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现代通信原理内容结构复习范文
绪论知识结构图
数字通信系统
模拟通信系统
组成
性能度量
通信方式
分类
重点内容:
本章为通信学科的基础入门知识。
虽然简单,但很重要。
1.名词术语:
码元,码元宽度,传码率,传信率。
误码率,频带利用率。
信息量,平均信息量
注意:
码元宽度用Ts表示。
他只取决于信号的持续时间长度,而与数字信号的波形无关,因此有关系式RB=1/Ts。
2.基本性能度量指标:
有效性。
模拟系统由信号占用带宽,数字系统有频带利用率。
可靠性。
模拟系统为输出信噪比,数字系统为误码率
重点公式:
信息量计算公式,平均信息量计算,传信率与传码率的关系。
信道知识结构图
重要公式
信道容量:
白噪声功率谱密度函数:
高斯噪声的概率密度函数:
相关带宽:
Bc=1/τm
重点内容:
1信道的定义、分类(狭义、广义等)和模型(广义信道)
2随参信道的特点
3随参信道对信号传输的影响
重点公式:
信息容量公式,相关带宽计算,高斯白噪声。
模拟调制系统知识结构图
重点内容:
1、调制的目的、定义和分类
2、AM,DSB,SSB,VSB调制解调原理
系统性能分析,包括各种模拟调制系统的带宽、制度增益、抗噪性能分析,应掌握各类调制方式的计算公式。
3、门限效应
4、AM,DSB,SSB,VSB,FM的性能比较,在三个相同比较条件下,可靠性最好的,有效性最好的,
重点公式:
调制定理:
m(t)cosωct←→1/2[M(ω-ωc)+M(ω+ωc)]
输出信噪比:
输入信噪比:
调制制度增益:
卡森公式,
单频调制时(单音调制),宽带调频信号的时域频域表示,调频指数及频偏的定义和物理意义及计算。
mf=KfAm/ωm=Δωmax/ωm=Δfmax/fm=Δφmax
mf是一个无因次量,它的大小等于调频波与未调载波的最大
瞬时相位偏移量Δφmax,也等于最大频偏与调制信号频率之比。
它与调制信号振幅成正比,因此也称调制深度,与调制信号频率成反比,通常其值大于1。
该指数反映调制的深与浅,也即它反映调频信号的瞬时频率偏离载波的程度。
Δωmax是FM波相对于载波ωc的最大角频偏(峰值角频偏),与之对应的Δfmax称为最大频偏。
Δωmax是衡量信号频率受到调制程度深浅的重要参数。
也是衡量调频信号质量的重要指标,Δωmax=KfAm与Am成正比,与调制信号频率无关,比如常用的调频广播,Δfmax=75kHz,就是重要的指标。
数字基带传输系统内容结构图
重点内容:
1.本章要求掌握数字基带传输系统结构,数字基带信号及其频谱特性,包括数字基带信号的各种类型及它们的特点,基带传输常用的码型。
2.重点理解码间干扰的定义及无码间干扰的基带传输特性,奈奎斯特带宽,学会判断所给的基带传输特性是否满足无码间干扰的要求;
3.余弦滚降特性,滚将系数与频带利用率关系。
4.掌握无码间干扰基带传输系统的抗噪声性能;
重点公式
1.数字基带信号功率谱密度:
2.奈奎斯特第一准则:
时域条件:
频域条件:
(
);W1=1/2Tb
或
3.无码间串扰的基带传输总特性H(ω)之一:
理想低通特性
定义奈奎斯特带宽:
或W1=1/2(RBmax)对于无码干传输速率Rs=1/TsBaud,极限所需的最小带宽是Rs/2Hz,即为理想低通传输特性带宽。
奈氏速率RBmax:
基带系统以奈奎斯特带宽无码干传输的最高传码率为奈氏速率RBmax或记为Rs=1/TsBaud。
只有在奈氏速率RBmax速率或1/n(RBmax)下,才能做到无码间干扰。
最高频带利用率:
此时的最高频带利用率为2Baud/Hz。
若传输的是二进制码元,二进制码元速率Rs与信息速率Rb在数量上相等,二进制码元的信息频带利用率的最大值为2bit/(s·Hz)。
若码元为M元码,则信息频带利用率为2lbMbit/(s·Hz)这是基带系统传输M元码所能达到的最高信息频带利用率。
4.无码间串扰的基带传输总特性基带传输总特性H(ω)之二:
余弦滚降系统
系统采用滚降系数为α的滚降设计后,需额外花费100%×α的带宽,
即所需带宽是(1+α)Rb/2。
此时的频带利用率:
(Baud/Hz)
二元及多元码的信息频带利用率为2lbM/(1+α)(bit/s·Hz)
无码间串扰的基带传输总特性之三余弦滚降系统当滚降系数为1时的升余弦滚降系统
5.无码间干扰基带传输系统的抗噪声性
双极性信号误码率:
单极性信号误码率:
最佳判决门限电平:
双极性信号为0
单极性信号为A/2
6.眼图与基带传输质量的关系
在数字通信系统中,眼图是用实验的方法观察码间串扰和加性噪声对系统性能的影响,从而对系统的传输特性进行评估和调整
问题
1、数字通信系统中,引起误码的原因是?
