通信原理考试重点

1、通信系统模型：信源-----发送设备-------传输媒介-------接收设备------信宿干扰2、通信系统的分类（1）按消息的物理特征分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、多媒体通信系统（2）按调制方式分类：基带传输、调制传输（3）按传输信号的特征：模拟通信系统、数字通信系统（4）按通信方式不同：单工通信、双工通信、半双工通信（5）按传送信号的复用方式：频分复用、时分复用、码分复用（6）按传输媒介类型：有线通信、无线通信3,、通信系统的质量指标：有效性、可靠性4、码元速率Rs,信息速率Rb:)/(log2sbNRRsb5、信息量：（1）某离散消息xi所携带的信息量（2）N个符号的离散消息源的平均信息量（3）互信息量（4）条件平均信息量)/(log),()/()()/(log),()(log)()()(log)(1log)(111xyyxyxxyxyxxxxxxiiiiNiNiiiiiiiiiiNiiiiPPHPPIPPXHPPI6、信道容量：有扰离散信道的最高信息传输速率。7、香农公式：)/)(1(log2sbNSWC8、调制分为：DSB调制和AM调制。9、解调：AM（包络检波），DSB（相干解调）。相干解调的关键是必须产生一个同频同相的载波。10、单边带（SSB）：SSB调制用相移法和滤波法，SSB解调用相干解调。11、希尔伯特变换的含义与作用：含义：物理可实现的系统的传递函数其实部与虚部之间存在对应的确定关系成为希尔伯特变换作用：时域解析信号的实部与虚部是一对希尔伯特变换，希尔伯特变换及其性质对于分析单边带信号十分有用。12、加性噪声分为：脉冲干扰，起伏干扰（各态历经平稳高斯白噪声）。“高斯”噪声是指它的概率密度函数为正态分布。“白”噪声是指它的功率谱密度为均匀分布。“平移”是指其概率密度函数与时间无关。“各态历经”则是指其统计平均与时间平均相等。13、用信噪比增益G作为不同调制方式下解调器抗噪声性能的度量，定义为NSNsiiG//00线性调制相干解调的抗躁性能：2GDSB抗躁性能相同（可靠性相同）；1GSSB双边带信号所占带宽为单边带的2倍（有效性不同）常规调幅包络检波的抗躁声性能：小噪声情况：1GAM（相干解调时：1GAM）；大噪声情况（门限效应由非线性解调引起；相干解调不存在门限效应）14、频分复用概念：若干路信息在同一信道中传送称为多路复用，按频率分割信号的方法叫频分复用。应用：载波电话，立体声调频，电视广播。15、频率调制：幅度不变瞬时角频率是调制信号的线性函数：])(cos[)(dttftAtKwSFMcFM相位调制：幅度和频率Wc均不变，瞬时相位偏移为f（t）的线性调制)](cos[)(tftAtKwSFMcPM窄带调制定义：最大瞬时相位偏移远小于30度。窄带调频（）窄带调相（）宽带调频调频指数ffwAKwwmmmFmmFMmaxmax，卡森公式fBBmFMFM)1(2，贝塞尔函数特征宽带调相带宽fBmFMFM)1(2，调相指数（AKMPMPM），调相信号带宽Bpm随着Wm增长成比例增大。16产生调频信号的方法：直接法，倍频法。调频信号的解调：非相干解调，相干解调（只适用于窄带调频）。17调频系统非相干解调的抗躁性能：大信噪比（33FMFMG），小信噪比：门限效应（）18调频系统采用预加重和去加重改善信噪比：预加重和去加重原理：在发送调制之前提升输入信号的高频分量，而在接收端解调之后作反变换，压低高频分量，使信号频谱恢复原始形状，这样就能减少在提升高频分量后所引入的噪声功率，因为在解调后压低信号高频分量的同时高频噪声功率也收到了抑制，通常把发送端对输入信号高频分量的提升称为预加重，解调后对高频分量的压低称为去加重。1、脉冲编码调制（PCM）—将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。PCM编码包括如下三个过程。抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。2、低通抽样定理：一个带限在（0，fH）内的连续信号x(t)，若抽样频率fs大于等于2fH，则可用抽样序列{x(nTs)}无失真地重建恢复原始信号x(t).若抽样频率fs2fH，则会产生失真，称为混叠失真。带通抽样定理：设带通信号的上截止频率为fH，下截止频率为fL，则带宽B=fH-fL，此时fs应满足：3、内插公式：用时域表达重建信号的公式4、抽样：理想抽样自然抽样平顶抽样5、标量量化：量化电平（重建电平）分层电平量化间隔6、量化误差均方值：31212)(121121kkLKkLkkqPP当k很小时322)()(121kvvqpk分层电平应取在相邻重建电平的中点，重建电平应取在量化间隔的质心上。7、均匀量化：量化间隔为常数LVk2不过载噪声2223LVq8、最佳非均匀量化：9、A（A=87.6）律13折线法采用折线近似方式后，加入正弦信号，信噪比的曲线会出现起伏现象，这是因为在每段折线起始部分，量化间隔成倍增加，量化噪声功率增加很快，而信号功率并没有很快增加，造成量化信噪比有所下降。共有6个起伏，7个峰值9、折叠二进制码的优势：当信道中有误码时，折叠二进制码产生的失真误差功率最小。10、A律的国际标准PCM编码MM11MM22MM33MM44MM55MM66MM77MM88极性码M1:段落码M2M3M4：表示量化采样值所在段落的序号。电平码(段内码)M5M6M7M8：表示每一段落内的16个均匀量化级。11、差分脉码调制(DPCM)的基本原理：通过预测和差分编码方式来减少冗余,实现数据压缩的目的。（全极点预测器）自适应差分脉码调制(ADPCM)的预测信号是用线性预测的方法产生的，线性预测器可分为：极点预测器和零点预测器。12、增量调制∆M的主要优越性:(1)低比特率时，量化信噪比高于PCM。(2)抗误码性能好,能在误码率较高的信道里工作(3)∆M的编码、译码比PCM简单。包括:改进型增量调制和差分脉冲编码调制13、增量调制∆M的原理：M可以看成是PCM的一种特例。它只用一位编码，不是表示采样值的大小，而是表示采样时刻波形的变化趋势。14、时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。（经过采样、量化、编码的信号，包括PCM、ADPCM、M等，采用时分复用的方式进行传输）15、TDM方式的优点（相对与FDM）1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。2、信道的非线性在FDM中产生交调和高次谐波，严重干扰信号的传输。TDM方式的缺点（相对与FDM）TDM（特别是同步TDM）对系统的同步要求高，系统控制复杂。16、基群帧：采用TDM的数字通信系统，在国际上已建立起标准.原则上是先把一定路数的电话复合成一个标准数据流(称为基群)，基群数据流的构造结构称为基群帧。E1帧结构帧长：125s（256bits）——1个抽样周期32个时隙每时隙8bit（3.9s＝125÷32）每比特时长0.488s＝125÷256TS0：帧同步、告警，帧同步序列为0011011，在偶数帧传送。奇数帧的第2比特固定为1。TS16：控制信令（在复帧结构下分配使用）TS1～TS15和TS17～TS31共30个时隙传送30路话音或数据。E1基群帧的帧长和速率1、共32个时隙（TS0用于传同步字节，TS16用于传线路信令，其它30个时隙用于传30路话）。2、每时隙8比特（传语音信号的一个采样值），每帧有32*8=256比特，即为帧长。3、采样频率为8K，采样周期为125us,即每帧必须在125us之内传完，传输率为256/125(bit/us)=2.048Mb/s17、数字复接的基本概念：把这种两路或两路以上的低速数字信号合并成一路高速数字信号的过程称为数字复接。