通信原理重點知識總結(jié)(存儲版)

　　

【正文】 248），則需要 11 位二進制數(shù)（ 10011100000）。 ? 時隙 (TS)：將 1 幀分為 32 個時隙，每個時隙容納 8 比特。在奇數(shù)幀中， TS0 第1 位“ *”的用途和偶數(shù)幀的相同；第 2 位的“ 1”用以區(qū)別偶數(shù)幀的“ 0”，輔助表明其后不是幀同步碼；第 3 位“ A”用于遠端告警，“ A”在正常狀態(tài)時為“ 0”，在告警狀態(tài)時為“ 1”；第 4～ 8 位保留作維護、性能監(jiān)測等其他用途，在沒有其他用途時， 在跨國鏈路上應(yīng)該全為“ 1” 。如圖中第一行所示。 例如，“ 000”＝晴，“ 011”＝云，“ 101”＝陰，“ 110”＝雨， 4 個碼組之間，任意兩個的距離均為 2。 例如，若接收碼組為 0000011，按上述公式計算可得： S1 = 0， S2 = 1， S3 = 1。 上式可以表示成如下矩陣形式： 65432101 1 1 0 1 0 0 01 1 0 1 0 1 0 0 21 0 1 1 0 0 1 0aaaaaaa????????? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????????（ 模 ） 上式還可以簡記為 H ? AT = 0T 或 A ? HT = 0 H ? AT = 0T 或 A ? HT = 0 式中111010011010101011001?????????H A = [a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0] 0 = [000] 右上標“ T”表示將矩陣轉(zhuǎn)置。我們將具有 [P Ir]形式的H 矩陣稱為 典型陣 。這種形式的碼稱為 系統(tǒng)碼。此矩陣的 n 個元素就是碼組中的n 個碼元，所以發(fā)送的碼組就是 A。在未超過檢錯能力時，上式不成立，即其右端不等于 0。若 A1 和 A2 是兩個 碼組，則有 A1 ? HT = 0, A2 ? HT = 0 將上兩式相加，得出 A1 ? HT + A2 ? HT = (A1 + A2) HT = 0 所以 (A1 + A2)也是一個碼組。 。 這就是說，若 A1 和 A2 是一種線性碼中的兩個許用碼組，則 (A1+A2)仍為其中的一個碼組。在錯碼較多，已超過這 種編碼的檢錯能力時， B 變?yōu)榱硪辉S用碼組，則該式仍能成立。因此，如果已有 k 個線性無關(guān)的碼組，則可以用其作為生成矩陣 G，并由它生成其余碼組。具有 [IkQ]形式的生成矩陣稱為 典型生成矩陣 。例如， H的第一行 1110100表示監(jiān)督位 a2 是由 a6 a5 a4 之和決定的。可見，漢明碼是一種高效碼。這就意味著 a2 、 a a5 和 a6 四個碼元構(gòu)成偶數(shù)監(jiān)督關(guān)系： 1 6 5 4 2S a a a a? ? ? ? 同理， a a a5 和 a6 構(gòu)成偶 數(shù)監(jiān)督關(guān)系： 2 6 5 3 1S a a a a? ? ? ? 以及 a0、 a a4 和 a6 構(gòu)成偶數(shù)監(jiān)督關(guān)系： 3 6 4 3 0S a a a a? ? ? ? ? 在發(fā)送端編碼時，信息位 a a a4 和 a3 的值決定于輸入信號，因此它們是隨機的。 碼距：把兩個碼組中對應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù) 稱為碼組的距離，簡稱碼距。 ? 在此建議中為隨路信令作了具體規(guī)定。時隙 TS0 的第 1 位“ *”供國際通信用；若不是國際鏈路，則它也可以給國內(nèi)通信用。 ? 由此可見，相鄰層次群之間路數(shù)成 4 倍關(guān)系，但是比特率之間不是嚴格的 4倍關(guān)系。 這樣編碼得到的 8 位碼組為 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 ＝ 11110011，它表示的量化值應(yīng)該在第 8 段落的第 3 間隔中間，即等于 (12801216)/2 = 1248（量化單位）。 3) 確定段內(nèi)碼 c5 c6 c7 c8：段內(nèi)碼是按量化間隔均勻編碼的，每一段落均被均勻地劃分為 16個量化間隔。 