通信原理总结.ppt

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1、第1章绪论如数字通信、模拟通信、连续信号、离散信号、单工通信、双工通信、数字通信的特点等。(1)离散时的熵单位：1.通信及通信系统的概念2.信息量的计算3.平均信息量的计算(2)连续信号的熵(1)传输速率：①码元传输速率（码元速率、符号速率）RB=码元数/单位时间。单位是波特B（Baud）②信息传输速率（传信率、信息速率、比特率4.主要性能指标、数码率等）。Rb=信息量/单位时间。单位是比特（bit/s）Rb=RBlog2NN是N进制(2)频带利用率η：①用码元速率表示η：η=RB/B(Baud/Hz）②信息速率表示η：η=Rb/B(bit/s.Hz）(3)可

2、靠性指标①误码率②误信率例.某信息源由相互独立的5个符号组成,出现的概率为(1)求该信息源符号的平均信息量;(2)若信息源以1000符号/秒的速率传送,则半小时内的传送信息量为多少?(3)最大可能的信息速率为多少?解:(1)根据H的定义有(2)根据H和Rb的关系得平均信息速率为(3)求最大信息速率,先求出最大可能平均信息量（各符号等概时最大）。例.已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400bit/s，接收端在半小时内共接收到216个错误码元,试计算该系统Pe的值。解:半小时共传输的码元为系统的误码率为第3章随机过程(1)概率密度函数(2)数字特征：有均值

3、、方差、相关函数、协方差等。①均值（数学期望或统计平均）a(t)1.随机过程②方差σ2③相关函数R(t1，t2)④协方差B(t1，t2)(1)狭义平稳：一维概率密度函数与时间t无关，二维概率密度函数只与时间间隔有关（n维分布函数或n维概率密度函数与时间起点无关）。f1(x，t)=f1(x)，f2(x1，x2；t1，t2)=f2(x1，x2；τ)(2)广义平稳2.平稳随机过程时间无关判断平稳：性质（各态历经性）：3.平稳随机过程的相关函数与功率谱密度(1)相关函数R(t)①ξ(t)的平均功率：R(0)=E[ξ2(t)]=S(2)功率谱密度Pξ(ω)：它与相关函数

4、互为傅氏变换，即R(τ)↔Pξ(ω)即可。②相关函数是偶函数，即：R(τ)=R(-τ)③R(τ)的上界

5、R(τ)

6、≤R(0)④ξ(t)的直流功率R(∞)=E2[ξ(t)]⑤ξ(t)的交流功率（方差）R(0)-R(∞)=σ2当τ=0时,有ξ(t)平均功率(1)高斯过程的定义：高斯过程又称正态随机过程，它是普遍存在和重要的随机过程。在通信信道中的噪声，通常是一种高斯过程，故称为高斯噪声。求功率信号的(平均功率)S：4.高斯过程求能量信号的E：(2)高斯过程的统计特性①概率密度函数②特性：a：f(x)对称于x=a这条直线，即f(x+a)=f(x-a)；b：C：a表示

7、分布中心，σ称为标准偏差，表示集中程度，f(x)图形将随着σ的变化而变高和变窄；d：f(x)在（-∞，a）内单调上升，在（a，∞）内单调下降，且在点a处达到极大值（）。当x→-∞或x→+∞时,f(x)→0；e：当a=0，σ=1时，f(x)变为标准正态分布的概率密度函数：(3)误差函数有同相分量和正交分量。5.窄带随机过程（1）定义：功率谱密度在整个频域内都是均匀分布的噪声。功率谱密度为：6.白噪声白噪声相关函数（2）限带白噪声功率谱密度函数相关函数为：（3）的功率谱密度7.随机过程通过线性系统（1）的数学期望随机信号通过线性系统后输出端的数学期望值为（与输入端

8、的随机信号的关系）：（2）的自相关函数第4章信道信号通过恒参信道不产生失真的条件（理想情况）：1.信道定义及模型2.恒参信道

9、H()

10、（）

11、H()

12、=常数()=d或H()~为一条水平线（）~成线性关系τ（）~是一条水平线3.随参信道特性对信号传输的影响随参信道的定义及特性，噪声、高斯噪声（加性噪声→客观存在的、起伏噪声→是影响通信的主要因素之一）。理想恒参信道的时域特性不理想时，产生幅频失真、相频失真（群迟延失真）。随参信道的传输媒质具有3个特点：●信号的传输衰耗随时间而变化●信号的传输时延随时间而变●多径传播4.信道容量（

13、1）离散信道的信道容量C：（2）连续信道的信道容量C（香农公式）：要求：知道香农公式的意义、含义。若信道信息速率R≤C，则理论上可实现无差错传输；若R>C，则不可能实现无差错传输。若实现R=C的通信系统称为理想通信系统。例:计算机终端通过电话信道传输数据，电话信道带宽为3.2KHz，信道输出的信噪比；S/N=30dB。该终端输出256个符号，且各符号相互独立，等概出现。（1）计算信道容量；（2）求无误码传输的最高符号速率；（3）试确定利用这种信道的理想通信系统之传信率和差错率。解：（1）（S/N）dB=30dB，则，S/N=1000倍，所以（2）无误码传输时，

14、Rb=C=3.2×104bit/s，则