀量化的定义及缺点，非均匀量化的原理及目的？把输入信号m（t）的值域按等距离分割的量化称为均匀量化，其缺点为：信号小时，信噪量比小。非均匀量化的原理：（1）利用非线性变换将本身输入信号进行压缩（2）对非线性变化的结果再进行量化。目的：改善均匀量化的缺点，提高小信号的信号量噪比

f粗建为互调干扰情况）【以正半面为例）f粗建为互调干扰情况）【以正半面为例）以上三图的不同是由月、力频差大小的不同引起的士①成一向>犹=不相连的双蚱(如图《))②\fL-f2\=2fs―在狗处相连的双峰C如图(b))③人〈历—胃1<2£ =互调干扰 (b))@IA-AI=单峰(如图(匚丁)4・7设一幅照点数字像片有温号不像菽每个像素有金个宪睦等如若用文上带宽的信道传输它，直信号噪声功率比等于10曲.试何需罂传输季少时间？解由者次公式可得信道的最尢信息速率(每秒内能摩传输的平均僖息盘的最大值)为G=印%(1琮)=3°08吗u+10)=¥0001幅”=3即叫0*11=3000x1457=10,4(kb/g)一张图片所含的信息最为1=4x10(sc10gli6=16x10^(bit)所以，需要的传输时间，=//C,=(16x1胪“(10.4k1G3)=L54x10\5)=25^7(^)-MT0.5-5.55-4粕调闻波遮过我留边带源波器产生残留地带信号？若此流波器的传物函敷山图）加图毋-E所示（斜畿段为宜线h当调制信号为=力［加1皿宜L+必印QOtuf］-MT0.5-5.59.51010.5514/rtcHz解设调幅波5例⑴=［f+即内其中/MIm3「，且$AHU）g^N⑹。根据残留边带滤波器在工处具有互补对称特性、我们可从见加）图上得知载频工=1麟出，由此得到然波CO32000DEq因此“m(Q=[四口+rra(工)]口口日己口QUQki常FH^cosSOOOOKi+jlfsinHMTit+sinfiOOOiti^cris2jODOD-T^i=n1tle。目2口DOOe+冷!4艰。1。0宣6-311119900tic十sinSSDOO^-ainl^COOwe]S泗t>)=而叫[夙3+加o口。Tt)+S(w-20DDP7f)]-i-j°7^1—[5(rd+2D1O0ti)- -2O10Dff)一武川4E网。口我)十武加一19卯口E)+、战也4260DU叮）-虱吁26000"）-虱值十14（100tt）+双㈤-工钠00,）］设残留近带信号为、口⑷,且3』U）QS皿沁Lils、,出（小）=S1Hg河"）由图仃-2可得『=*10・0量散忖.电包]=.10.05-9.5二0.55/=±1晚用时,叫分)=0,5"二士195kHz牌用｛4-蛆'变-15=口4占，二士13kllafit,s-1/==t7kHz时11M(阳)=0枭4㈤)=[S(ar+20000■tr)-+-MKCtt)]十jTT"—[0,55^^+2010Gn)-。.55削3-加10Om)-0.455(aj+19500)40.45取5=19900h)十翻始42和DOif)—我如一2600Utf)]553in2010(l7r£-0.45Binl950&tt«4-痴QGOOtJirt]5・9设某信道具有均匀的双边噪声功率港密度匕(/)=0.5x10・，"Hz,在该信道中传钿抑制载波的单边带(上边带)信号,并设两制信号火。的频带限俐在5kHM而弑频是lOOkFE已调信号功率是10kW。若接收机的输入信号在加至解调徜之前，先经过带宽为5kHz的理想带通浊波器滤波伊试问：(1)该理想带通泄波器的中心频率为多大？(2)解涮器输入端的信噪功率比为多少？(3)解调器输出端的信噪功率比为多少？解(1)该理想带通滤波器的传输特性为 ^K(常数)100kHz<|/|<K(常数)其他其中心频率为1025kHz⑶解调器输入端的噪声功率jV.=2Pn(f)Vn=2x0.5x103x5x103=5(W)已知信号功率S.=lOkw,故榆人信噪比为员,1。"里=2000M5 ,(3)因为6期=1,所以输出信噪比为”上如005-10某线性调制系统的揄出信噪比为20dB,输出噪声功率为由发射机轴出端到解谢器揄人端之间总的传输损耗为10OdB,试求：(1)DSB/SC时的发射机耐出功率：(2)SSB/SC时的发射机输出功率。 ^ '解设发射机的输出功率为斗，解调器输入端信号功率为S"则传输损耗£=鼻=16"(WQdB),又端=100(20dB)也=10tW⑴DSB/SC的制度增益G=2,因此解调器输入值噪比定=4充=5。相于解调时 ,M=4」M.因此，解调器输人端的信号功率*=50叫=20WV.=2x10=(W)发射机的施出功率St=次・&=2乂103(W)TOC\o"1-5"\h\z(2)SSB/SC的制度增益C=1Jl| .*哈=1**又因叫=4%,则解调器输入端的信号功率， ，S.=£00叫=400.=4x1O'(W)发射抗的输出功率 •Sr=AT-S,=4X103(W)6-12设某数字基带系统的传输特性"(山)如图P6-7所示。图中3为某个常领(。W&W1)2(1)试检验该系统能否实现无码间串扰的条件。(2)该系统的最高码元传输速率为多大？这时的系统领带利用率为多大？解(1)由于该系统可等效成理想矩形低通特性乩(。)=fl|㈤|£/乩(。)=O)\>"O)图P6-7所以可以实现无码间串扰传榆0

