通信原理复习资料

第一章1、模拟通信系统模型按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信通信分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。2、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。信源编码有两个功能：（！）提高信息传输的有效性；（2）完成模/数（A/D）转换。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。3、数字通信的特点优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累（2）传输差错可控（3）便于处理、变换、存储（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输（5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻（6）易于加密处理，且保密性好缺点：（1）需要较大的传输带宽（2）对同步要求高4、通信系统的分类（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（频带或调制）传输系统调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1（3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统（4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统（5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用5、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信模拟通信系统模型信息源信源编码信道译码信道编码信道数字调制加密数字解调解密信源译码受信者噪声源数字通信系统模型6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。8、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。可靠性：常用误码率和误信率表示。码元传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）信息传输速率Rb：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/秒第二章1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。2、确知信号的类型（1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号（2）按照能量区分：能量信号和功率信号特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于第三章1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。2、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。3、窄带随机过程：若随机过程(t)的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围f内，即满足ffc的条件，且fc远离零频率，则称该(t)为窄带随机过程。4、在分析通信系统的抗噪声性能时，常用高斯白噪声作为通信信道中的噪声模型。第四章1、信道分类：（1）无线信道－电磁波（含光波）（2）有线信道－电线、光纤2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。3、传输电信号的有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。5、调制信道分类：随参信道和恒参信道。随参信道：特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。恒参信道：信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。称为恒定参量信道，简称恒参信道。6、将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。7、按噪声来源分类（1）人为噪声－例：开关火花、电台辐射（2）自然噪声－例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声热噪声：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。8、信道容量－指信道能够传输的最大平均信息速率。9、连续信道容量：式中S－信号平均功率（W）；N－噪声功率（W）；B－带宽（Hz）设噪声单边功率谱密度为n0，则N=n0B故上式可以改写成：第五章P126页小结；P121页表5-1各种模拟调制系统的比较。1、调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。2、载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。3、解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。4、调制的目的：（为什么要进行载波调制？）（1）提高无线通信时的天线辐射效率。（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。5、最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。6、幅度调制通常又称为线性调制。角度调制通常又称为非线性调制。信息源信源编码信道译码信道编码信道数字调制加密数字解调解密信源译码受信者噪声源编码信道调制信道)/(1log2sbNSBCt)/(1log02sbBnSBCt第六章P172页小结1、数字基带信号：未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。2、在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。3、数字基带信号的常用波形有：单极性非归零波形、双极性非归零波形、单极性归零波形、双极性归零波形、差分波形和多电平波形。4、AMI码：全称传号交替反转码；将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。5、HDB3码：全称3阶高密度双极性码它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。6、信道信号形成器（发送滤波器）的功能是产生适合于信道传输的基带信号波形。7、误码产生的原因：（1）码间串扰（2）信道加性噪声8、无码间串扰的条件：（1）时域条件；（2）频域条件（奈奎斯特第一准则）9、眼图：是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。10、部分响应系统可用来提高基带传输系统的有效性（频带利用率）。其过程可概括为“预编码—相关编码—模2判决”。11、实际中为了减小码间串扰，提高系统可可靠性，需要采用均衡器进行补偿。均衡器可分为频域均衡器和时域均衡器。实用的时域均衡器是有限长的横向滤波器。第七章P234小结1、数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。2、数字解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。3、数字调制技术有两种方法：（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制；（2）通过开关键控载波，通常称为键控法。4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。5、振幅键控（2ASK）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。6、2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。7、2ASK信号解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。9、2FSK信号的产生方法：（1）采用模拟调频电路来实现：（2）采用键控法来实现。10、2FSK信号的解调方法：非相干解调和相干解调。11、相移键控（2PSK）：利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。13、二进制差分相移键控（2DPSK）：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。15、二进制调制系统的性能比较（1）误码率（2）频带宽度2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度.2FSK系统的频带宽度（3）对信道特性变化的敏感性如果抗噪声性能是最主要的：则考虑相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；如果要求较高的频带利用率：则应选择相干2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取；如果要求较高的功率利用率：则应选择相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；若传输信道是随参信道：则2FSK具有更好的适应能力；若从设备复杂程度考虑：则非相干方式比相干方式更适宜。第九章P294小结1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。3、抽样定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率fH，则以间隔时间为T1/2fH的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。4、恢复原信号的条件是：即抽样频率fs应不小于fH的两倍。这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调421rerfc421re221rerfc221rererfc21rerfcre21sPSKASKTBB222sFSKTffB2122Hsff25、此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于式中，B－信号带宽；n－商(fH/B)的整数部分，n=1，2，…；k－商(fH/B)的小数部分，0k1。6、对于窄带信号，带通模拟信号的抽样定理可简化为：6、周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）7、3种脉冲调制：（1）脉冲振幅调制(PAM)（2）脉冲宽度调制(PDM)（3）脉冲位置调制(PPM)8、量化分为：（1）均匀量化：抽样值区间是等间隔划分的；（2）非均匀量化：抽样值区间是非均匀划分的。9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。11、对于均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。12、ITU制定了两种压缩建议：A压缩率和μ压缩率，以及相应的近似算法——13折线法和15折线法。我国大陆、欧洲各国以及国际间互连时采用A压缩率及相应的13折线法。13、脉冲编码调制（PCM）是从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程：14、PCM系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。15、为了降低数字电话信号的比特率，改进办法之一是采用预测编码方法。广泛应用的一种预测编码方法就是差分脉冲编码调制（DPCM）。16、增量调制（ΔM或DM）可以看成是一种最简单的DPCM。)1(2nkBfsBfs2