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通信原理公式总结

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0耳

|嗫声源|

点对点的通信按时间和传递方向可以分为:单工,半双工,全双工

有效性指标可靠性指标模拟频宽利用率输岀信噪比数字传码率,传信率,带宽利用率误码率,误信率

参量:公式单位信息量I log2 P(x)bit

平均信息量/信

源熵

M

H (x) P(X i)log2 P(X i)

i 1

bit/符号

传码率R B 1/T B

传信率R b R B H (x)b/s

带宽利用率R B.P B/Hz

误码率P e=错误码元数/码元总数

误信率P b=错误比特数/比特总数

平稳随机过程自相关函数性质

R(0)代表平均功率

R()代表直流功率(均值的平方)

R( ) R()偶函数

|R( )| R(0)有上界

R(0) R( ) 2方差代表交流功率

高斯随机过程:f

(X)厅e)p(2 2 )

结论1:线性系统:输岀过程的功率谱密度是输入过程的功率谱密

度乘以系统频率响应模值的平方,即P o( f) I H (f) I2R (f)

结论2 :如果线性系统的输入是高斯型的,则输岀也是高斯型的。

结论3 :一个均值为零的窄带平稳高斯过程,他的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程,而且均值为零,方差也相同。此外在同一时刻上得到的同相分量和正交分量是统计独立的。

结论4 :一个均值为零、方差为2的窄带平稳高斯过程

(t),其

包络的一维分布是瑞利分布,相位的一维分布是均匀分布,并且就一维分布而言他们是统计独立的。

结论5:正弦波加窄带高斯噪声的包络:小信噪比时接近瑞利分布,大信噪比时接近高斯分布,一般情况下是莱斯分布。

模拟通信系统一般模型:

*開制器第一章绪论*佶道

嗥声原

Sr 'll

■ ' - e^li

确知信号功率

信号

频谱

C 1 T°2 o/+\a j2 nf°t

C^ —T 2s(t)e dt

T o T。2

功率

谱密

1 2

P(f) T im 〒丨SJf)|2

自相关

函数

1 T /2

R( ) T im〒T2s(t)s(t )dt

频谱密

S(f) s(t)e j2 ft dt

能量

谱密

G(f) |S(f)|2;F 1[G(f)] R()

自相关

函数

R( ) s(t)s(t );F[R()] G(f)

公式备注

统计均值

E[ (t)] (t)f(x)dx f (x)是x的概率密度

函数

统计自相关

函数

Eg) E[ (tj &)]

参照统计均值计

算方法

广义平稳随

机过程

1. 均值为常数,与时间t无关

2. 自相关函数只与时间间隔有关

时间均值 1 T/2

a lim —x(t)dt

T T T2

时间自相关

函数

1 T/2

R()何子T2x(t)x(t )dt

1 f

各态历经性

1.E[ (t)] a 2?R(t1,t2) R()

信道容量:c t Blog2(1b/s

数字通信系统模型:

第二章确知信号

第三章随机过程

第四章信道

无线信道:天波、地波、视线传播。

有线信道:明线、对称电缆、同轴电缆。

信号无失真条件:1.具有线性相位(相频特性为通过原点的直线)

2?幅频响应为常数

第五章模拟调制系统

调制框图带宽B

AM

DSB

SSB

w it荻為

FM

* VCO

(直接调频法:频偏大,稳定性差)

倍频亦

调制辭

cos 2 砺cosier B AM 2 f m B DSB 2 f m

B SSB

B FM 2(m f 1) f m 2( f f m)调频指数:

m f f / f m

阿姆斯特朗法,先倍频,再混频,再倍频

BPF

最大频偏:

载频:f

解调抗噪声性能

抗噪声性能(可靠性) WBFM>DSB>SSB>VSB>AM 频带利用率(有效性) SSB>VSB>DSB=AM>FM 带宽

SSB

第六章数字基带传输系统

部分响应(提高频带利用率):人为的,有规律的在码元抽样时刻 引入码间串扰,并在接收端判决前加以消除,从而达到改善频谱特 性,压缩传输频带,并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度 的要求。 时域均衡(消除码间串扰)。 横向滤波器设计:

