通信系统复习资料

《通信系统复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信系统复习资料（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、通信系统复习资料通信系统复习资料本文由 shanglihong1 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。1.通信系统一般模型和各部分作用 1.通信系统一般模型和各部分作用干扰信息 源发送设 备传输 媒介接收设备收信 者信息源（信源） ：指发出信息的信息源头 收信设备（信宿） ：信息的接收者 发送设备： 发送设备的任务是完成信息源与传输媒介之间的匹配， 即对从信源来的信号进行 处理，使之转换为适合于媒介传输的信号形式。 传输媒介： 用以传送信息的媒介称为传输媒介， 其特性决定了发送设备应采用的信号变换方 式。 干扰：通信系统中，信号通过媒

2、介一般要经过长距离的传输，传输过程中不可避免地要受到 外界的干扰，如天电干扰、人为干扰、包括汽车点火系统等其他设备都可能干扰到通信系统 的信号传输。 接收设备： （1）对接收信号进行与发送设备相反的变换处理，以便恢复发送端信息源送出的 信号。 （2）由于接收的信号已叠加有噪声干扰，接受设备应尽可能地抑制干扰，使所恢复的 信号尽可能准确。 2.数字通信系统 2.数字通信系统 噪声源信 信 源 编 源 码 器信 加 道 编 码 器 器 密数 字 调 制 器 道信 数 字 解 调 器解 密 器 码 器 译 道信 源 译 码 器信信宿信源编码：目的是提高系统的传输有效性。作用一是完成模拟信号向数字信号

3、的转换，二是 实现数字信号的压缩编码 。方法：抽样、量化、编码 信道编码与解码：目的是为了降低误码率，提高数字通信的可靠性。基本思想是信息码元序 列上附加一些监督码元。基本方法是检错重发，前向纠错，混合纠错。 加解密：目的是提高系统的安全性。基本原理是信息码元序列与伪随机序列码模二和。 数字调制：是将基带信号频谱搬移到指定频段上而成为频带信号的过程。常用的调制方式： 有幅度键控（ASK） 、频移键控（FSK） 、相位键控（PSK、DPSK） 。 3.通信系统的质量指标 3.通信系统的质量指标 有效性：是指在给定的信道上单位时间所能传送信息的多少，主要是速度。模拟通信系统, 用给定信道（即给定带

4、宽）内可传话路数的多少来衡量。数字通信系统，是以在给定信道内 信息传输速率 Rb 来衡量可靠性：是指接收端所恢复信号的准确程度，主要是质量 。模拟通信系统,用接收设备输出 端的信噪比（平均信号功率与噪声功率之比）来衡量。数字通信系统，用比特或符号的错误 概率来衡量。4.无线电通信 4.无线电通信 定义：无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式.优点：与有线通信方式相比，无 定义 线电通信具有通信建立迅速、通信距离远、机动灵活和组网容易等优点；缺点：衰落严重， 易受天电等外界干扰，容易被截获和窃听等 长波（千米波） ：101km 低频（LF）30300KHz； 中波（百米波） ：100010

5、0m 中频（MF）3003000KHz； 短波（十米波） ：10010m 高频（HF）330MHz 超短波（米波） ：101m 甚高频（VHF）30300MHz 无线电通信主要分为短波通信、超短波通信、微波中继通信、移动通信、卫星通信等。 无线电通信主要分为 无线电波主要有以下四种传播方式：地波传播、天波传播、视距传播、散射传播。 无线电波主要有以下四种传播方式 4.1 某系统在 125s 内传输 256 个二进制码元，计算信息传输速率；若该系统在 2s 传输时 间内有 3 个码元产生错误，试问其误码率是多少 错误比特数 误比特率为： peb = 传输总比特数错误码元数 误符号概率为： PeB

6、 = 传输总码元数4.2 已知八进制数字信号的码元传输速率为 1600Baud，试问它的信息传输速率是多少？R = R log M b B 25.短波信道和超短波信道的特性 5.短波信道和超短波信道的特性 短波通信主要依靠天波和地波两种传播方式；超短波主要传播方式为直线视距传播。 地波传播具有以下基本特性： （1）受到大地的吸收（2）具有绕射能力（3）传播稳定 6.电离层 电离层：离地面约 60450 公里的空间由低到高可分为 D（6090km） 、E（90150km） 、F1 6.电离层 （150200km）和 F2（200450km）四个导电层 7.超短波通信的优点是： 超短波通信的优点是

