什么样的条件下我们会假设信号严格平稳随机信号证明?

1.何谓随机过程?它具有什么特点?

答:随机过程是所有样本函数的集合,是在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。

2.具有随机性,每个样本函数都是一个确定的数值,但是都不可预知

2.随机过程的数字特征主要有哪些?分别表征随机过程的什么特性?

答:1.均值〔数学期望〕:表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。

2.方差:表示随机过程在t时刻相对于均值的偏离程度。

3.相关函数:衡量随机过程在任意两个时刻获得的随机变量之间的关联程度。

3.何谓严平稳?何谓广义平稳?它们之间关系如何?

答:假设一个随机过程的统计特性与时间起点无关,那么称其为严平稳过程。

假设过程的均值是常数且自相关函数只与时间间隔有关,那么为广义平稳过程。

假设一个过程是严平稳的,那么它必是广义平稳的,反之不一定成立。

4.平稳过程的自相关函数有哪些性质?它与功率谱密度的关系如何?

答:偶函数;R〔0〕等于平均功率且为最大值。

功率谱密度是自相关函数的傅里叶变换。

5.什么是高斯过程?其主要性质有哪些?

答:如果随机过程的任意n维分布均服从正态分布,那么称它为正态过程或高斯过程。

性质:1.高斯过程的n维分布只依赖各个随机过程的均值,方差和归一化协方差。

2.广义平稳的高斯过程也是严平稳的。

3.如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的,那么她们也是统计独立的。

4.高斯过程经过线性变换后的过程仍是高斯过程。

6.高斯随机变量的分布函数与Q(X)以及erf(x)函数的关系如何?如何求输出过程的均值和

7.随机过程通过线性系统时,输出与输入功率谱密度的关系如何?如何求输出过程的均值和

8.什么是窄带随机过程?它的频谱和时间波形有什么特点?

答:假设随机过X(t)的谱密度集中在中心频率f附近相对窄的频带范围内且f远离0频率,

那么成为窄带随机过程。

窄带随机过程的一个样本的波形如同一个包络和相位随机缓变的正弦波。

9.窄带高斯过程的包络和相位分别服从什么概率分布?

答:包络服从瑞利分布;相位服从均匀分布。并且包络和相位统计独立。

10.窄带高斯过程的同相分量和正交分量的统计特性如何?

答:一个均值为0的窄带平稳高斯过程,它的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程,而

且均值为0,方差也相同。此外,同一时刻上得到的同相分量和正交分量是互不相关或统计

11.正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从什么分布?

答:服从广义瑞利分布,又称为莱斯分布。

12.什么是白噪声?其频谱和自相关函数有什么特点?白噪声通过理想低通或理想带通滤波

答:白噪声:如果噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数,那么称为白噪声。

频谱是在任率都为n/2的常数,自相关函数为t=0时幅值为n/2的冲激。

白噪声通过理想低通或理想带通滤波器后输出的噪声为低通白噪声或带通白噪声。

13.何谓高斯白噪声?它的概率密度函数、功率谱密度如何表示?

答:高斯白噪声:如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,那么称为高斯白噪声。

14.不相关、统计独立、正交的含义各是什么?它们之间的关系如何?

1.何谓调制?调制在通信系统中的作用是什么?

答:所谓调制,就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

2.什么是线性调制?常见的线性调制方式有哪些?

答:幅度〔线性〕调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号做线性变化的

信号的波形和频谱有哪些特点?

答:AM的波的包络与调制信号完全一样。

AM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。

4.与未调载波的功率相比,AM信号在调制过程中功率增加了多少?

答:AM的总功率包括载波功率和边带功率,增加的是载波功率。

5.为什么要抑制载波?相对AM信号来说,抑制载波的双边带信号可以增加多少成效?

答:因为载波分量不携带信息,并且使AM信号的功率利用率低,所以需要抑制载波。

DSB的调制效率到达100%。

信号的产生方法有哪些?各有什么技术难点?

答:产生SSB的方法有滤波法和相移法。

滤波法的技术难点:边带滤波器的制作。

相移法的技术难点:宽带相移网络H(w)的制作。

滤波器的传输特性应满足什么条件?为什么?

答:残留边带滤波器的特性H〔w〕在正负Wc处必须具有胡不对称性。

8.如何比拟两个模拟通信系统的抗噪声性能?

答:用解调器的抗噪声性能来衡量,而输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。

和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同?为什么?

10.什么是频率调制?什么是相位调制?两者关系如何?

