通信原理重点知识总结课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《通信原理重点知识总结课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 通信 原理 重点 知识 总结 课件
- 资源描述:
-
1、通信原理重点知识总结(优选)通信原理重点知识总结第1章知识点 通信系统的基本模型 模拟信号与数字信号的区别 信息量 数字通信系统的有效性与可靠性4通信系统的组成通信系统的组成 1.2 通信系统的一般模型发端发端收端收端把各种把各种消息转换消息转换成原始电成原始电信号信号对原始信号对原始信号完成某种变完成某种变换,使之适换,使之适合在信道中合在信道中传输传输信号传输的通信号传输的通道,提供了信源道,提供了信源与信宿之间在电与信宿之间在电气上的联系。分气上的联系。分为有线信道和无为有线信道和无线信道两大类线信道两大类把接收到把接收到的信号反的信号反变换,转变换,转换成原始换成原始电信号电信号将复原
2、的将复原的原始电信原始电信号转换成号转换成相应的消相应的消息息5模拟信号与数字信号的区别模拟信号与数字信号的区别 模拟通信系统模型和数字通信系统模型模拟通信系统模型和数字通信系统模型 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 模拟信号代表消息的信号参量取值连续,例如模拟信号代表消息的信号参量取值连续,例如麦克风输出电压麦克风输出电压 数字信号代表消息的信号参量取值为有限个,数字信号代表消息的信号参量取值为有限个,例如电报信号、计算机输入输出信号例如电报信号、计算机输入输出信号6信息熵定义信息熵定义设一个离散信源是由设一个离散信源是由M个符号组成的集合,其中每个符号个符号组成的集合,其中每个符号xi
3、(i=1,2,3,M)按一定的概率按一定的概率P(xi)独立出现,即独立出现,即 且有且有则则x1,x2,x3,xM 所包含的信息量分别为所包含的信息量分别为于是,每个符号所含平均信息量为于是,每个符号所含平均信息量为由于由于H(x)同热力学中的熵形式相似,故称它为信息源的熵同热力学中的熵形式相似,故称它为信息源的熵 1212,MMxxxP xP xP x1()1MiiP x21222log()log()log()MP xP xP x,121222221()()log()()log()()log()()g()(/(1.4 6)MMMiiiH xP xP xP xP xP xP xP x loP
4、 x比特 符号)7最大信息熵 不同的离散信息源可能有不同的熵值。信息源的最大熵发生在每一符号等概率出现时即 P(xi)l/n,i l,2,n,最大熵值等于)/(log2符号bitn信息量 某信息源的符号集由A、B、C、D和E组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16;信息源以1000B速率传送信息。(1)求传送1小时的信息量;(2)求传送1小时可能达到的最大信息量。9数字通信系统的有效性与数字通信系统的有效性与可靠性可靠性 数字通信系统数字通信系统 有效性用传输速率和频带利用率来衡量。有效性用传输速率和频带利用率来衡量。码元(符号)传输速率码元(符号)
5、传输速率RB定义为单位时间定义为单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud),简记为),简记为B。式中式中T 码元的持续时间(秒)码元的持续时间(秒)信息传输速率信息传输速率Rb定义为单位时间内传递的平均定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数,单位为比特信息量或比特数,单位为比特/秒,简记为秒,简记为 b/s,或或bps)B(1TRB10数字通信系统的有效性与数字通信系统的有效性与可靠性可靠性码元速率和信息速率的关系码元速率和信息速率的关系 或或 对于二进制数字信号对于二进制数字信号M=2,码,码元速率和信息速率在数量上相等。元速率和信息速率在数量