7、 7.超短波通信的优点是：频带宽，通信容量大；天线方向性强，有利于抗干扰；受昼夜和季 节变化的影响小，通信较稳定。其缺点是：通信距离较近，受地形地物的影响较大，电波通 过山岳、丘陵、丛林地带和高大建筑物时，会被部分吸收和阻挡，使通信困难或中断。 超短波通信特点： （1）通信距离在视线范围之内，超短波电波传播路径主要为直射波， 8. 超短波通信特点： 由于地球表面是弯曲的，加之电波绕射能力差，地形、地物对传播质量有一定的影响，一般 用于较近距离通信。 （2）超短波通信不受气候、昼夜变化的影响，传播稳定。 （3）天线可用 尺寸小、结构简单、增益较高的定向天线。 这样可用较小的发射机。 （4）便于实

8、施多路通信。 （5）调制方式通常用调频制，可以得到较高的信噪比。通信质量比短波好。 （6）接收点的 场强有波动现象 9.短波在电离层中的传播特性 . 最高可用频率 9.1 最高可用频率（MUF）指在实际通信中，能被电离层反射回地面的最高频率。FOT 称为最 佳工作频率。一般情况下 FOT=0.85MUF。 传输模式： 9.2 传输模式：单跳模式、2E 模式、多跳模式 多经传播： 9.3 多经传播：电波可以通过若干路径和不同的传输模式到达接收端，这种现象就称为多径 传播。 衰落：短波在电离层传播过程中，由于多径传播等原因，使接收端的信号出现叠加（干 9.4 衰落 涉） ，接收信号的强度出现忽大忽

9、小的随机起伏，称为衰落。多径干涉是引起衰落的主要原因，此外电离层特性的变化等因素也会引起衰落。 出现时间长短：快衰落和慢衰落；根据衰落产生的原因，可分为以下 3 种衰落。干涉衰落、 吸收衰落、极化衰落。采用分集接收技术、时频调制技术以及差错控制技术来对抗衰落 1）干涉衰落特征：具有明显的频率选择性；衰落信号的振幅服从瑞利分布；干涉衰落是一 种快衰落。采用频率分集的方法克服这种衰落 2）吸收衰落：接收点信号幅度的变化比较慢，其周期从几分钟到几小时（包括日变化） 。 对短波整个频段的影响程度是相同的（不存在频率选择性） 。克服吸收衰落，除了正确地选 择频率外，在设计短波线路时只能靠留功率余量来补偿

10、电离层吸收的增大。 3）极化衰落：克服方法采用极化分集 相位起伏（多普勒频移） ：短波在传播过程中存在多径效应，不仅使接收点的信号振幅 9.5 相位起伏 发生随机变化，也使信号的相位起伏不定 静区： 9.6 静区：地波和天波都覆盖不到，形成了短波通信的寂静区，简称静区 昼夜间信号差别： 9.7 昼夜间信号差别： 1）听收音机时，常会遇到夜间收到的信号多而强，白天收到的信号少而弱的现象。试解释 该现象：电离层的层数、各层的高度和电子密度在白天和夜间是不同的。在白天，电离层的 电子密度较大，而且存在 D 层。当电波穿过 D 层时受到的吸收很大，再加上 E 层和 F 层的吸 收，反射到地面的电波很弱

11、，只有少数在有效通信距离内大功率发信机送来的电波较强，故 收信机在白天收到的信号弱而少；在夜间，D 层消失，而且 E 层和 F 层的电子密度减小，这 样电波受到的吸收大大减小，反射到地面的电波较强，故收信机在夜间收到的信号多而强。 2）听收音机时，常会遇到白天收到的信号到了夜间就消失的现象。试解释该现象。 在夜间，由于电离层电子密度减小，本来白天由 E 层反射的电波，夜间则改由 F 层反射了。 F 层比 E 层高，形成的静区就大。本来某收信机白天位于 A 电波反射后的可收听区，到夜间 则位于 A 电波反射后的静区了。这样，有些在白天可收到的信号，到夜间反而收不到的。 10.短波通信系统 10.