答:频率调制:在调制时,假设载波的频率随调制信号变化,那么称为频率调制。

相位调制:假设载波的相位随调制信号而变那么称为相位调制。

关系:如果将调制信号先微分,而后进行调频,那么得到的是调相波。

如果将调制信号先积分,而后进行调相,那么得到的是调频波。

11.什么是门限效应?AM信号采用包络检波时为什么会产生门限效应?

答:当输入信噪比低于一定数值时,解调器的输出信噪比急剧恶化,这种现象称为门限效应。

12.为什么相干解调不存在门限效应?

答:因为门限效应是因为非相干解调器的非线性引起的。

13.比拟调幅系统和调频系统的抗噪声性能。

14.为什么调频系统可进行带宽和信噪比的互换,而调幅不能?

答:因为在调幅制中,由于信号带宽是固定的,所以无法进行带宽和信噪比互换。

而在调频系统中,输出信噪比相对于调幅的改善与他们带宽比的平方成正比,这就意味

着对于调频系统来说,增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。

系统的调制制度增益和信号带宽的关系如何?这一关系说明什么问题?

答:加大调制指数,可使调频系统的抗噪声性能迅速改善,但传输带宽也随之增加。因此,

调制指数的选择要从通信质量和带宽限制两方面考虑。

系统产生门限效应的主要原因是什么?

答:非相干解调器的非线性作用引起的。

系统中采用加重技术的原理和目的是什么?

答:设计思想是保持输出信号不变,有效降低输出噪声。目的是提高调制频率高频段的输出

18.什么是频分复用?

答:频分复用是一种看频率来划分信道的方式。

1.模拟信号在抽样后,是否变成时间离散和取值离散的信号了?

答:模拟信号抽样后,他在时间上是离散的,但是其取值仍然是连续的,所以是离散模拟信

2.描述模拟信号抽样和PAM的异同点。

3.对于低通模拟信号而言,为了能无失真恢复,理论上对于抽样频率有什么要求?

4.说明什么是奈奎斯特抽样速率和奈奎斯特抽样间隔。

答:恢复原信号时的条件是:Fs不小于2Fm,这一最低频率2Fm称为奈奎斯特抽样速率。

与此相应的最大抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。

5.说明抽样时产生频谱混叠的原因。

答:抽样速率低于奈奎斯特速率。

通信通常用的标准抽样频率是多少?

7.信号量化的目的是什么?

答:模拟信号经过抽样后变成在时间上的离散信号,但仍是模拟信号。这个抽样信号必须经

过量化才成为数字信号。

8.量化信号有哪些优点和缺点?

9.对信号进行非均匀量化有什么优点?

10.在A律特性中,假设选用A=1,将得到什么压缩效果?

11.在u律特性中,假设选用u=0,将得到什么压缩效果?

12.13折现率中折线段数为什么比15折线律中的少2段?

13.我国才用的量化标准,是符合13折线律还是15?

14.在PCM信号中,为什么用折叠码进行编码?

答:对于折叠码,除了最高位符号相反外,其上下两局部还呈现映像关系。

15.何为信号量噪比?他有没有方法消除?

答:量化输出电平和量化前信号的抽样值一般不同,即量化输出电平有误差。这个误差常成

为量化噪声,并用信号功率与量化噪声之比衡量此误差对于信号影响的大小。

16.在PCM系统中,信号量噪比和信号带宽有什么关系?

答:信号量噪比=2的2〔B/Fh〕次幂。

17.增量调制系统中有哪些种量化噪声。

答:一般量化噪声:由于编码、译码时用阶梯波形去近似表示模拟信号波形,由阶梯本身的

过载量化失真:信号变化过快引起失真。

和增量调制之间有什么关系?

答:增量调制可以看成是一种最简单的DPCM。当DPCM系统中量化器的量化电平为2时,

此DPCM系统就成为增量调制系统。

19.时分复用的优点?

答:便于实现数字通信、易于制造、适于采用集成电路实现、生产本钱较低。

20.复用和复接的异同点?

1.数字基带传输系统的根本结构及各局部的功能如何?

2.数字基带信号有那些常用的形式?它们各有什么特点?他们的时域表达式如何?

答:单极性波形、双极性波形。单极性归零波形、双极性归零波形。差分波形。多电平波形。

3.研究数字基带信号功率谱的意义何在?信号带宽怎么确定?

答:由于数字基带信号是一个随机脉冲序列,没有确定的频谱函数,所以只能用功率谱来描

述它的频谱特性。RZ基带信号的带宽为Fs,,RZ基带信号的带宽为2Fs。

4.构成AMI和HDB3码的规那么是什么?它们各有什么有缺点?

答:AMI码:将“1〞交替变换为+1和-1,“0〞保持不变。缺点:当原信码出现长连“0〞

时,信号的电平长时间不跳变,造成提取定时信号的困难。

HDB3码:V与前一个非0脉冲极性相同,相邻的V之间极性必须交替。缺点:编码

5.简述双相码和差分双相码的优缺点?

