通信原理复习提纲

通信原理复习提纲第1章绪论1、通信：信息的传输与交换，用“电”来传递“信息”的方式简称通信2、通信系统模型：模拟通信系统A点i)N(o)N(B点数字通信系统3、信系统的分类：模拟基带传输系统模拟通信系统模拟调制传输系统通信系统数字基带传输系统数字通信系统数字调制传输系统模拟通信：信道中传输的是模拟信号。

数字通信：信道中传输的是数字信号。

（通信的其他分类方式见教材）4、通信方式分类：单工通信、半双工同时、全双工通信5、性能指标有效性-----传输信息的速度。

可靠性-----传输信息的质量。

（1）．模拟通信有效性：用有效传输带宽表征传输信息的速度，B越小，有效性越好可靠性：用接受端输出信噪比来量度，S/N越大，可靠性越好（2）．数字通信①传输速率（系统有效性）a 、码元速率R s ：每秒钟传输的码元数，单位波特band ，R s 也称波特率b 、信息速率R b :单位时间传输的信息量，单位bit/s ，R b 称比特率 一个二进制码元的信息量1bit 一个M 进制码元的信息量M 2log bit R b =Rs M 2log （bit/s ） R S=MRs2log （band ）c 、频带利用率：单位频带能传输的信息速率 ηb =BR b单位bit/s.Hz ②差错率（系统可靠性）误比特率P b =传输总码元（比特）数错误码元（比特）数 （误信率）误码元率P s =信息量）传输总码元数（传输总量）错误码元数（错误信息 （误码率） 第2章 模拟线性调制线性调制的特点：已调信号的频谱结构正比于基带信号频谱结构，仅仅是频谱位置的线性搬移。

一、 常规调幅（AM ）1、 调制时域表达式：s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ]频域表达式：[])]()([21)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+++-=F F A S AM 带宽： W f B H AM 22== 基带信号最高频的2倍 输入功率： f c AMP P t f A P +=+=2)(222调制效率：)()()(2121)(2122022202t f A t f t f A t f P P P fc f AM+=+=+=η 对单频余弦f(t)：2/)(22m A t f =2222222AMAMmmAM AAAββη+=+=满调幅1=AMβ。

则31=AMη效率低，主要是载波功率大，又不携带信息所至。

2、解调(1)、相干解调原理：ttfttsccDSBωω2cos)(cos)(=•ttftfcω2cos)(21)(21+=低通滤波后得：)(21)(tftsd=（2）、非相干解调原理：包络检波、平方律检波（必须有载波分量才能解调）二、抑制载波的双边带调幅(DSB-SC)1、调制时域表达式: ttftscDSBωcos)()(=频域表达式: )(21)(21)(ωωωωω++-=FFSDSB效率1=DSBη高(抑制了载波)带宽：WfBHDSB22==2、解调：只能相干解调，不能用包络检波解调三、单边带调制（SSB）1、产生：（1）滤波法形成单边带信号一级滤波法)()()(ωωωHSSDSBSSB=规一化值cff∆=α要求不低于310-多级滤波法（2）用相移法实现单边带信号ttfttftsccUSBωωsin)(ˆ21cos)(21)(-=ttfttftsccLSBωωsin)(ˆ21cos)(21)(+=2、单边带信号的解调由于单边带信号抑制了载波，故必须用相干解调法 四、残留边带调制(VSB)1、产生 常用滤波法(抑制了载波)频域表达式)]()()[(21)(C C VSB VSB F F H S ωωωωωω++-=时域表达式)(*)()(t h t s t s USB DSB VSB =2、解调 VSB 抑制了载波,故要用相干解调 五、线性调制系统的抗噪声性能噪声只对已调信号的接收产生影响，故对通信系统的抗噪声性能研究，可只考虑解调器的抗噪声性能。

1、分析模型t t c C d ωcos )(=)()()()(t n t s t n t s i i i +=+2、双边带调制相干解调的抗噪声性能输出信噪比 W n t f E N S 02002)]([= 输入信噪比 Wn t f E N S i i 024)]([=信噪比增益 200==ii DSB N S N S G3、单边带调制相干解调的抗噪声性能[]W n t f E N S 02004)(=[]W n t f E N S i i 024)(= 100==iiSSB N S N S G 必须注意：2=DSB G ，而1=SSB G ，并不能说明双边带调制抗噪声性能优于单边带调制。

因为上述讨论中双边带的平均功率是单边带信号的2倍。

如果在i S 、o n 、W 都在相同的条件下比较，二者信噪比相等。

4、常规调幅包络检波的抗噪声性能包络检波一般模型S大信噪比情况输入信噪比W n t f E A N S i i 02204)]([+= 输出信噪比 ()[]Wn t f E N S o O O 22=信噪比增益 ()[]()[]t f E A t fE G O AM 2222+=上式说明 AM G 与直流分量O A 有关，AM G 随O A 减小而增加，但对常规调幅来说为了不发生过调幅[]max )(t f A O ≥故总有AM G 1π，解调后信噪比恶化。

