第一章总结节1通信的发展1、定义:通信就是由一个地方向另一个地方传递消息。
2、电通信四个发展阶段:电报时代、电子管时代、晶体管时代、集成电路时代节2消息及其度量1、数字信号与模拟信号电信号一般为脉冲或正弦波,携带消息的三个参量:振幅、频率、相位数字信号与模拟信号的区分方法:•取值离散时间离散为数字信号•取值连续时间连续为模拟信号•取值连续时间离散仍为模拟信号即:由取值的方式确定离散信号或连续信号2、消息(信号)的度量与消息发生的概率有关。
定量计算:信息量I=log a[l/P(x)]P(X)为消息X出现的概率a=2 I的单位为bit[常用]a=e I的单位为nita=10 1的单位为哈特莱3、离散消息(数字信号)信息量的计算等概时信息量的计算:I = 10g a 1/P不等概时信息量的计算:I二H二E[X]二工P(Xi)R 结论:等概时,消息的不确定程度最大,爛H最大,即信息量最大。
节3通信系统的构成及特点1、通信系统基本模型主要性能指标为:有效性:描述消息传递的速度(单位时间传输的信息量越大越好)。
可靠性:描述消息传递的质量(收、发差值越小越好)。
2、模拟通信系统有效性:(指消息传输速度)用信息速率衡量,但模拟信号的信息量难求,用系统有效传输频带B来衡量。
可靠性:(指消息传输质量)用系统输出信噪比(S/N)。
来衡量。
3、数字通信系统有效性:用传输速率来衡量。
码元传输速率R B为:多少个码元/秒(单位:波特,B)信息传输速率心为:多少信息量/秒R b= R B H (单位:比特/秒,bit/s )瓜越大,系统有效性越好频带利用率n二传码率际/传输带宽B (单位:波特/赫兹)n越大,系统有效性越好主要技术:编码技术、调制、解调技术。
数字通信系统的特点:1)•抗干扰能力强;2)・纠错编码可进一步降低输出误码率;3) .便于计算机对信息进行处理;4)•保密性强;5)・对信息的适应性强;6).集成度高,可靠性好;7)・频带利用率较低。
第二章总结对随机的东西只能作统计描述。
1)•统计特性(概率密度与概率分布);2)•数字特征(均值、方差、相关函数等)。
节1随机过程概念一、随机过程定义二、随机过程统计特性的描述1•随机过程的概率分布函数2.随机过程的概率密度函数三、随机过程数字特征的描述1、数学期望:性质:①E[k] = k②E[g (t) + k]二E[g (t)] + k③E[ k 4 (t)] = k E[ 4 (t)]④E[ J(t) + …+ J(t)] = E[Ci(t)] + …+E[ Cn(t)]⑤J(t)与J(t)统计独立时,E[J(t)J(t)]二E[J(t)] E[J(t)]2、方差:性质:①D[k] = 0②D[C (t) + k] = D[C (t)]③D[kC (t)J = K2D[C (t)]④ C i(t) C 2(t)统计独立时,D[ C i(t)+ C 2(t)] = D[ C i(t)] + D[ C 2(t)]3、相关函数和协方差函数节2平稳随机过程概念一、定义:狭义平稳、广义平稳广义平稳条件:①数学期望与方差是与时间无关的常数;②相关函数仅与时间间隔有关。
二、性能讨论1、各态历经性(遍历性):其价值在于可从一次试验所获得的样本函数x(t)取吋间平均来得到它的数字特征(统计特性)2、相关函数R(T)性质①对偶性(偶函数) R(T)=E[C (t) C (tn)]=E[Ut-T)g (tj]二R(-T)②递减性E{[c (t) ± g (tn)]2}=E[C(t)±2 C (t) C (t+z) + C(t+x)]=R(0)±2R(T) + R(0) 2 0・・・R(O)M土R(T) R(O)M|R(T)即T =0处相关性最大③R (0)为§ ( t )的总平均功率。
④R(oo)=E2{C (t)}为直流功率。
⑤R(0) - R(oo)= E[§2(t)]- E2[4 (t)]=o2为交流功率3、功率谱密度Pg (co)节3 几种常用的随机过程一、高斯过程定义:任意n维分布服从正态分布的随机过程g(t)称为高斯过程(或正态随机过程)。
①高斯过程统计特性是由一、二维数字特征[弘5k2,吐]决定的②若高斯过程满足广义平稳条件,也将满足狭义平稳条件。
③若随机变量两两间互不相关,则各随机变量统计独立。
二、零均值窄带高斯过程定义、零均值平稳高斯窄带过程同相随机分量& (t),正交随机分量gs(t)结论:零均值窄带高斯平稳过程g( t),其同相分量©( t)和正交分量$( t) 同样是平稳高斯过程,均值为0,方差也相同(of),且同一时刻的&( t ) , g (t )互不相关,统计独立。
三、宽带随机过程——白噪声定义:功率谱密度比(3)在整个频率域范围内都是均匀的噪声称为白噪声。
Pg (co) =n0/2 n0(瓦/赫兹)为单边功率谱密度四、正弦波加窄带高斯过程结论:正弦波加窄带高斯过程r(t),其包络z(t)服从广义瑞利分布,信噪比很小时,它趋于瑞利分布;信噪比很大时,趋于高斯分布。
其相位①(t)分布较复杂,当信噪比由小变大时,其密度函数变化趋势为:由均匀到一个取值集屮于①=0附近的函数。
