通信原理知识点推荐

《通信原理知识点推荐》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理知识点推荐（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、20XXKnowledge Points知识点汇编知识点归纳 | 借鉴学习第1课 绪论一、通信与通信系统的一般概念 1. 通信：传输与交换消息的过程。2. 电通信：用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输与交换，以达到通信的目的。3. 通信系统：为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。二、通信系统的组成和各部分的作用1. 信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。（如电话机、话筒、摄像机、计算机以及各种数字终端设备）2. 发送设备：对原始电信号进行各种处理和变换，使它变换成适合于信道中传输的形式。（调制、放大、滤波及数字发送设备中的编码功能等）3.

2、信道（传输媒介）：发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒介（有线和无线两大类）4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号（放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能）5. 信宿（收信者）：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息（人、各种终端设备、计算机）噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。三、模拟通信与数字通信1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。3. 模拟信号与数字信号的

3、区别：模拟（连续）信号不一定在时间上也连续；数字（离散）信号不一定在时间上也离散4. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：（1） 抗噪声性能好；（2） 数字接力通信（中继）时可以消除噪声的积累；（3） 可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量；（4） 便于加密，实现保密通信；（5） 便于处理、存储、交换；（6） 便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功 能增强。5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。（以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的

4、场合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。） 问题1 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？ 答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。问题2 数字电话与模拟电话有什么区别？ 答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。 四、通信系统的分类1、按消息的物理特征分类（业务） 如电报、电话、数据、图像通信系统2、按调制方式分类 基带传输：未经调制的信号直接传输（音频和数字基带） 调制传输：对各种信号变换方式后进行传输的总称

5、。3、按信号特征分类 最常用分为模拟与数字通信系统两大类4、按信号复用方式分类 频分复用：用频谱搬移使不用信号占据不同的频率范围（主要用于模拟通信） 时分复用：用脉冲调制使不同信号占据不同的时间区间（主要用于数字通信） 码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号（主要用于扩频通信）5、按传输媒介分类 最常用分为有线（包括光纤）与无线五、通信方式1、按消息传输的方向与时间关系分 单工：单方向传输（一点发、一点收）.例如遥控。 半双工：通信双方（两点）均能收发消息但不能同时收发。例如无线对讲机。全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话。2、按数字信号码元的排列方式分串序传输：将数字信

6、号按时间顺序一个接一个的传输,它占用一条通路。适合远距离。并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输， 适合近距离。六、通信发展简史 1838年 有线电报发明，成为使用电通信的标志。1876年 有线电话发明，是现代通信的开端。1878年 第一个人工交换局，21个用户。1896年 无线电报发明，无线通信的开端。1906年 电子管的发明，使有线、无线通信迅速发展。20世纪30年代 通信理论体系形成。20世纪50年代 晶体管和集成电路问世，模拟通信高速发展，数字通信方式形成，计算机和通信技术密切结合，人机通信、机器与机器之间的通信逐渐实现。20世纪80年代 通信网迅速发展，除传统的电话网、电报网

7、以外，其它先进的通信网蓬勃发展，如移动通信网、综合业务数字网、公用数据网、智能网、宽带交换网等。 七、通信系统的质量指标 (1) 通信系统的质量指标主要有：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使用等。其中最主要的是有效性和可靠性，它们二者是对立统一的。(2) 模拟通信系统的质量指标1有效性有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量。模拟通信的有效性是指传输一定的信息量所消耗的信道资源数（带宽或时间），通常用有效传输带宽来衡量。同样的消息采用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。频带宽度越窄，则有效性越好。 2可靠性可靠性是指接收信息的准确程度，模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号与接收端恢

8、复的模拟信号之间的误差程度。在实际的模拟通信系统中，其可靠性是用接收终端的输出信噪比来度量的，这是因为在信道是理想的情况下，误差是由信号传输时的加性噪声产生的，而加性噪声一般用信噪比衡量。信噪比越大，通信质量越高。(3) 数字通信系统的质量指标 1有效性数字通信的有效性用传输速率来衡量。（1）码元速率（传码率） 码元及码元长（宽）度：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一位N进制信号，此时间间隔内的信号称为N进制码元，时间间隔的长度称为码元长度。 码元速率：指单位时间传输的码元数，以 表示，单位：baud（波特，简记Bd）。 ， 为码元长度。 码元速率与数字信号进制没有关系，只与码元长度有

