通信原理复习提纲--修正加强版Ver2.0

通信原理总结第1章：绪论1、模拟通信模型和数字通信模型2、主要性能指标：模拟通信系统的有效性可用信号的带宽来度量，可靠性可用信号的信噪比来度量，数字信号的有效性可用信号的传信率来度量，可靠性可用信号的差错率来度量（1）带宽（2）信噪比（3）传输速率：码元传输速率R B、信息传输速率R b、频带利用率η及其相互关系（4）差错率：误码率Pe、误信率P b3、信道：（1）信道模型（2）恒参信道特性（3）随参信道特性a．多径衰落与频率弥散（P18）：与频率相关b．频率选择性衰落和相关带宽（P18）（4）信道容量的概念())/(/1log2sbNSBC+=第2章：信号1、窗函数的变换：2、平稳随机过程定义：统计特性与时间起点无关的随机过程广义平稳随机过程的定义：平均值、方差和自相关函数等与时间起点无关的随机过程。

3、各态历经性的基本含义：―各态历经‖的含义：平稳随机过程的一个实现能够经历此过程的所有状态。

各态历经过程的特点：可用时间平均值代替统计平均值4、自相关函数和功率谱密度的关系，即维纳-辛钦关系5、高斯过程随机过程：高斯过程又称正态随机过程，他是一种普遍存在和十分重要的平稳随机过程6、噪声的概念及其特性（白噪声P40—42图及变换）7、随机过程通过线性系统特性)()()(2ωωωiPHP=8、窄带随机过程（难点注意总体的数学分析方法-----“正交分析法”；信号系统？）P46 定义：设随机过程的频带宽度为∆f ，中心频率为fc 。

若∆f << fc ，则称此随机过程为窄带随机过程。

t t t t t t t a t c s c c c ωξωξϕωξξξsin )(cos )()](cos[)()(0-=+=)(0t ξ、)(t c ξ和)(t s ξ具有相同的平均功率和方差9、白噪声的平均功率为无穷大第3章：模拟调制系统 调制的目的：频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号 提高抗干扰性和传输效率1、线性调制：m(t)——M(f) m(t)Acosw 0t ——S ’(f)S ’(f) =A/2*[M(f-f 0)+M(f+f 0)]2、振幅调制（AM ）：（1）双边带振幅调制（DSB ）（2）单边带振幅调制（SSB ）（见书）（上图第二步红绿色标错了）3、非线性调制：相位调制与频率调制（书P66）4、已调信号的带宽角频率最大偏移：△w=k f调制指数：m f=△f/f m=△w/w m=k f/w m近似带宽：B=2(△w+w m)注意：调制解调的信号的频谱搬移注意：FM，定义及间接定义和AM，FM，PM图形表述注意：定义，数学表达方式，框图；框图的数学分析说明问题。

注意：单边与双边功率谱密度；第4章：模拟信号的数字传输Array 1、理想抽样定理恢复原信号的条件：抽样频率大于等于最高频率的两倍频域于时域特征（P72图及其数学公式）低通（f=2B）与带通（f=2B+2KB/n）的特点2、量化的概念及量化噪声3、均匀量化和非均匀量化△v=（b-a）/M量化输出电平和量化前信号的抽样值不同，即量化输出电平有误差，这个误差通常称为量化噪声。

平均信号量噪比：S/Nq=M24、非均匀量化的实现A 律13折特性，编码和译码，折叠二进码等5、PCM 特性及其信号的码元速率与带宽 极性码，段落码，段内码（C1~C8） PCM 信号带宽为 B = N f H ，即N = B/fH6、DPCM 的原理及特性在DPCM 中，每个抽样值不是独立地编码，而是先根据前1个抽样值计算出1个预测值，在取当前抽样值和预测值之差做编码用。

7、DM 的原理及特性和实现及与PCM 的比较。

在 DPCM 基础上，当信号的抽样频率提高，相邻抽样之间的相关性增加，差值信号功率减小，编码位数也随之减少。

当仅使用一位编码表示差值时，这一编码方法称为增量调制。

当差值为正时，编码为 1；当差值为负时，编码为 0。

第5章：数字基带传输系统 １、 数字基带信号及其频谱特性（1）信号波形的极性和归零概念、差分波形（用电平的跳变或不变，而不是电平值的高低，分别表示 1 和 0 ） （2）码型：AMI ：用三种取值的信号幅度表示二进制码。

三种幅度的取值分别为：+V ，0，−V 。

0 用 0 电平表示；1 交替地用 +V 和 −V 的半占空比归零码表示。

AMI 的直流分量为零，能量集中在 1/2码元速率处，信号经全波整流后可提取位定时信号。

（书P96）HDB3：连续4个0，第4个0变换成V 码；V 码交替；V 码应与前邻传号码极性相同；若无法保证极性相同，则第1个0变换成 B 码（书P97）（3）脉宽与传码率和带宽的关系。

（4）离散功率谱密度中的直流分量和定时信号概念，直流分量。

2、基带传输的码间串扰概念当传输速率为R B =1/T Baud ，数据传输带宽为W=1/2T Hz ，这时在理论上不存在码间串扰。

2倍带宽速率为传输速率的上限，称为奈奎斯特速率。

R B /W=2 Baud /Hz 3、无码间串扰的基带传输特性（1）奈奎斯特准则、等效理想低通特性、最小传输带宽。

（P103-P104）（2）升余弦滚降及特性 可推导出αη+=12b（3）部分响应系统：实际应用中，采用一种“预编码－相关编码－模2判决”的方法，既无需知道前一码元，也不会出现错误的传播。