2、单极性基带信号要获得与双极性基带信号相同的误码率,信号平均发射功率是双极性的几倍
3、某二进制半占空矩形码元序列,若码元序列为2400B,则信号的第一零点带宽为?
4、根据数字信号的功率谱,我们可以获得什么信息?
5、码间串扰产生的原因是?
在抽样时刻无码间串扰的数字基带系统,其单位冲击响应应满足?
其传输函数应满足?
例一个理想低通滤波器特性信道的截止频率为1MHz,问下列情况下的最高传输速率;
(1)采用2电平基带信号;
(2)采用8电平基带信号;
(3)采用2电平α=0.5的升余弦滚降频谱信号;
(4)采用7电平第I类部分响应信号。
解:
(1)采用2电平基带信号,最高传输速率为1×2=2Mb/s
(2)采用8电平基带信号,最高传输速率为2log28×1=6Mb/s
(3)采用2电平0.5升余弦滚降频谱信号,最高传输速率为1×(2/1+α)=1.33Mb/s
+(4)2L-1=7,L=4
采用7电平第I类部分响应信号,最高传输速率为2×2×1=4Mb/s
重点公式
采样定理:
低通信号:
量化信噪比:
分贝表示量化信噪比:
增量调制不发生过载现象条件:
重点内容:
1、低通带通信号抽样定理
2、模拟信号的量化原理(均匀与非均匀量化),量化噪声,量化信噪比。
3、PCM原理,A律13折线编码原理。
PCM与增量调制和DPCM的差别。
4、时分复用
重点公式:
低通带通信号抽样定理
13折线编码(非线性)与线性编码的比较
时分复用信号速率
增量调制的最大跟踪斜率
数字信号的频带传输
重点公式:
频带传输信号带宽、频带传输频带利用率
带宽:
频带利用率:
,2FSK最小。
误码率:
见书。
重点内容:
1、数字调制的概念和目的
2、二进制数字调制(2ASK、2FSK、2PSK)基本原理及抗噪性能比较。
3、多进制数字调制的概念、目的
4、QPSK的产生和解调基本原理
5、现代数字调制(MSK、MQAM)
例题
1、设所需传输的信息速率为9600bps,
采用8psk调制时的带宽
采用MSK时的带宽,
采用4DPSK时的带宽。
2、MSK调制时的码元速率为Rs,则其功率主瓣宽度为?
此系统的频带利用率为?
MSK的调制指数是?
现代数字调制解调技术
复习提纲
1、简述现代数字调制的特点?
2、MQAM与MPSK的星座图相比,M大于4,有什么不同,在已调信号最大幅度相等的前提下,谁的抗干扰能力更强?
(星座图:
在多进制数字调制系统中,为了直观,通常用星座图来表示已调信号。
所谓星座图是指信号矢量端点的分布图。
)
3、什么是最小频移键控MSK?
它有什么特点?
4、什么是GMSK,它与MSK有哪些不同?
目前GMSK调制方式在哪些通信系统中有所应用?
5、OFDM的全称是什么?
它有那些特点?
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