6、上相等。对于多进制,例如在八进制(对于多进制,例如在八进制(M=8)中,若码元速率为)中,若码元速率为1200 B,则信息速,则信息速率为率为3600 b/s。)b/s(log2MRRBb)B(log2MRRbB11若提高信噪比S/N,则信道容量Ct也提高。若降低传码率,则系统的频带利用率将相应降低。离散谱是否存在,取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。2 通信系统的一般模型若输入数据以RB=1/Ts波特的速率进行传输,则在抽样时刻上不存在码间串扰。隔去直流后即可得到原信号m(t)。若S/N保持不变,但增加带宽B,则Ct也增加,但增加的幅度很小,这因带宽增加的同时,噪声功率也随之
7、增加。基本键控方式振幅键控、频移键控、相移键控因此,若设信道的传输特性为G(),接收滤波器的传输特性为GR(),则接收滤波器输出信号r(t)可表示P(xi)l/n,i l,2,n,每秒传送的(30帧)信息量=对于双极性信号 g1(t)=g2(t)=g(t),且概率P=1/2时,则没有离散分量(f mfs)。数字通信系统的有效性与数字通信系统的有效性与可靠性可靠性 频带利用率定义为单位带宽(频带利用率定义为单位带宽(1赫兹)内的传输速率,即赫兹)内的传输速率,即或或 可靠性常用误码率和误信率表示。可靠性常用误码率和误信率表示。误码率误码率 误信率,又称误比特率误信率,又称误比特率在二进制中有在二
8、进制中有)B/Hz(BRBHz)b/(sBRbb传输总码元数错误码元数eP传输总比特数错误比特数bPebPP 第2、3章知识点 能量信号和功率信号的定义 广义平稳与严平稳的关系 高斯随机过程 高斯白噪声数字信号代表消息的信号参量取值为有限个,例如电报信号、计算机输入输出信号假设对于任何像素,10个亮度电平等概出现。数字调制技术有两种方法其中,fN 奈奎斯特带宽,能量信号和功率信号的定义信息容量是指信道能够传输的最大平均信息速率。因为,若高斯过程是广义平稳的,即其均值与时间无关,协方差函数只与时间间隔有关,而与时间起点无关,则它的n维分布也与时间起点无关,故它也是严平稳的。A律表示式是一条平滑曲
9、线,用电子线路很难准确地实现。由高斯过程的定义式可以看出,高斯过程的n维分布只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。若信息速率Rt,则理论上可实现无误差(任意小的差错率)传输。因k(t)随t变,故信道称为时变信道。数字通信系统的有效性与可靠性能量信号和功率信号的定义信号分成两类:信号分成两类:l能量信号:能量等于一个有限正值,能量信号:能量等于一个有限正值,但平均功率为但平均功率为0.0.l功率信号:平均功率是一个有限值,功率信号:平均功率是一个有限值,但能量为无限大。但能量为无限大。14振幅键控 频移键控 相移键控把同时满足(1)和(2)的过程定义为广义平稳随机过程。不同的离散信息源可
10、能有不同的熵值。适用条件AM信号,且要求|m(t)|max A0,为了解决理想低通特性存在的问题,可以使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降,这称为“滚降”。理想低通传输函数的频带利用率为2Baud/Hz。如果随机过程(t)的任意n维(n=1,2,.信道输入端信号电压;把同时满足(把同时满足(1)和()和(2)的过程定义为)的过程定义为广义平稳随机过程。显然,严平稳随机过程广义平稳随机过程。显然,严平稳随机过程必定是广义平稳的,反之不一定成立。必定是广义平稳的,反之不一定成立。在通信系统中所遇到的信号及噪声,大在通信系统中所遇到的信号及噪声,大多数可视为平稳的随机过程。因此,研究平多数可视为平稳的
11、随机过程。因此,研究平稳随机过程有着很大的实际意义。稳随机过程有着很大的实际意义。广义平稳与严平稳的关系15高斯随机过程高斯随机过程 3.3 高斯随机过程(正态随机过程)定义 高斯过程(正态随机过程)通信领域中最重要的一种过程,大多数噪声都是高斯型的。如果随机过程(t)的任意n维(n=1,2,.)分布均服从正态分布,则称它为正态过程或高斯过程,n维正态概率密度函数表示式为式中 njnkkkkjjjjknnnnnaxaxBBBtttxxxf112/1212/2121)(21exp.)2(1),.,.,(;22)(),(kkkkkatEtEa16高斯随机过程性质高斯随机过程性质 重要性质重要性质
