现代通信原理内容结构复习.doc

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
通信系统
通信发展趋
通信基本概念
名词术语
信息及其度量
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=KfA m/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 R s =1 /T s Baud，极限所需的最小带宽是 Rs/2 Hz，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R s =1 /T s Baud。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2lbM bit/（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？