(2)该系统的最高码元迎率图P6-7所以可以实现无码间串扰传榆0

(2)该系统的最高码元迎率系统带宽为(1+a).口＞,所以，系统的最高频带利用率为=1+a|9 6irr^v/<**•6-13为了传送码元速率品=10%的数字基带信号，试问系统采用南P6-8中所岫的哪一种传蜡特性较好？并荷要说明其理由。〃(明-4X1Q\-2X10'TO、10%2X10%4X10%&二也相zk"F传蜡特性较好？并荷要说明其理由。〃(明-4X1Q\-2X10'TO、10%2X10%4X10%&二也相zk"F拳图P6・8解在比较基带传输特性时，应从三个方面考虑:①是否满足抽样点上无码间串扰的条件;②频带利用率;③单位冲激响应的收敛速度、特性实现的难易程度,从而选择出最好的一种传输函姒(1)验证是否满足无码间干扰条件。根据奈奎斯特第一渔则,借助题6-II的方法进行分析,国P6-8中所示的3个传输函数(。)、。)、(c)都能够满足无码间干扰条件。(2)领带利用率(%).系统的带宽为^£xl0i«=2xlO327T频带利用率为, ^ ^选L0.5〈B/Hz)W系统的带宽为B-咨他"=I。鼠HG27C频带利用率为”与二相二1(*也)(c)系统的带宽为B工21r=103(Hz)2加领带利用率方7)=冬-^7=i(_B/Ha)(3)冲激响应"尾部”的收敛程度传输函数(b)是理想低通特性，其冲激响应为3葭工)网,与时间」成反比，尾那收敛慢且传输函数难以实顼；传例函教(G和(&)是三角形特性,其冲激响应为61小)型,与时间产成反比.尾部收敛快且传输函数较易实现口综上所述：传输函数〔可满足无码同干扰的条件，其三珀形滤波特性较易实现，相应的单位冲敝响成的尾部收敛快总其颛带利用率因G或因此，选择传输函数⑷较好。-7-6设发送的绝对码序列为0］】。1］肌采用2DPSK方式传输，巴知妈无传输速率为Z4Q0B,载旅频率为2400H/(1)试掏成一种2DFSK信甘蠲制器原理植图［W若果用相干解调T反变换器方式迸行解调，试画出各点时间波形中(3)若采用差分相干方式进行解锢.试题出各点时间波形口解(I”DP5K信号的同制器原理框图如图7「29所示°开关电赌S7-292DF3iC信号的词循却原理植田《普相干解调一码反变换器解固原理糠图及其各点时间翊如图7-3。所示。心)理点肘间放形画图7-30相干解同一弱反变换需解词原理相图及其各点时间苑形(3)差分相干解调原理框图及具各点时间波形如图7-立所示.