9、关。（2）信息速率（传信率） 单位时间传输的信息量为信息速率，以 表示，单位bit/s（比特/秒）。 对于一个 M 进制数字信号， 。所以，信息速率与进制有关。 对于二进制数字信号， ，有时简称它们为数码率。 （3）频带利用率 ，其中B为传输带宽 例题 某消息用十六元码序列传送时，码元速率是300 baud，问：其信息速率为多少？若改用二元码序列传送该消息，试求信息速率为多少？2可靠性数字通信的可靠性用差错率来衡量。（1）误码率 （2）误信率 第2课 确定信号的分析一、周期信号周期为T的周期信号 ，可以展开为：1. 傅里叶级数 2.三角级数3.指数形式其中二、信号的傅里叶变换三、信号的能量谱与

10、功率谱归一化能量：信号 在 电阻上所消耗的能量 平均功率：若 为能量信号，则 若 为周期性功率信号，则 * * 结论：时域内能量信号的总能量等于频域内各个频域分量能量的连续和。周期信号的总的平均功率等于各个频域分量功率的总和。若则称 为能量谱密度函数， 为功率谱密度函数。* * 结论：功率谱只与功率信号频谱的模值有关，而与其相位无关。四、波形的互相关和自相关1.互相关函数 设 和 是两个能量有限的能量号，则它们的互相关函数为： 若 和 是两个功率信号，则：2.自相关函数 对于两个完全相同的信号，有下述关系： 对于能量信号，有： 对于功率信号，有：互相关函数的三个重要特性：（1）R12（t）=0

11、； （2）t0, R12（t）= R21（-t)； （3）t=0时, R12（0）表示f1(t)与f2(t)无时差时的相关性归一化相关系数： （1）12=0；（2）12=1；（3）12=-1 自相关函数的三个重要特性。 （1）R（t）=R（-t）； （2）R（0）|R（t）|； （3）R（0）表示能量或功率。对于能量信号，有： 对于自相关函数，有： 所以，有： 对于功率信号，同样有： 维纳-辛钦关系五、信号带宽（1）根据占总能量或总功率的百分比确定带宽，设带宽为B, 根据下列等式求带宽 或 （2）根据能量谱或功率谱从最大值到下降3dB处所对应的频率间隔定义带宽（3）满足等式 或 第3课 随机信

12、号的分析一、概率及随机变量1. 概率： 联合概率： 条件概率： 2. 随机变量(1) 随机变量的概念某随机实验可能有许多个结果，我们可以引入一变量X，它将随机地取某些数值，用这些数值来表示各个可能的结果，这一变量X 就称之为随机变量。 当随机变量X的取值个数是有限的或可数无穷个时，则称它为离散随机变量；否则，就称它为连续随机变量，即可能的取值充满某一有限或无限区间。 如果一个随机实验需要用多个随机变量（X1，X2，Xn）表示，则多个随机变量（X1，X2，Xn）的总体称之为 n 维随机变量。(2) 随机变量的概率分布函数和概率密度函数 用P(Xx)表示X的取值不大于x的概率，则定义函数 为随机变

13、量X的概率分布函数。这里，X 可以是离散随机变量，也可以是连续随机变量。若X是连续随机变量，对于一非负函数pX(x)有下式成立 则pX(x)称之为X的概率密度函数（简称概率密度）。对二维随机变量（X，Y），把两个事件（Xx）和（Yy）同时出现的概率定义为二维随机变量的二维分布函数同样， 称之为二维概率密度。二、随机变量的数字特征 （1）数学期望：反映了随机变量取值的集中位置（均值） 设pX(xi)(i=1,2,K)是离散随机变量X的取值xi的概率，则其数学期望为对于连续随机变量X，设pX(x)为其概率密度函数，则其数学期望为 （2）方差：反映了随机变量的集中程度； 方差定义为：式中aX=EX。而方差的平方根又称为均方差或标准偏差。 （3）两个随机变量的相关系数：反映了它们之间的线性相关程度。 对两个随机变量X，Y定义： 为X，Y的相关矩或协方差。 而X，Y的归一化相关矩，称之为X，Y的相关系数，定义为 例题 试求下列均匀概率密度函数的数学期望和方差：三、随机过程及其统计特性1随机过程的概念 定义：设随机实