南京工程学院通信原理期末总复习提要

1、1,通信原理,总复习,2,总复习,本次考试题型 一、填空题（本题10空 ,每空1分,共10分 ） 二、单项选择题（共10小题，每小题1分共10分） 三、是非题（共10小题，每小题1分共10分 ） 四、简答题(本题2小题,每小题5分，共10分 ) 五、作图题（本题2小题,每小题5分，共10分 ） 六、计算题（本题5小题,每小题10分，共50分 ）,3,总复习,第1章 数字通信系统基本模型,4,总复习,第1章 信息及其度量 信息量 平均信息量 通信系统主要性能指标 有效性 模拟通信系统有效传输频带 数字通信系统传输速率、频带利用率 可靠性 模拟通信系统接收端最终输出信噪比 数字通信系统差错率（误码

2、率or误比特率）,5,总复习,第1章 传输速率 码元传输速率 信息传输速率 等概传输时， 频带利用率 差错率 误码率,6,总复习,第1章 例题 第9页例6，例10,7,总复习,第2章 随机过程的基本概念 定义 分布函数和概论密度函数 数字特征 平稳随机过程 严平稳和宽平稳 各态历经性（时间平均代替统计平均） 频谱特性 （维纳-辛钦关系）,8,总复习,第2章 高斯过程 如果随机过程 (t)的任意n维（n =1,2,.）分布均服从正态分布，则称它为正态过程或高斯过程。 高斯过程的n维分布只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。 广义平稳的高斯过程也是严平稳的。 如果高斯过程在不同时刻的取值是

3、不相关的，那么它们也是统计独立的。 高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高斯过程。,9,总复习,第2章 平稳随机过程通过线性系统 窄带随机过程 一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t) ，它的同相分量c(t)和正交分量s(t)同样是平稳高斯过程，而且均值为零，方差也相同。此外，在同一时刻上得到的c和s是互不相关的或统计独立的。 一个均值为零，方差为2的窄带平稳高斯过程(t)，其包络a(t)的一维分布是瑞利分布，相位(t)的一维分布是均匀分布，并且就一维分布而言， a(t)与(t)是统计独立的 ，即有,10,总复习,第2章 高斯白噪声和带限白噪声 白噪声n (t) 习题 P22页例1，例2（即书P4

4、5页2-1,2-2）,双边,单边,11,总复习,第3章信 道 信道的定义和分类 广义信道 调制信道 编码信道,12,总复习,第3章信 道 信道的数学模型 调制信道数学模型 编码信道模型,13,总复习,第3章信 道 信道特性对信号传输的影响 恒参信道 幅频失真 相频失真 随参信道 多径效应（快衰落 ） 频率选择性衰落 相关带宽 信道中的噪声 噪声等效带宽,14,总复习,第3章信 道 连续信道容量 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。 当给定S / n0时，若带宽B趋于无穷大，信道容量不会趋于无限大，而只是S / n0的1.44倍。 习题：40页例12,13

5、,15,总复习,第4章模拟调制系统 概述 调制目的 调制定义 调制分类 幅度调制 调幅（AM）,16,总复习,第4章模拟调制系统 幅度调制 调幅（AM）,17,总复习,第4章模拟调制系统 幅度调制 双边带调制（DSB）,18,总复习,第4章模拟调制系统 幅度调制 双边带调制（DSB）,19,总复习,第4章模拟调制系统 幅度调制 单边带调制（SSB）,20,总复习,第4章模拟调制系统 幅度调制 残留边带（VSB）调制,21,总复习,第4章模拟调制系统 相干解调与包络检波 相干解调,需要载波同步，适用于所有线性调制,22,总复习,第4章模拟调制系统 相干解调与包络检波 包络检波,不需要载波同步，只

6、适用于AM,23,总复习,第4章模拟调制系统 线性调制系统的抗噪声性能 DSB调制系统,24,总复习,第4章模拟调制系统 线性调制系统的抗噪声性能 DSB调制系统 制度增益 DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。,25,总复习,第4章模拟调制系统 线性调制系统的抗噪声性能 SSB调制系统,26,总复习,第4章模拟调制系统 线性调制系统的抗噪声性能 SSB调制系统制度增益,在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以相干解调过程中， 信号和噪声中的正交分量均被抑制掉，故信噪比没有改善。,27,总复习,第4章模拟调制系统 非线性调制（角度调