答:双相码:他在每个码元间隔的中心点都存在电平跳变,所以含有丰富的位定时信息,且

没有直流量,编码简单。缺点是占用带宽加倍,使频带利用率降低。

差分双相码:解决了双相码因极性反转二引起的译码错误。

6.什么是码间串扰?它是怎样产生的?对通信质量有什么影响?

答:所谓码间串扰,是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使

前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰。

码间串扰严重时,会造成错误判决。

7.为了消除码间串扰,基带传输系统的传输函数应满足什么条件?其相应的冲激相应应具有

答:一个实际的H(w〕特性假设能等效成一个理想低通滤波器,就可以实现间串扰。其

冲激相应在t=正负KTs时有周期性零点。

8.何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽?此时的频带利用率有多大?

答:将理想低通传输特性的带宽1/2Ts称为奈奎斯特带宽。将该系统间串扰的最高传输

速率2Fn称为奈奎斯特速率。此时的频带利用率为2。

9.什么是最正确判决门限电平?

答:在A和噪声功率一定的条件下,可以到一个使误码率最小的判决门限电平,称为最

10.在二进制基带传输过程中,有哪两种误码?它们各在什么情况下发生?

答:码间串扰和信道加性噪声造成误码。

11.在P(1)=P(0)=1/2时,对于传送单极性基带波性和双极性基带波形的最正确判决门限电平

12.间串扰时,基带系统的误码率与哪些因素有关?如何降低系统的误码率?

13.什么是眼图?它有什么用处?眼图模型可以说明基带传输系统的那些性能?具有升余弦

脉冲波形的HDB3码的眼图应是什么样的图形?

14.什么是局部响应波形?什么是局部响应系统?

15.局部响应技术解决了什么问题?第4类局部响应的特点是什么?

16.什么是频域均衡?什么是时域均衡?横向滤波器为什么能实现时域均衡?

17.时域均衡器的均衡效果是如何衡量的?什么是峰值失真准那么?什么是均方失真准那

1.什么是数字调制?它与模拟调制相比有哪些异同点?

2.数字调制的根本方式有哪些?其时间波形上各有什么特点?

3.什么是振幅键控?OOK信号的产生和解调方法有哪些?

4.2ASK信号传输带宽和波特率或者基带信号的带宽有什么关系?

5.什么是频移键控?2FSK信号产生和解调有什么方法?

6.2FSK信号相邻码元的相位是否连续变化与其产生方法有何关系?

7.相位不连续2FSK信号的传输带宽与波特率或基带信号的带宽有什么关系?

8.2PSK信号和2DPSK信号可以用哪些方法产生和解调?

9.2PSK信号和2DPSK信号的功率谱及传输带宽有何特点?

10,。二进制数字调制系统的误码率与什么有关?

15.何谓多进制数字调制?与二进制相比有什么优势?

1.何谓MSK?MSK信号对每个码元持续时间T内包含的载波周期数有什么要求?

1.数字信号的最正确接受以什么指标为准那么?

2.写出二进制信号的最正确接受的判决准那么.

3对于二进制双极性信号,试问最正确接受判决门限值应该等于多少?

4.画出二进制确知信号最正确接收机方框图。

5.数字信号误码率和信号波形的关系?

6.何谓匹配滤波?冲激相应与信号波形有什么关系?其传输函数和信号频谱有什么关系?

7.滤波器的物理可实现性条件?

8.如何才能使普通接收机误码率到达最正确接收机的水平?

9.何谓相关接收?画出2FSK的相关接受方框图

10.比拟相关接收和匹配滤波的异同点。什么条件下两者能给出相同的输出信噪比?

11.对于理想信道,最正确基带传输系统的发送滤波器和接收滤波器特性有什么关系?

1.采用过失控制的目的是什么?

2.常用的过失控制方法有哪些?有什么优缺点?

3.什么是分组码?构成有什么特点?

4.码率码重码距的定义。

5.什么是奇偶监督码?检错能力如何?

6.什么是线性码?有什么重要性质?

7.什么是系统分组码?举例说明

8.什么是循环码?生成多项式如何确定?

9.卷积码和分组码之间有什么异同点?卷积码是否为线性码?

多if语句逻辑综合工具会将其映射为有优先级的级联的多路选择器。

 问题: 假设b信号的延迟较大,到来较晚,那么,电路应该如何修改?

 原则上,把b信号这个赋值支路放在最后一个mux上,这样可以隐藏其较大的延迟。

直接把b这个分支放在最后,这样修改是否可行?