P107及图5-694、试验及眼图第6章：数字频带传输系统 1、二进制数字调制与解调原理2ASK, 2FSK, 2PSK ，2DPSK 带宽、功率谱及误码率 2PSK ，2DPSK 的调制解调原理等。

（书P134,135，139） 2、二进制数字调制系统的性能比较（P143）在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是2PSK ，频带利用率最差的是2FSK3、二进制频带系统的抗噪声性能误码率计算。

P126/例6-1，P133/例6-24、多进制调制的原理第7章：同步1、载波同步的机理了解和方法。

（1）在发送端的发送信号中插入一个专门的导频用于载波同步。

导频时一几个特定频率的未经调制的正弦波。

在接受端提取出导频，利用此导频的频率和相位来决定本地产生的载波频率和相位（2）在接受点设法从有用信号中直接提取出载波，而不需传送专门的导频。

2、位同步的的机理了解和方法。

（1）外同步法：需要在信号中外加包含位定时信息的导频或数据列（2）自同步法：从信息码元序列中提取出位定时信息第8章：数字信号的最佳接收（概念） 1、匹配滤波器作用：滤出有用信号；抑制信号带外噪声。

匹配滤波器的传输特性、冲激响应、输出、最大输出信噪比（P197/8-8-8，8-8-11） 2、确知信号的最佳接收机最常用的“最佳”准则：最大输出信噪比准则，最小差错概率准则 最佳接收——对于给定的数字传输方式，使误码率为最小的接收方法。

相关器形式和匹配滤波器形式的图及实现最佳接收机中各点的波形3、相关接收第9章：多路复用和多址技术1、FDM原理方法：采用SSB调制搬移频谱，以节省频带。

如话路信号（书P208）2、TDM原理书P209相关习题：第一、二章，概念理解、书后习题。

第三章练习例程3-1已知某低频信号)(t f 的频谱)(ωF 图示，今将此信号用滤波法进行两次单边带调制，第一次取下边带，第二次取上边带。

t t f c 30cos )(1=，t t f c 70cos )(2=。

（类似的概念P208FDM ）1． 画出经两次调制后所得到的信号)(t ϕ的频谱图； 2． 画出所用理想滤波器的幅频特性)(1ωH 和)(2ωH ； 3． 画出一个由)(t ϕ恢复)(t f 的框图。

解：1． )(t ϕ的频谱图为2：)(1ωH 和)(2ωH 特性3. 由)(t ϕ恢复)(t f例程3-2：已知某单频调频波的振幅是10V ，瞬时频率为()()6431010cos210z f t t H π=+⨯试求：(1)此调频波的表达式；(2)此调频波的频率偏移、调频指数和频带宽度；(3)调制信号频率提高到310z z H ⨯，则调频波的频偏、调频指数和频带宽度如何变化?解 （1）该调频波的瞬时角频率为()()()6432210210cos210t f t t rad s ωππππ==⨯+⨯⨯ 此时，该调频波的总相位()t θ为()()6321010sin 210tt d t t θωττππ-∞==⨯+⨯⎰因此，调频波的时域表达式()FM s t 为()()()()63cos 10cos 21010sin 210FM s t A t t t V θππ==⨯+⨯（2）根据频率偏移的定义()()43max max10cos 21010f f t tkHz π==⨯=调频指数为43101010f m f m f ===根据教材第87页式（4.3-23），可得该调频波的带宽为 ()()()2210122m B f f kHz ≈+=+=（3）若调制信号频率m f 由310提高到3210⨯，且频率调制时已调波频率偏移与调制信号无关，故这时调制信号的频率偏移仍然是10f kHz =而这时调频指数变为43105210f m f m f ===⨯ 相应调频信号的带宽为()()()2210224m B f f kHz ≈+=+=评注： 由上述结果可知，由于m f f ，带宽主要依赖于最大频偏，所以，虽然调制信号频率m f 增加了一倍，但调频信号的带宽B 变化很小。

书后习题答案：3．6 解：3．7 解：kHzkHz B f kHz kHz B f f kHzf MHz f A t t f FM m FMm m 2010512002200202010)1100(2100101010110,1,1),102cos()(364=⨯+=∴=∴∆=⨯+=∴=⨯⨯=∆===∆=⨯=）（不变由已知ββπ 评注： 由上述结果可知，带宽主要依赖于最大频偏，所以，虽然调制信号频率m f 减小了一倍，但调频信号的带宽B 变化很小。

3．8 某角调波为()()610cos 2110c 00os 200m s t t t ππ=⨯+解 （1）该角调波的瞬时角频率为()6210102000sin 2000t t ωπππ=⨯⨯- 故最大频偏()200010102f kHz ππ=⨯= 调频指数3310101010f m f m f ⨯===kHzB kHz f kHz B kHz f k A t t f f f B A k t A k t f k t A t f PM m PM m PM PM m mm PM PM PMmPMm m PM PM m m 110522010101),102cos()(:)1(2)1(2cos )(cos )(max 4max max=∴==∴==∆==∴=⨯=+∆=+===∆∴=⨯=∆∴=如果由已知 ϕβπϕββϕωϕω而最大相偏()10rad θ= 因为FM 波与PM 波的带宽形式相同，即 ()()2121FM f m PM mB m f B f θ=+=+所以带宽为()()321011022B kHz =+⨯=注意：如果不知调制信号()m t 的形式，所以是无法确定该角调波()m s t 究竟是FM 信号还是PM 信号。