第九章模拟信号的数字传输 题型:13折线法编码译码。

13折线法:不均匀分8段,每段均匀分16份。

最小量化间隔等于总体的 1/2048,称为量化单位。第1段的1份。 对于码 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 :

C1:表示电压极性;

C2 C3 C4:表示段落码;确定时列表格逐次比较确定。

C4 C5 C6 C7:表示段内码,可用[16( X-段始值)/(段末值-段始值)] 取整表

示。

量化电平取所属区间的中间值。

N

y k

C i X k i (tips : y k 等于以X k 为中心左右取共2N+1个

i N

AMI 码 将1交替的变为+1和-1,0保持不变 HDB3 码

出现4连0时插入V 码,V 码与前 一个非0脉冲极性相同,V 码必须 交替岀现,V 码后的传号码极性也 要交替,B 码可取0, +1,

-1,使以 上要求全部满足。

双相码

0码用01表示,1码用10表示。

T i

H(

1 s i

u 1;其中|

T s

1

T S

段落序号

段落码C2 C3 C4

段落范围()

1 000 0~16 2

001 16~32 3 010 32~64 4 011 64~128 5

100 128~256 6 101 256?512 7 110 512~1024 8

111

1024~2048

元素镜像后分别与 C -N 至C N 相乘,然后再相加。) 例如 设计要求(y 中只有y0=1,其余全为0):

X 。 X 1 X 2 C 1 0 y 1 [X 1 X 0 X 1

][ C 0 ]

[1]=[ y °] X 2 X 1

X 0 C 1

0 y 1

峰值失真:

D 1

|y k 1

y 。k

k 0

均方失真:

2

1 e

2 2 y k

常用码型

奈奎斯特第一准则(无码间串扰条件)

y 。ko

2DPSK

带宽B2

噪声功率n

信号功率

(a为信号幅

度)

信噪比r非相干(包络)

解调误码率P e

相干解调误码

率P e

2ASK

B2ASK 2 f s 2 R B n o B a2/2a2/(2 2)r 4 e

2r 4

e T7

2FSK

B2FSK 1 f2 f1 1 2 f s n o2f s a2/2a2/(2 2) e r2

r 2 e

2

42 r

2PSK

B2PSK 2 f s 2 R B n o B a2/2a2/(2 2)r e

2DPSK

B2DPSK 2 f s 2R B n o B a2/2a2/(2 2)相干解调(极性

比较法)P e

r

e

/ v r 差分相干解调

(相位比较法)

P e

r e

2

模拟调制法第七章数字带通传输系统

调制

2ASK

5CQ

—?乘法器

cos^z 2FSK

2PSK

匚05

1

-

键控法

开去山幽

S⑴

X0

连M送

述应I *

4选通弋

榊加器

0S⑴

\.1

I8U/S」舗)

?

各模拟调制系统性能比较: 频带宽度(有效性)

2ASK=2PSK=2DPSK<2FSK

*越小越好 误码率(可靠性)

2PSK <2DPSK (同步检测)< 2DPSK (差分相干)<2FSK (相干)<2FSK (包络)<2ASK (相干)<2ASK (包络)

*越小越好

第十章数字信号的最佳接收 匹配滤波器相关: 输入信号s (t )

冲击响应h (t ) 输出信号S o (t )

最佳接收滤波器特性

H (t )

s(t)

h(t) s(T s t)

S o (t) h(t)*s(t) s(t )s(T s )d

R(t T s )

*卷积运算

H(f) S *(f)e j2fT s

解调

非相干解调(包络检波)

相干解调(同步检测法)

2ASK

Lfl

2FSK

BPF

11包络检跛

BPF

n 器

n

” f]

-

相乘黔 ;

?

定时

抽样理決紅

器 —1

定时

sfc

i

2PSK

2DPS K

BPF f2

包络检液 器

BPI

相干解调(极性比较法)

irwsrW

抽样判决

—?

f 症时

肚冲

1山样判

码反变换

BPb 1

LPF

器|

呱冲

坐时 除种

企—(/)

rsh. —h

I 卩

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