7-11若某2FSK系箍的再元传轴速享4=2x10”即，发送"I”律号的加举认为"0"符号的频率&为4MH外且发送棍率相等：接收端解谓器输人惜号的峰值振幅。=的P明棺道知性商新白臊声的单边功率做密度nD=fiX15“对小胃口试求；, ,0)2FSK信号的第一零点带宽：(2)非相干接收时，系统的误码率；Q)相于接收时，系跣的设码率口解⑴2隋髭信号的第一零点带资为B^k I4-y；=10.4-104-2x2=4・4(MHss)(2)接收机采用上F函个支路的结构形式，每个支路带通滤波器的带宽等于2A5K的带宽，即月=2%=2乂2乂1(?=4(MHh)此时接收出捕人端噪声方差为比二=6x1/口k4x10°=2,4x⑷一"(珊)输入端信糜比为__a__(如一1M* …r「一况=2Xi.4x1O-41 33非相干接收时系统的课鸡率为=犷=矛一四=犷=矛一四=3X10(3)相干接收时的误码率为产「='—erf'c916设输入抽样器的信号为门函瓢0(。，宽度=三匍池,若忽略温凝谙第10个零点以外的频率分就，试求最小抽样频率:解门函数的频谱函数为C（/）N工号“可工）它的第一个零点城率/二1后二50£盯其余零点之间的何隔为1/T,所以第10个零点的位逡4=10/,=500Hz.忽咯第10个零点外的飘率分量后,最小抽样捌率为R=2fm=1皿。取¥-9采用13折线，1律编码,设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲娼为十635的位：（1）就求此时^码器输出码组，井计算量北>误差：（2）写出对疵于假7位码（不包括根性码）的均均屋化】［位码q（枭用自然二进制码】解（0已知抽样脉冲葩<=+635=5124-3X32+27它位于第7段序号为3的母化级,因此输出四组的白句啊〜々/勺%-IL10C011曾化谀差为2九m对应的H位均匀量化码为oiooiimooo9-1Q罪用13折线4律编码总路，设接收揣收到的码组为“UlWQOll"、最小斑化间隔为］个量化单位，井已知段内图改用折叠二进码；（15试问译码器输出为多少量化单位；⑵试写田对应于俄7位码（不包括极性码》的均句盘化11也为解（1）接收却收到的码组，i%%。46%£产1=口IDIOOIJ由J=口知，借号为负明由段落码/的J=101知/苜号排值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16：由段内玛=。口!1（采用折叠码）可知，信,号样值位于箫6段的第5级（序号力耳），故译碣骷他出为h=-(15fi+4xl64^jt-328m均为珏化11位码为0CHO1OWOO&9-13对L0路带宽均为300Hz~340OEG的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率^8000Hz,抽样后进行8级盘化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为T的矩形脉冲，且占空比力lo试求传输此时分发用PCM信号所需的东奎斯特基带带宽。解由抽样频率/>肽出,可知抽样间隔『十念⑸对10路信号进行时分发用，每路占用时间为K=忐=嬴⑸又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码,每位码元占用时间为工—[ 1 ()；b=T=3xSOOOO,240000⑸因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉中宽度T=T>=忌5⑸故传输此时分品用PCM信号所需的奈至斯特基带带宽为.B二工=120(kH4)11-S世有一个码长力=15的深明吗.就向其监喈位r位读等于笫少’（其码率等于务少？试同出其墨酱码元和信息码元之码的关系。®汉明码是纠正［位错谋的线性分组假口若网长为n,信息便数为上则监熔位数「匚”一心如累箱里用r个监督假构造出r个监督美系式来指示一位错鸟的凡种可能位暨，则要求，2°-1力？尼或2「恐小食「十1对于"15的双明码，要求犷-IRS,即立4g也常需童广越小越好，这里取「NRI曲率为k 曰一『11R J1 15因为监督位「工4，所以有4个曲督关爰式.现用$@岛局痴4个监督关系式中的校正子।则可假设校•^于mx、s*的值与错码位置的对■座关拿如下「S|S±品§4蜡科位强写11$35]也09015口1QQJj*t aoia«iIO1D50I4X)IOI1口和1QDQIID0flLI00l£山1血田2 0101吗1110加1口[J]]। “L Dili d?根据瓦丹、为，品的值与错碣也理的对痛关系，可得到1sl-cs454aP+%十口”+«n+th】+四”3町—十。J十＜3口+#勺］/口|」;叫＞＞%*tSj=c?l；4"，#省+Rjj*d|4"也？4段IQ事我口书/*Sd==44%+%+邪，+%*”2+%**叼&令5岛％5尸。烟,可解得监督码元和信嘉码元之间的关系：■,\口上’="+%中任此十%|十 ’卜013十%』.l 『==3}% %4叼e+'ais+a*+&mJ।

,■a（1=为+g.4ffj£&口+。I。+d|）+nyq■4%q■4%+aT+ *ctai!+an11-12已知一个仃R）循环码的监督关系式为与通/您三@XI=0%㊉色&X1日•冲=0%①须-0*J®S*®x0=0试求该楣环吗的监督矩阵和生成矩降口解由监督美发式,可糊监但矩阵rloon10-11„oioaii