数字复接原理：将各支路数字脉冲变窄，将相位调整到合适位置，并按一定的帧结构间插排列起来。数字复接系统包括数字复接器和数字分接器两大部分：数字复接系统包括三个主要部分：定时、码速调整、复接。数字分接系统包括：同步分离、产生定时、分接、支路码速恢复。在传输线路的接收端把一个复合数字信号分离成各分支信号的过程，称为数字分接。将数字复接器和数字分接器用于信道传输，就构成了数字复接系统18、数字复接的分类:同步复接、异步复接、准同步复接准同步复接包括码速调整和同步复接码速调整分为：正码速调整、正/负码速调整、正/零/负码速调整19、帧同步：在时分复用系统中，要保证接收端能正确恢复原支路信号，必须要有一个同步系统来正确识别同步信息并对接收端分路器进行同步控制。置位同步法：1、同步态的捕捉与校验在集中插入帧同步码组的复用设备中，例如PCM30/32终端机。一旦从输入总码流中检出帧同步码组0011011，则对接收机定时系统直接设置初始相位。然后再经两帧校验，如果仍能检出同步码组，就确定已进入同步态；如果不存在帧同步码组，则判断前次检出的是假帧同步信号，予以放弃。再以下一个检出的帧同步码组开始，重新进行捕捉和校验。2、失补态的校验与重新捕捉同步态系统处于同步态时，会因为干扰或中断，使帧同步码组丢失，经过三次校验，如果均丢失同步信息，就宣布进入失步态，开始另一次捕捉过程。20、数字基带信号的码型设计原则:（1）对于传输频率很低的信道来说，线路传输码型的频谱中应不含直流分量。（2）可以从基带信号中提取位定时信号。在基带传输系统中，需要从基带信号上提取位定时信息，这就要求编码功率谱中具有位定时线谱。（3）要求基带编码具有内在检错能力。（4）码型变换过程应具有透明性，即与信源的统计特性无关。（5）尽量减少基带信号频谱中的高频分量。这样可以节省传输频带，提高信道的频谱利用率，还可以减少串扰。21、二元码：22、三元码：23、波形的无失真传输条件：奈奎斯特三准则奈奎斯特第一准则：抽样值无失真用于点态抽样恢复信码的系统，称为抽样值无失真。准则：如果信号经传输后，整个波形发生了变化但只要其特定点的抽样值保持不变。那么用再次抽样的方法可以准确无误地恢复信码。充要条件：接收波形S(t)仅在本码元抽样时刻有最大值，而在其它码元的抽样时刻其值为0。即奈奎斯特第二准则：转换点无失真恢复信码方式：以一定电平对接收波形限幅，由此产生的脉宽正好等于码元间隔的矩形波。奈奎斯特第三准则：脉冲波形面积保持不变24、部分响应波形：用多个相隔一定码元间隔的sinx/x来合成波形，使之符合基带传输的波形要求。I类部分响应波形：用两个时间上相隔一个码元宽度Tb的波形sinx/x相加形成的合成波形替代sinx/x波形。IV类部分响应波形：用两个时间上相隔两个码元宽度Tb的波形sinx/x相减形成的合成波形替代sinx/x波形。第I类和第IV类得到广泛应用的原因：其部分响应信号的抽样值电平数比其他类别少。25、相关编码与预编码：为避免因相关编码而引起的“差错传播”现象，通常在相关编码之前进行预编码。26、扰码和解扰加扰：对信码作有规律的随机化处理意义：1、减少连“0”或连“1”长度，保证接收机能提取到位定时信号。2、使加扰后的信号频谱更能适合基带传输。3、保密通信需要。解扰是加扰的逆过程，在接收端实施。27、m序列码的产生什么是m序列？1、又称最长线性反馈移位系列，由带线性反馈的移位寄存器产生。2、具有最长序列，如果是n级移位寄存器产生的序列，最长周期是2n-1。3、周期与移位寄存器级数、现行反馈逻辑和移位寄存器的初始状态有关。m序列具有如下性质：1、n级移位寄存器产生的m序列，周期为2n-1。2、除全0状态外，n级移位寄存器可以出现的各种状态在m序列中各出现一次，由此可知m序列中“1”“0”的出现概率大致相同，“1”码只比“0”码多一个。3、一个序列中连续出现的相同码称为一个游1/8，最后有一个连“1”码的长度为n，有一个连“0码的长度为n-1，总游程数为2n