节4随机过程的线性系统响应1、均值:E[U(t)]二aH(0)2、自相关函数:尺肓』+刃=£化(龙盲+刃]输入广义平稳,则输出广义平稳3、功率谱密度:+OO笃(劲=\R o(T)e-j^dT=P^co)\H^)\2—84、0(t)的分布:若& (t)为高斯过程,则无限多个正态随机变量之和,仍为止态随机变量。
高斯随机过程通过线性系统仍为高斯随机过程。
第三章总结节1信道的概念一、信道定义:狭义信道、广义信道二、信道模型:1、调制信道共性:①一对(或多对)信道输入,必对应有一对(或多对)信道输出。
②绝大多数信道是线性的,满足叠加定理。
③信道对信号有延吋,还有衰耗(固定或吋变)④无信号输入,信道也有输出。
调制信道可用时变线性网络表示恒参信道、随参信道2、编码信道编码信道模型用码序列的转移概率描述3、信道分类节2调制信道特性及对信号传输的影响一、恒参信道1、幅频特性:2、相频特性: \n{co\ = COM则无幅频失真H COMS测有幅频失真若<I)((o)co t d(S是常数,为线性函数),无失真。
①(3)非线性,有失真。
二、随参信道1、随参信道传输媒质三个特点:①传输衰耗随时间而变;② 传输时延随时间而变;③ 多径传播。
2、随参信道对信号传输的影响分析:影响结果:① 等幅信号变为有包络变化的信号,即存在幅度快衰落影响;② 单一频率信号变为窄带频谱信号,即存在频率弥散影响。
相关带宽节3加性噪声节4信道容量概念信道传输信息的最人速率R 称为信道容量,C 为差错任意小的最高信息速率。
待传送的信源信息速率RQC,则信道肯定不能正确传送该信息;而R 源WC,采用 适当的方法,该信道能正确无误的传送该信息。
加性高斯口噪声作用下的调制信道(口高斯信道)可由Shannon 公式计算信道的容 量: B :信道带宽(Hz ) S :信号功率(W ) N = n 0B :白噪声功率第四章总结节1引言1、调制的必要性① 获得有用的,适于信道传输的信号形式。
② 选择适当的调制方式以提高抗干扰能力。
③ 有效地利用频段。
C = Blog 2 bit! s④合理利用天线尺寸去有效地辐射电磁波。
直观地看,调制、解调就是一种频谱搬移,其使命是传递消息。
调制过程就是按原始电信号或基带信号的变化规律去改变高频信号某些参数的过程。
2、模拟调制系统:载波c ( t ) = A cos ( w o t + 0 o)若调制信号m ( t )去改变其幅度A,称为幅度调制,亦为线性调制。
若调制信号m ( t )去改变其相角3。
t +00,称为角度调制,亦为非线性调制。
节2线性调制基本原理一、基本原理方框调制:几(/)=怖)cos co.t o (e) = S+Qo) + M S - ©)]已调信号的谱是以3=0为轴的基带谱M(3)搬移到以3。
为中心的某个频域上构成,谱结构不变,为线性搬移,称为线性调制。
s m (r)cos690r = ;??(r)cos2co^t = + 加(f )[1 + cos 2a)0t]O 丄M®) +丄[M(0+269O)+M(69-2Q)]2相干解调:经低通滤波器后,加0 (f) = + M) o M()(0)二 * M S)二、各种线性调制信号的特点1、调幅信号(AM)调制:0)=[加()+ M(J] COS 0()/ OSM(Q)= mob(Q-Qo)+/(e+Qo)]+*[M@-©)+M@+Qo)]解调方式:非相干解调(包络检波)、相干解调调幅指数:—仆;小% _叫S AM(t)的频谱宽度为调制信号m(t)带宽Bs的两倍,有效性:B AM= 2 Bs 2、抑制载波双边带信号(DSB)调制:S DSB W = M)cos 如 o S DSB (Q)=㊁[M (Q - ©) + M S+0())]解调方式:相干解调已调信号带宽与调幅时一致:B D SB = 2 Bs3、单边带信号(SSB)调制:相干解调SsSB (t)只含有一个边带,其带宽与调制信号带宽一致,有利于扩展容量,提高系统有效性。
B SSB二Bs4、残留边带信号(VSB)要求:各种线性调制的调制解调公式推倒需耍了解。
特别是SSB节3线性调制系统的抗噪声性能要求:输入信噪比、输出信噪比调制制度增益:G二输出信噪些S°/N。
—输入信噪灵SJN,一般是综合考虑输出信噪比及调制制度增益来描述.比较系统的可靠性性能。
一、DSB系统制度增益G二2DSB解调使信噪比改善一倍,原因在于相干检测使正交分量噪声入(t)被滤掉。
二、SSB系统制度增益G = 1SSB解调,信噪比没有得到改善,原因在于相干检测使信号、噪声的正交分量均被滤掉了。
DSB与SSB性能比较:输入信号功率相同:S DSBI = SssBi = Si时DSB与SSB的输出信噪比相等,亦即解调性能一致。
原因:a.信道噪声(n。
)相同,但进入解调器的噪声不一样。
b.SSB带宽窄,对噪声的滤除能力强,%二n0 B s,只为DSB时的一半。
c.DSB由于G二2 ,在解调时抑制了一半噪声。
SSB有效性好,应尽量选用SSB方式。
三、AM系统大信噪比时:/ + '气付G< 1 ,抗噪性能比DSB与SSB差包络检波的门限效应节4非线性调制原理/s bM (/)二A cos + &()+ K 广J T_ 0 _S PM (J = Acos[e°/ + % +一、FM原理方框调制』(t)直接改变决定载波频率的电抗元件的参数,使输出频率(D.(t)随m(t) 线性变化。