结果: 这和原有的电路的逻辑是不一样的。

需要将原有输出为b的条件都放在最后一个分支。

当if语句中有一个控制信号来的比较晚。如何针对这个信号进行优化?

尽可能把这个延迟较大的分支单独拿出来,放到离出口最近的选择器中。

这个条件为真,其次, 其他条件为假。

把其他条件为真的结果进行汇总。形成pre_cond值。

否则等于其他分支的值 

分析单if语句嵌套case语句。case语句有一个分支到来的比较晚。怎么优化?

下面的代码对应的电路结构是什么? 

把case中尽可能晚到的数据支路,放到最后一级mux中

对if else和case中的其他支路条件进行提取

总结FIRST_IF信号,将最终结果判断放在单独always块中

否则输出原有其他分支的结果

这个电路, 首先,一个MUX,选出来PTR,连续经过减法器、然后经过加法器,得到结果count。

和前面的例子区别,前面的例子是解决分支支路的延时。

假设控制信号CONTROL来的比较晚,针对这种数据通道的电路。如何修改提高电路性能

注意"先加后选"和"先选后加"两种方法对数据通道延迟的影响。

本例选择先选后加,使得本来就比较慢的控制通道,延迟变得更大。 

选择先加后选,将原有数据通道复制,然后将选择信号放在最后,改善选择信号延迟。

这个代码中包含一个加法器和一个比较器。假设A信号到来较晚,如何修改能够提高电路性能? 

重点关注电路中的加法器、乘法器等较为复杂的逻辑单元,尽可能少使用。 

  • 首先应该学会估计设计使用资源的数量(如使用了多少个触发器、加法器、乘法器。这个过程也可以借助一些工具完成)
  • 最终应该知道设计中哪些部分占用了较大的面积,进而分析改进的方法。

在设计中考虑改进的攻点:

和时延问题一样,组合逻辑是改进的攻点。对应到RTL代码,就是各种操作符

以下这些操作符都可能产生较大的组合逻辑,使用时应加以重视:

  • ”+”、“-"、“×”、“÷”

要知道,RTL代码中的一个“+"可能对应着一个64位的加法器。 

对于这些操作,首先应该判断其必要性,是否能用更简单的运算代替

所以,只要判断A[5]是否等于1,就可以判断A是否小于32

这样就可以使用一个1bit的逻辑门代替了6bit的比较器。

 碰到像32这样的定值数据,都可以这么考虑。

如果,必须使用复杂的运算符,则应考虑是否可以资源共享。

        尽管电路逻辑综合工具也会在综合的过程中采用资源共享的方法进行优化,但是,综合器的策略是有限的,因此,在编写RTL的时候,应该尽量考虑共享,而不是把这项工作完全留给综合工具。

 这样可以减少两个不必要的加法器,

实际的设计中资源共享可能 不会像这样明显,因此,平时应该按照这样的思路多多练习

优化设计中的多比特信号 

 除了操作符,多比特的信号也往往会占用较大的资源

        因为使用这些信号的操作都是对所有的比特进行的,相当于成倍使用资源。因此,对这类信号的操作也应重视。

一点,就是编写代码时,应对操作符有足够的重视,对有可能简化的地方尽量简化。逻辑简化往往在减少面积的同时也减少了延迟,因此,是值得花费一些时间的。

电路动态功耗计算公式:

 因此,低功耗设计的方法,基本上是减小a、f、c、v。

但是负载电容c和工作电压v是RTL设计无法改变的因数。

所以在RTL级主要考虑尽量降低电路的翻转频率

对于功耗控制,主要措施包括如下:

(2)增加使能信号,使得部分电路只有在需要工作时才工作

(3)对芯片各个模块进行控制,在需要工作时才工作

(4)尽量减少毛刺在电路中的传播

        但是,毛刺在设计中无法避免,因此,只有尽量减少毛刺在电路中的传播,才可以减少功耗。即,在设计中,尽量把产生毛刺的电路放在传播路径的最后。

(5)对于有限状态机,可以通过低功耗编码来减少电路的翻转。

举例:从状态A到状态B 

使用这些技术时,注意:

  • 首先考虑全局的功耗控制
  • 然后再RTL编码中,注意消耗功率较多的电路(如状态机、译码器、多路选择器等)
  • 最后,在综合中,使用门控时钟和其他减少功耗的优化技术

门控时钟和增加使能控制的区别:

  • 增加使能:仅仅是使得电路的信号不在翻转,但是时钟每个周期还会继续翻转。
  • 门控时钟:直接关掉时钟。(这种方法效果更好)

 热点产生原因:RTL编码时使用了特定的结构,如很大的 MUX


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