2022年通信原理重点知识总结.docx
《2022年通信原理重点知识总结.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年通信原理重点知识总结.docx(45页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章绪论1、通信的目的:传递消息中所包含的 信息 ;2、信息:是消息中包含的 有效内容3、模拟信号信号的参量取值是 连续不行数、无穷多的抽样信号未量化仍为模拟信号数字信号信号的参量取值是 可数的有限的4、依据信道中传输的是模拟信号仍是数字信号,相应地把通信系统分为 模拟通信系统 和 数字通信系统 ;依据传输媒介、通信系统可分为 有线通信系统 和无线通信系统5、模拟消息 原始电信号 基带信号 ;基带信号 已调制信号 带通信号 6、数字通信系统模型信信加信数信 道数信解信受源道字字道源息信编密编调解译密译源者码码制调码码噪声源信源编码与译码目的:
2、提高信息传输的有效性完成模/ 数转换PSK 、相对差信道编码与译码目的:增强抗干扰才能,提高牢靠性基本的数字调控方式有振幅键控 ASK、频移键控 FSK 、肯定相移键控分相移键控 DPSK 按同步的公用不同,分为 载波同步、位同步、群帧同步、网同步7、数字通信的特点优点抗干扰才能强,且噪声不积存传输过失可控便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、储备;便于将来自不同信源的信号综合到一起传输易于集成,使通信设备微型化,重量轻易于加密处理,且保密性好缺点:需要较大的传输带宽对同步要求高8、按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用按信号特点分类:模拟通信系统和数字通信系统按传输媒
3、介分类:有线通信系统和无线通信系统频分复用 是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范畴;时分复用 是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间;码分复用 是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号;9、单工、半双工和全双工通信单工通信 :消息只能单方向传输的工作方式半双工通信 :通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式全双工通信 :通信双方可同时进行收发消息的工作方名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10、信息及其度量Px表示信息发生的概率,Iloga1logaPxP x I 表信息中所含的信息量上式中对数的
4、底:假设 a = 2 ,信息量的单位称为比特 bit ,可简记为 b假设 a = e,信息量的单位称为奈特 nat,假设 a = 10,信息量的单位称为哈特莱 Hartley ;通常广泛使用的单位为比特,这时有【例 1】Ilog21log2P x 0”或“1”,就信源每个输出的P x 设一个二进制离散信源,以相等的概率发送数字“信息含量为I0 I1 log211log221bM 进制波/2在工程应用中,习惯把一个二进制码元称作1 比特;假设有 M 个等概率波形P = 1/M ,且每一个波形的显现是独立的,就传送形之一的信息量为Ilog21log211klog2Mb P/M假设 M 是 2 的整
5、幂次,即M = 2k,就有 Ilog 2k当 M = 4 时,即 4 进制波形, I = 2 比特,当 M = 8 时,即 8 进制波形, I = 3 比特;【例 2】对于 非等概率 情形设:一个离散信源是由M 个符号组成的集合,其中每个符号xi i = 1, 2, 3, 按肯定 , M的概率 Pxi独立显现,即就 x1 , x2, x 1,x 2,x M,且有 iMi1P xP x 1,P x 2,P x M1x3, , xM 所包含的信息量分别为, ,log2P x Mlog2P x 1,log2P x 2于是,每个符号所含平均信息量为H x P x 1 log 2P x 1P x 2 l
6、og 2P x 2P x M log2P x MM2P x i 比特 符号)1.4 6i1P x log由于 Hx同热力学中的熵形式相像,故称它为信息源的熵名师归纳总结 【例 3】 一离散信源由 “ 0”,“1” ,“ 2” ,“ 3” 四个符号组成, 它们显现的概率分别为3/8,1/4,第 2 页,共 30 页1/4 , 1/8 , 且 每 个 符 号 的 出 现 都 是 独 立 的 ; 试 求 某 消 息2022202202230 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 012032101003210100231020020223120321001202