【解】設(shè)編出的 8 位碼組用 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 表示，則： 1) 確定極性碼 c1：因為輸入抽樣值 +1270 為正極性，所以 c1 = 1。 均勻量化器對于小輸入信號很不利，為改善小信號時的信號量噪比，常采用非均勻量化，非均勻量化不能改善大信號 ? 比較 13 折線特性和 15 折線特性的第一段斜率可知， 15 折線特性第一段的斜率（ 255/8）大約是 13 折線特性第一段斜率（ 16）的兩倍。 第 9 章模擬信號的數(shù)字傳輸 數(shù)字化 3 步驟： 抽樣、量化 、 編碼 抽樣定理：設(shè)一個連續(xù)模擬信號 m(t)中的最高頻率 fH，則以間隔時間為 T ? 1/2fH的周期性沖激脈沖對它抽樣時， m(t)將被這些抽樣值所完全確定。例如，若用 cos2?f0t 作為相干載波時，因為 cos?k = cos(2??k)，使解調(diào)存在模糊。已知碼元速率 RB = 106 B，信道中加性高斯白噪聲的單邊功率譜密度 n0 = 2 ? 1010 W/Hz。 對同一 解調(diào)方式，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于非相干解調(diào)方式。斜率越大，對位定時誤差越敏感； ? 圖的陰影區(qū)的垂直高度表示抽樣時刻上信號受噪聲干擾的畸變程度； ? 圖中央的橫軸位置對應(yīng)于判決門限電平； ? 抽樣時刻上，上下兩陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限 ,若噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯判； ? 圖中傾斜陰影帶與橫軸相交的區(qū)間表示了接收波 形零點位置的變化范圍，即過零點畸變，它對于利用信號零交點的平均位置來提取定時信息的接收系統(tǒng)有很大影響。也就是說，若對 h(t)在時刻 t = kTs（這里假設(shè)信道和接收濾波器所造成的延遲 t0 = 0）抽樣，則應(yīng)有下式成立 ????? 為其他整數(shù)k kkTh s ,0 0,1)( 上式稱為 無碼間串?dāng)_的時域條件。 ? 數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)的組成 ? 基本結(jié)構(gòu) ? 信道信號形 成器（發(fā)送濾波器）：壓縮輸入信號頻帶，把傳輸碼變換成適宜于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ巍? “0”碼有兩種情況： 單個 “0”時，在碼元持續(xù)時間內(nèi)不出現(xiàn)電平躍變，且與相鄰碼元的邊界處也不躍變， 連 “0”時，在兩個“ 0”碼的邊界處出現(xiàn)電平躍變，即 00”與“ 11”交替。 ? HDB3 碼的譯碼： HDB3 碼的編碼雖然比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡單。 ? 例： 消息碼： 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 … AMI 碼： 0 1 +1 0 0 0 0 0 0 0 –1 +1 0 0 –1 +1… ? AMI 碼對應(yīng)的波形是具有正、負、零三種電平的脈沖序列。 ? 雙極性歸零波形 ：兼有雙極性和歸零波形的特點。 第六章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 數(shù)字基帶信號 － 未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始的。 ? SSB 調(diào)制：優(yōu)點是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力和抗選擇性衰落能力均優(yōu)于 AM，而帶寬只有 AM 的一半；缺點是發(fā)送和接收設(shè)備都復(fù)雜。 去加重 就是在解調(diào)器輸出端接一個傳輸特性隨頻率增加而滾降的線性網(wǎng)絡(luò) Hd (f) ，將調(diào)制頻率高頻端的噪聲衰減，使總的噪聲功率減小。 ① 調(diào)幅 時域表達式 00( ) [ ( ) ] c o s c o s ( ) c o sA M c c cs t A m t t A t m t t? ? ?? ? ? ? ②雙邊帶調(diào)制時域表達式 ttmts cDS B ?co s)()( ? ③單邊帶調(diào)制時域表達式 ttAttAtscmmcmmSSB ???? s ins in21c o sc o s21)( ?? 式中，“－”表示上邊帶信號，“ +”表示下邊帶信號。 載波 － 未受調(diào)制的周期性振蕩信號，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。 【例 】 已知黑白電視圖像信號每幀有 30 萬個像素；每個像素有 8 個亮度電平；各電平獨立地以等概率出現(xiàn)；圖像每秒發(fā)送 25 幀。 為使信號基本不受多徑傳播的影響，要求 信號的帶寬小于多徑信道的相關(guān)帶寬（ 1/τ m）。 第三章隨機過程 通信系統(tǒng)中常見的熱噪聲近似為白噪聲，且熱噪聲的取值恰好服從高斯分布。 1 數(shù)字通信系統(tǒng) 有效性： 用 傳輸速率和頻帶利用率 來衡量。 【解】此消息中，“ 0”出現(xiàn) 23 次，“ 1”出現(xiàn) 14 次，“ 2”出現(xiàn) 13 次， “ 3”出現(xiàn) 7 次，共有 57 個符號，故該消息的信息量 )b(1088lo g74lo g134lo g143/8lo g23 2222 ?????I 每個符號的算術(shù)平均信息量為 符號）比特符號數(shù) /( ??? II 若用熵的概念來計算： 符號）（比特 / 81lo g8141lo g4141lo g4183lo g83 2222??????H 則該消息的信息量 )b( ???I 以上兩種結(jié)果略有差別的原因在于，它們平均處理方法不同。 第一章緒論 通信的目的：傳遞消息中所包含的 信息 。 試 求 某 消 息 2020202002130 01203210100321010023102020010312032100120210 的信息量。 可靠性： 可用 接收端 最終輸出信噪比 來度量。 若信號 s（ t）的平均功率等于一個有限正值，且能量為無窮大，則稱 s（ t）為功率有限信號，簡稱 功率信號 ，其特征： 信號的持續(xù)時間無限。 衰落和頻率相關(guān)，稱其為 頻率選擇性衰落 ，將 （ 1/τ） HZ 稱為次 兩條路徑的 相關(guān)帶寬 。 上式表明， 為了得到給定的信道容量 Ct，可以增大帶寬 B 以換取 Eb 的減小；另一方面，在接收功率受限的情況下，由于 Eb = STb，可以增大 Tb以 減小 S 來保持 Eb 和 Ct 不變。 調(diào)制信號 － 指來自信源的基帶信號 載波調(diào)制 － 用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程 ，使載波的某一個或某幾個參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。由于這種搬移是線性的，因此， 幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制 。 ② 與幅度調(diào)制技術(shù)相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢是其較高的抗噪聲性能；代價是角度調(diào)制占用比幅度調(diào)制信號更寬的帶寬。應(yīng)用較少，一般用于點對點專用通信。在 FDM 中，信道的帶寬被分成多個相互不重疊的頻段（子通道），每路信號占據(jù)其中的一個子通道，并且各路之間必須留有未被使用的頻帶（防護頻帶）進行分隔，以防止信號重疊。 與歸零波形相對應(yīng)，上面的單極性 波形和雙極性波形屬于非歸零 (NRZ)波形，其占空比等于 100％。 ? 幾種常用的傳輸碼型 ? AMI 碼：傳號交替反轉(zhuǎn)碼 ? 編碼規(guī)則：將消息碼的“ 1”(傳號 )交替地變換為“ +1”和“ 1”，而“ 0”(空號 )保持不變。 ? 例： 消息碼： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0