12、由高斯过程的定义式可以看出由高斯过程的定义式可以看出,高斯过程的高斯过程的n维分布维分布只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。因此,对于高斯过程,只需要研究它的数字特征就因此,对于高斯过程,只需要研究它的数字特征就可以了。可以了。广义平稳的高斯过程也是严平稳的。广义平稳的高斯过程也是严平稳的。因为,若高斯过程是广义平稳的,即其均值与时因为,若高斯过程是广义平稳的,即其均值与时间无关,协方差函数只与时间间隔有关,而与时间间无关,协方差函数只与时间间隔有关,而与时间起点无关,则它的起点无关,则它的n维分布也与时间起点无关,故维分布也与时间起点无
13、关,故它也是严平稳的。所以,高斯过程若是广义平稳的,它也是严平稳的。所以,高斯过程若是广义平稳的,则也严平稳。则也严平稳。17白噪声定义 白噪声n(t)定义功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声,即 双边功率谱密度或 单边功率谱密度式中 n0 正常数 白噪声的自相关函数对双边功率谱密度取傅里叶反变换,得到相关函数2)(0nfPn)(f0)(nfPn)(0 f)(2)(0nR18 白噪声的功率白噪声的功率由于白噪声的带宽无限,其平均功率为无穷大,即由于白噪声的带宽无限,其平均功率为无穷大,即或或 因此,真正因此,真正“白白”的噪声是不存在的,它只是构造的一种理的噪声是不存在的,它只是构造的一种理想
14、化的噪声形式。想化的噪声形式。实际中,只要噪声的功率谱均匀分布的频率范围远远大于通实际中,只要噪声的功率谱均匀分布的频率范围远远大于通信系统的工作频带,我们就可以把它视为白噪声。信系统的工作频带,我们就可以把它视为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则称之为高斯白如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则称之为高斯白噪声。噪声。高斯白噪声在任意两个不同时刻上的随机变量之间,不仅是高斯白噪声在任意两个不同时刻上的随机变量之间,不仅是互不相关的,而且还是统计独立的。互不相关的,而且还是统计独立的。f2n)0(0dR)0(2)0(0nR高斯白噪声定义第4章知识点 信道的数学模型 信道容量与香
15、农公式20信道数学模型信道数学模型 调制信道模型调制信道模型 式中式中 信道输入端信号电压;信道输入端信号电压;信道输出端的信号电压;信道输出端的信号电压;噪声电压。噪声电压。通常假设通常假设 这时上式变为这时上式变为 信道数学模型信道数学模型f ei(t)e0(t)ei(t)n(t)图图 调制信道数学模型调制信道数学模型)()()(tntefteio)(tei)(teo)(tn)()()(tetktefii)()()()(tntetkteio21信道数学模型说明信道数学模型说明因因k(t)随随t变,故信道称为时变信道。变,故信道称为时变信道。因因k(t)与与e i(t)相乘,故称其为乘性干扰
16、。相乘,故称其为乘性干扰。因因k(t)作随机变化,故又称信道为随参信道。作随机变化,故又称信道为随参信道。若若k(t)变化很慢或很小,则称信道为恒参信道。变化很慢或很小,则称信道为恒参信道。乘性干扰特点当没有信号时,没有乘性干扰。乘性干扰特点当没有信号时,没有乘性干扰。)()()()(tntetkteio22信道容量信道容量信息容量是指信道能够传输的最大平均信息速率。表示信道的极限传输能力 l从信息论观点,各种信道分二大类:从信息论观点,各种信道分二大类:离散信道离散信道编码信道(其模型用转移概率表示)编码信道(其模型用转移概率表示)连续信道连续信道调制信道(其模型用时变线性网络表示)调制信道
17、(其模型用时变线性网络表示)1.1.离散信道容量离散信道容量编码信道是一种离散信道,可以用离散信道的信道编码信道是一种离散信道,可以用离散信道的信道容量来表征。容量来表征。23香农公式香农公式 对于带宽有限、平均功率有限的高斯白噪声连续信道,对于带宽有限、平均功率有限的高斯白噪声连续信道,可证,其信道容量为可证,其信道容量为如果白噪声单边功率谱密度为如果白噪声单边功率谱密度为n0(w/Hz),则,则Nn0B(w),故故log(/)21 tSCBb sN骣=+桫B为带宽为带宽(Hz),S为信号平均功率为信号平均功率(w),N为噪声功率为噪声功率(w)。Ct的单位为的单位为b/s。log(/)20
展开阅读全文