7、20 的信息量;【解】此消息中, “ 0”显现 23 次,“ 1” 显现 14 次,“ 2” 显现 13 次,“ 3” 显现 7 次,共有 57 个 符号,故该消息的信息量I23log28/314log2413log247log28108b每个符号的算术平均信息量为II1081. 89 比特/符号)符号数57假设用熵的概念来运算:H3log231log211log211log2188444488.1 906(比特 /符号)就该消息的信息量I571 . 906108 . 64b 前一种按算数平均的方法,以上两种结果略有差异的缘由在于,它们平均处理方法不同;结果可能存在误差;这种误差将随着消息序列
8、中符号数的增加而减小;当消息序列较长时,用熵的概念运算更为便利;11、通信系统主要性能指标 通信系统的主要性能指标:有效性和牢靠性 有效性 :指传输肯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;牢靠性 :指接收信息的 12、模拟通信系统:精确程度 ,也就是传输的“ 质量” 问题;有效性:可用 有效传输频带 来度量;牢靠性:可用 接收端最终输出信噪比来度量;13、数字通信系统 有效性:用 传输速率和频带利用率 来衡量;1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,简记为 B;RB1B式中 T 码元的连续时间秒/T2信息
9、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,简记为b/s ,或 bps ;简称传信率、比特率码元速率和信息速率的关系R bR Blog 2 Mb/s 或R BR bB log 2 M对于二进制数字信号:M = 2,码元速率和信息速率在数量上相等;对于多进制, 例如在八进制 M = 8中,假设码元速率为1200 B,就信息速率为3600 b/s;3频带利用率 :定义为单位带宽1 赫兹内的传输速率,即名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 或RB B/HzBbRbb/sHzB牢靠性:用 过失率 来衡
10、量,过失率常用1误码率 Pe 误码率 和误信率 表示;P e错误码元数 传输总码元数2误信率 又称误比特率P b错误比特数 传输总比特数在二进制中有P b P e其次章确知信号1、确知信号 :是指其取值在任何时间都是确定的可预知的信号2、确知信号的类型依据周期性: 周期信号 非周期信号依据能量是否有限:能量信号 功率信号假设信号 st的能量等于一个有限正直,且平均功率为零,就称st为能量有限信号,简称 能量信号 ,其特点: 信号的振幅和连续时间均有限,非周期性;st 为功率有限信假设信号 st的平均功率等于一个有限正值,且能量为无穷大,就称号,简称 功率信号 ,其特点: 信号的连续时间无限;第
11、三章随机过程1、通信系统中常见的热噪声近似为白噪声,且热噪声的取值恰好听从高斯分布;2、白噪声 n t 定义:功率谱密度在全部频率上均为常数的噪声,即Pnf0nf 双边功率谱密度2或式中Pnfn00f 单边功率谱密度n0 正常数第四章信道1、依据媒质的不同,信道可以分为两大类:无线信道 和有线信道;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、依据难距离、频率和位置的不同,电磁波的传播主要分为 波和视线传播三种;视线传播:频率 30 MHz 距离 : 和天线高度有关hD2D24.1 3 km;8r50式中, D 收发天线间
12、距离例 假设要求 D = 50 km ,就由式 4.1-3 hD2D250250m8 r5050地波、天波电离层反射3、多径效应 :信号经过几条路径到达接收端,而且每条路径的长度时延和衰减都随时间而变,即存在多径传播现象;多径传播对信号的影响称为多径效应;4、信号包络因传播有了起伏的现象成为 衰落 ;多径效应引起的衰落成为 快衰落 ,由季节天气引起的衰落成为 慢衰落;5、衰落和频率相关,称其为 频率挑选性衰落,将1/ HZ称为次两条路径的 相关带宽;6、为使信号基本不受多径传播的影响,要求信号的带宽小于多径信道的相关带宽1/ m;7、连续信道容量1可以证明C tBlog21S / N式中 Ct
13、 信道的容量S 信号平均功率W;N 噪声功率 W;B 带宽 Hz;设噪声单边功率谱密度为n0,就 N = n0B; / S 及噪声功率谱密度n0 三个故上式可以改写成:C tBlog21Sn B由上式可见,连续信道的容量Ct 和信道带宽B、信号功率因素有关;2当 S 或 N , S/N , Ct名师归纳总结 当 S,或 n0 0 时 S/N,Ct;log21SSlog21x1/x第 5 页,共 30 页B ,Ct 但是,当B 时, Ct将趋向何值?令: x = S / n0B,上式可以改写为:C tSBn 0n 0Sn Bn 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -
14、 - - 利用关系式limln1 x 0x1/ x1log2alog2elna上式变为lim BC tlim x 0Slog 1x 1/xSlog2e1.44Sn 0n0n0上式说明, 当给定 S / n0 时,假设带宽 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;这是由于当带宽 B 增大时,噪声功率也随之增大;3Ct 和带宽 B 的关系曲线:C tBlog21S / n B上式仍可以改写成如下形式:式中C tBlog21SBlog21E b/T bBlog 21E bn Bn Bn 0Eb 每比特能量;Tb = 1/B 每比特连续时间;上式说明, 为了得到给
15、定的信道容量 Ct,可以增大带宽 B 以换取 Eb 的减小;另一方面,在接收功率受限的情形下,由于 Eb = STb ,可以增大 Tb 以减小 S来保持 Eb 和 Ct 不变;【例 4.6.2】已知黑白电视图像信号每帧有 30 万个像素;每个像素有 8 个亮度电平;各电平独立地以等概率显现;图像每秒发送 25 帧;假设要求接收图像信噪比到达 30dB,试求所需传输带宽;【解】由于每个像素独立地以等概率取8 个亮度电平,故每个像素的信息量为I p = -log21/ 8 = 3 b/pix 4.6-18 并且每帧图像的信息量为IF = 300,000 3 = 900,000 b/F 4.6-19
16、 由于每秒传输 25 帧图像,所以要求传输速率为Rb = 900,000 25 = 22,500,000 = 22.5 106 b/s 4.6-20 信道的容量 Ct必需不小于此 Rb 值;将上述数值代入式:C t B log 2 1 S N得到 22.5 106 = B log 2 1 + 1000 9.97 B最终得出所需带宽B = 22.5 106 / 9.97 2.26 MHz 第 5 章 模拟调制系统1 基本概念调制 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程;广义调制 分为 基带调制 和带通调制也称载波调制;狭义调制 仅指带通调制;在无线通信和其他大多数场合,调制一词均指载波调制
17、;调制信号 指来自信源的基带信号载波调制 用调制信号去掌握载波的参数的过程,使载波的某一个或某几个参数依据调制信号的规律而变化;名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 载波 未受调制的周期性振荡信号,它可以是正弦波,也可以是非正弦波;已调信号 载波受调制后称为已调信号;解调检波 调制的逆过程,其作用是将已调信号中的调制信号复原出来;2、调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率;把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道利用率;扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落才能,仍可实现传输带宽与信噪比之间
18、的互换;3、调制方式 模拟调制 数字调制 常见的模拟调制 幅度调制:调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制:频率调制、相位调制在频谱结构上,幅度调制的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简洁搬移 精确到常数因 子;由于这种搬移是线性的,因此,幅度调制通常又称为线性调制;调幅时域表达式 s AM A 0 m t cos c t A 0 cos c t m t cos c t双边带调制时域表达式 s DSB t m t cos c t单边带调制时域表达式 s SSB t 1 A m cos m t cos c t 1 A m sin m t sin c t 2 2 式中,“ ” 表示上边带信号,“
19、+”表示下边带信号;mt 相移 /2 的结果;把这一相移 希尔伯特变换:上式中 Am sin mt 可以看作是 Am cos 过程称为 希尔伯特变换 ,记为“ ”,就有A m c o. s m t A m sin m t这样,上式可以改写为s SSB 1A mcosm tcosc t1A mcosmtsinct22把上式推广到一般情形,就得到残留边带滤波器的特性:s SSB t1m tcosc t1m tsinc t特性 , 相干解调时才能22H 在c 处必需具有 互补对称奇对称无失真地从残留边带信号中复原所需的调制信号;相干解调器原理:为了无失真地复原原基带信号,接收端必需供应一个与接收的已
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 通信 原理 重点 知识 总结
限制150内