7、制） 调频信号的带宽（卡森（Carson）公式） 调频信号的功率分配 调频信号的平均功率等于未调载波的平均功率，即调制后总的功率不变，只是将原来载波功率中的一部分分配给每个边频分量。,28,总复习,第4章模拟调制系统 非线性调制（角度调制） 窄带调频（NBFM）与宽带调频 阿姆斯特朗（Armstrong）法 相干解调仅适用于NBFM信号 频分复用(FDM) 习题：55页例1，例4,29,总复习,第5章模拟信号的数字化 数字化3步骤：抽样、量化和编码,30,总复习,第5章模拟信号的数字化 低通模拟信号的抽样定理 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。,3

8、1,总复习,第5章模拟信号的数字化 带通模拟信号的抽样定理 抽样信号的量化 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。 非均匀量化：改善小信号时的信号量噪比 脉冲编码调制 折叠码的优点:对于小信号有利。由于语音信号小电压出现的概率较大，所以折叠码有利于减小语音信号的平均量化噪声。,32,总复习,第5章模拟信号的数字化 带通模拟信号的抽样定理 抽样信号的量化 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。 非均匀量化：改善小信号时的信号量噪比 脉冲编码调制 折叠码的优点:对于小信号有利。由于语音信号小电压出现的概率较大，所以折叠码有利于减小语音信号的平均量化噪声。,33,总复

9、习,第5章模拟信号的数字化 预测编码 差分脉冲编码调制（DPCM） 增量调制 一般量化噪声与过载量化噪声 增大fs,34,总复习,第5章模拟信号的数字化 时分复用,35,总复习,第5章模拟信号的数字化 E体系的一次群结构,36,总复习,第5章模拟信号的数字化 例题：129页例10,37,总复习,第6章数字基带传输系统 几种基本的基带信号波形,38,总复习,第6章数字基带传输系统 单极性归零波形和单极性不归零波形的频谱,时钟分量,39,总复习,第6章数字基带传输系统 双极性归零波形和双极性不归零波形的频谱,40,总复习,第6章数字基带传输系统 基带传输的常用码型 选择原则 不含直流，且低频分量尽

10、量少； 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； 功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带； 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； 具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。 编译码简单，以降低通信延时和成本。,41,总复习,第6章数字基带传输系统 基带传输的常用码型 AMI码：传号交替反转码 HDB3码：3阶高密度双极性码 编码规则： （1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替； （2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲

11、，而B称为调节脉冲； （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称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；,42,总复习,第6章数字基带传输系统 HDB3码：3阶高密度双极性码 编码规则： （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。 例： 消息码： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 l 1 AMI码： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 HDB码： -1 0

12、 0 0 V +1 0 0 0 +V -1 +1-B 0 0 V +B 0 0 +V -l +1 其中的V脉冲和B脉冲与1脉冲波形相同，用V或B符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。,43,总复习,第6章数字基带传输系统 码间串扰 消除码间串扰的基本思想,44,总复习,第6章数字基带传输系统 码间串扰 无码间串扰的时域条件 无码间串扰的频域条件（奈奎斯特(Nyquist)第一准则）,45,总复习,第6章数字基带传输系统 码间串扰：奈奎斯特(Nyquist)第一准则 频域条件的物理意义 将H()在 轴上以2/Ts为间隔切开，然后分段沿轴平移到(-/Ts, /Ts)区间

13、内，将它们进行叠加，其结果应当为一常数（不必一定是Ts ）。 这一过程可以归述为：一个实际的H()特性若能等效成一个理想（矩形）低通滤波器，则可实现无码间串扰。,46,总复习,第6章数字基带传输系统 眼图模型,47,总复习,第6章数字基带传输系统 部分响应系统 人为地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性、使频带利用率提高到理论最大值、并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。,48,总复习,第6章数字基带传输系统 部分响应系统 带来差错传播，采用预编码技术解决。 “预编码相关编码模2判决”过程。,49,总复习,第6章数字基带传输系统 时域均

14、衡 直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。 例题 76页例5。,50,总复习,第7章数字带通传输系统 二进制振幅键控(2ASK）,51,总复习,第7章数字带通传输系统 二进制振幅键控(2ASK）,52,总复习,第7章数字带通传输系统 二进制振幅键控(2ASK）,53,总复习,非相干解调过程的时间波形,54,总复习,第7章数字带通传输系统 2FSK信号的产生方法 采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。 采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。,55,总复习,第7章数字带通传输系统 非相干解调,56,总复习,第7章数字带通传输系统 2PSK 在2PSK中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为 式中，n表示第n个符号的绝对相位： 因此，上式可以改写为,57,总复习,2PSK信号的调制器原理方框图 模拟调制的方法 键控法,58,总复习,2PSK信号的解调器原理方框图和波形图：,59,总复习,二进制差分相移键控（2DPSK） 2DPSK原理 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。 假设为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与 之间的关系为,60,总复习,相应的2DPSK信号的波形如下： 由此例可知，对