12、短波通信系统 现代短波通信系统一般由带自适应链路建立功能的收发信主机、 自动天线耦合器、 电源以及 一些扩展设备，如高速数据调制解调器、大功率放大器等部分组成 10.1 短波信道对数据传输的影响 1）多径效应引起的衰落使传输的数据信号幅度减小，甚至完全消失，这是造成短波数据通 信中出现突发错误的主要原因。 2） 多径效应引起的波形展宽是传输的数据码元间互相串扰， 这是限制数据速率的主要原因。 3）电离层快速运动和反射层高度变化引起的多普勒频移，使发射信号要的频率结构发生变 化，相位起伏不定，从而造成数据信号的错误接收。 短波数据传输系统的抗多径和抗衰落的措施 10.2 短波数据传输系统的抗多径

13、和抗衰落的措施 1）高频自适应技术；2）抗衰落性能良好的调制键控技术 3）分集接收技术；4）差错控制 技术 10.3 时频组合调制 时频调制是一种组合调制， 由时移键空 （TSK） 和频移键控 （FSK） 组合而成的时频调制 （FTSK） 。 优点：具有良好的抗衰落性能；具有强的抗电台干扰和抗多径的能力； 若某一二进制数据流为 100011100 试画出其 TSK、FSK、FTSK 波形 10.4 分集接收技术 概念： 分集接收技术是指接收端消息的恢复是在多重接收的基础上， 利用接收到的多个信号 概念： 的适当组合或选择， 来缩短信号电平陡降到不能利用的那部分时间， 从而达到提高通信质量 和可

14、通率的技术分集方式： 分集方式：有空间分集、时间分集、极化分集和角度分集等 合并方式： 合并方式：选择式合并方式、等增益合并方式、最大比值合并方式 11.短波自适应通信 11.短波自适应通信 11.1短波自适应通信的基本概念 原因：短波通信主要依靠天波进行，而电离层反射信道是一种时变色散信道，其特点是路径 损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化，实时避开干 扰，找出具有良好传播条件的无噪声信道是提高短波通信质量的主要途径 任务：实时地跟踪和补偿短波信道的时变特性，保持通信的最佳化。 作用：有效改善了衰落现象 ；有效克服了“静区”效应 ；提高了短波通信的抗干扰能力；

15、 缩小了白天和夜间接收信号质量的差别；有效拓展了短波通信业务范围。 11.2 短波自适应通信技术发展的三个阶段 1）频率管理系统，特点是通信与探测分离，探测设备昂贵 2）2G-ALE 通信系统 ， 基本功能：RTCE 功能、自动扫描接收功能、自动建立链路功能、信道自动切换功能、选址 呼叫功能 特点：在通信系统中直接采用 RTCE 技术，对短波信道进行探测、评估和通信一并完成的短 波自适应电台。这种电台能够实时选择出最佳的短波通信信道，减少了短波信道的时变、多 径和噪声等对通信的影响， 使得短波通信频率随信道条件变化而改变， 从而确保通信始终在 质量最佳的信道上进行。成本大大降低，操作也变得非常

16、方便 3）3G-ALE 通信系统 特点：波形 3G-ALE 链路建立和数据传输采用统一的 8PSK 调制；信道分离 3G-ALE 系统将呼 叫信道与数据流信道分离， 并保持数据信道与呼叫信道相邻， 以使它们在传输特性上保持一 致；同步链路；驻留组划分；划分时隙 12.短波通信具有很多其他通信方式无法比拟的优势 12.短波通信具有很多其他通信方式无法比拟的优势 1）不需接力站中继即可实现远距离的通信，因而建设和维护费用低，建设周期短；2）通信 设备简单， 可以根据使用要求固定设置、 进行定点固定通信。 也可以背负或装入车辆、 舰船、 飞行器中进行移动通信；3）电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的灵活性；4） 短波通信对于自然灾害或战争的抗毁性较强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频 率以躲避干扰和窃听，破坏后容易恢复 13.短波通信的主要发展方向 13.短波通信的主要发展方向 ：采用实时选频技术，以选择最佳信道；采用各种自适应技 术，以适应变参和干扰严重的短波信道；采用新的调制制度、分集接收技术、差错控制技术 和压缩扩张技术等，进一步提高短波通信抗