通信原理通信原理讲义.doc

第二部分：通信原理重点知识点总结 第一章 绪论 1．评价通信系统性能的指标：传输信、息的有效性和可靠性。有效性是指传输一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。可靠性是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 2．模拟通信系统的质量指标： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量 3．数字通信系统的质量指标： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。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。 信息传输速率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。 码元速率和信息速率的关系： 可靠性：常用误码率和误信率表示。其中，误码率：；误信率，又称误比特率：，在二进制中有。 第二章 信道 1．恒参信道举例：各种有线信道、光纤信道、无线电视距信道、卫星信道… 随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。 随参信道举例：天波、地波、视距传播、散射传播… 变参信道的特性：a）对信号的衰耗随时间变化；b)传输的时延随时间变化；c)多径传播。 2．信道对无线信号的影响：（1）自由空间的路径损失；（2）阴影衰落：由传输环境中的地形起伏、建筑物和其他障碍物对电波的阻塞或遮蔽而引起的衰落；（3）多径衰落：由移动传播环境中的多径传输而引起的衰落。 多径效应可能产生时间选择性衰落（由多普勒频移现象引起的衰落过程的频移扩散）、频率选择性衰落（由发射码在信道内的时间扩散引起的）、空间选择性衰落（在通信系统的接收端，多径信号到达天线阵列的到达角度的展宽）。 衰落信号的包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。 3．分集接收技术：利用不同路径、不同频率、不同电波达角、不同时间和不同极化等方式去接收载有同一信息的信号，并将同一信息的各个分量按某种原则加以合并的信息处理技术。 各种分集方式： （1）空间分集：分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。 （2）频率分集：采用两个或两个以上具有一定频率间隔的频率同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，以减轻衰落影响。（要求两个分集接收信号的相关性较小） （3）角度分集：采用天线波束指向不同使信号不相关的原理构成的一种分集方法。 （4）极化分集：分别接收水平极化和垂直极化波而构成的一种分级方法。 4．集中技术： （1）选择式集中：从几个分散信号中设法选择其中信噪比最好的一个作为接收信号。 （2）合并式集中： A．等增益相加式：将几个分散信号以相同的支路增益进行直接相加，相加后的信号作为接收信号。 B．最大比值相加式：控制各支路增益，使它们分别与本支路的信噪比成正比，然后再相加获得接收信号。 第三章 模拟调制系统 1．抑制载波双边带调幅（DSB-SC）：DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，由此不难想到对DSB信号不能直接用包络解调还原调制信号，并且在的过零点处也是过零点，在此零点两边高频载波反向。 抗噪声性能：设解调器输入信号为： 与相干载波cosωct相乘后，得： 经低通滤波器后，输出信号为： 因此，解调器输出端的有用信号功率为： 解调器输入端的窄带噪声可表示为： 它与相干载波相乘后， 易得 经过低通滤波器，解调器最终的输出噪声为： 故输出噪声功率为：，或写成 解调器输入信号平均功率为： 所以输入、输出信噪比为 制度增益：，由此可见，DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。 2．SSB调制系统：单边带调制下边带时域表达示为： 上边带时域表达式为：，其中，式中为基带信号的希尔伯特变换。 抗噪声性能：噪声功率：，这里，B = fH 为SSB 信号的带通滤波器的带宽。 SSB信号与相干载波相乘后，再经低通滤波可得解 调器输出信号 因此，输出信号平均功率 输入信号平均功率为： 因与的幅度相同，所以具有相同的平均功率，故上式 所以，单边带解调器的输入、输出信噪比分别为 因此，调制增益为： 原因：单边带信号中的分量被解调器滤除了，而在解调器输入端确是信号功率的组成部分。 注：经分析得知，但这不能说明双边带系统的抗噪声性能优于单边带系统性能。因为，在相同的输入噪声功率谱密度时，，因而在相同的和条件下，两者输出信噪比相同，即性能相同。 3．AM信号采用同步检测法（相干解调）在大信噪比情况下的抗噪声性能： 设AM信号为为：，式中： 输入噪声： 解调器输入的信号功率为： 解调器输入的噪声功率为： 设同步检测时的相干载波为，则解调器的输出信号 其中：，，被带通滤波器虑除，直流分量 也被去除。 因此解调器的输出信号功率为： 解调器的输出噪声功率为： 所以，在采用同