对10000的调制))((max t f A O =，[]2)(2OA t f E =。

则最大信噪比增益 32=AM G 小信噪比情况：)(t f 与噪声分不开，调制信号已被噪声干扰，无法解调 第3章 模拟角调制调频 FM角 调 制（非线性调制）调相 PM 一、角调制的基本概念 １． PM ：[])(cos )(t f K t A t s PM C PM +=ω （PM K 为移相常数）瞬时相位)()(t f K t t PM C +=ωθ 瞬时频率dtt df K dt t d t PM C )()()(+==ωθω 单频余弦波调制的PM t A t f m m ωcos )(=t A k t A t s m m PM c PM ωωcos cos[)(+=]]cos cos[t t A m PM c ωβω+=调相指数 m PM PM A k =β ２． FM ])(cos[)(dt t f k t A t s FMc FM ⎰+=ω （FMK为频偏常数）瞬时频率 )()(t f K t FM C +=ωω 瞬时相位 ⎰⎰+==dt t f K t dt t t FM C)()()(ωωθt A t f m m ωcos)(=单频余调制的FMdt t A k t A t s m m FM c FM ⎰+=ωωcos cos[)(] ]sin cos[t t A m FM c ωβω+=m mmmFM FM f f A k max max∆=∆==ωωωβ 调频指数 π2max m FM Ak f =∆ 最大偏频 二、窄带角调制窄带角调制条件：调频或调相引起的瞬时相位偏移远小于30度NBFM ： 6)(maxπ〈〈⎰dtt f k FMNBPM ： 6)(max π〈〈t f k PM1、 窄带调频（NBFM ）⎰-≈t dt t f Ak t A t s c FM c FM NB ωωsin ])([cos )(⎥⎦⎤⎢⎣⎡++---+++-=c c c c FM c c NBFM F F Ak c A S ωωωωωωωωωωδωωδπω)()(2)]()([)(单频调制情况()()[]t t k AA t A t s m c m c mFMm c NBFM ωωωωωω--++=cos cos 2cos )(2．窄带调相。

)](cos[)(t Af k t A t s PM c NBPM +=ωt t f Ak t A c PM c ωωsin )(cos -≈[])]()(2)]()([)(c c PMc c NBPM F F jAk A S ωωωωωωδωωδπω+--+++-= 也与常规调幅相似，且带宽相等。

三、宽带调频1、单频信号的宽带调频。

调制信号 t A t f m m ωcos )(=时域表达式 ()t t A t s m FM c FM ωβωsin cos )(+==)sin sin(sin )sin cos(cos t t A t t A m FM c m FM c ωβωωβω-t n J A m c FM n n )cos()(ωωβ+=∑∞-∞=频域表达式 ()()[]m c m c FM n nFM n n JAS ωωωδωωωδβπω+++--=∑∞-∞=)()(带宽：卡森公式)(2)1(2max f f f m m FM FM ∆+=+=ββm f ---- 调制信号最高频，m ax f ∆----- 最大频偏功率分配 总功率：f c FMP P P +== 22A 载波功率 )(222FM c J A P βο=边带功率 )(22212FM n f J A P βο∑∞=⨯=四、宽带调相1、宽带调相信号表达式 调制信号t A t f m m ωcos )(=调相信号]cos cos[)(t A k t A t s m m PM c PM ωω+=])cos cos(t t A m PM c ωβω+=m PM PM A k =β 最大角频偏 m PM ωβω=∆max2、信号频带宽度 m PM PM f B )1(2+=β随调制信号频率变化，不利于充分利用信道频带。

五、调频信号的产生与解调1、产生（1）直接调频法----用调制信号改变电抗元件参数，进而改变振荡器频率（2）倍频法----先产生NBFM 信号。

然后倍频和混频成WBFM 信号2、调频信号的解调（1）非相干解调----适用窄带和宽带调频信号解调 具有线性频率／电压转换关系的鉴频器 （2）相干解调----适应对NBFM 信号解调 六、调频系统的抗噪声性能1、 非相干解调的抗噪声性能输入信噪比 FMi i B N A N S 022=输出信噪比 mm f n A t f t f E f f N S 02max 222max 002)()([)(3⋅∆= 信噪比增益 )()()]([)(3max 222max 00mFMm i i FMf B t f t f E f f N S N S G ∆==在单频调制时 )1(32FM FMFM G ββ+=门限效应——当输入信噪比下降到一定程度时，输出信噪比急剧恶化。

2、相干解调的抗噪音声性能（只适合窄带调频信号）窄带调频信号输入、输出信噪比m o NBFM o i i f n A B n A N S 22222== 322228)]([3mo FM o o f n t f E k A N S π= 信噪比增益m FM i i o o NBFMf t f E k N S N S G 22222)]([3π==max 222max )()]([)(6t f t f E f f m ∆= 单频调制时21)()]([max22=t f t f E ，m FM f f max ∆=β，常取101=FM β 则3.0≤NBFM G结论：NBFM 相干解调比WBFM 非相干解调信噪比增益低得多。