通信原理复习教材

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1、通信原理复习资料第一章绪论1、模拟通信系统模型模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统2、数字通信系统模型信息源解密加密信源编码信道编码字解调信道译码信源译码受信者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

2、系统（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统（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），是“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：可用接收端解调器输出信噪比来度量。(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

3、性：常用误码率和误信率表示。码元传输速率衣静定义为单位时间(每秒)传送码元的数目，单位为波特(Baud)； B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。6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信8、信息量是对信息发生的概率(不确定性)的度量。一个二讲制码元含 1b的信息量；一 个M讲制码元含有log2M比特的信息量。9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：7 K p(x )log p(x )i 1结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。第二章信道与噪声一确知信号与随机过程1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预

4、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83、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R(0) 等于信号的能量；功率信号的自相关函数R (0)等于信号的平均功率。6、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7、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从

5、两个不同却又紧密联系的角度来描述：随机过程是无穷多个样本函数的集合随机过程是一族随机变量的集合。8、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。9、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 10、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 高斯噪声的包络为莱斯分布：当大信噪比时，趋近于正态分布:小信噪比时近似为瑞利分布 11、窄带随机过程:若随机过程&的谱密度集中在中心频率附近相对窄的频带范围甘内， 即满足甘 fc的条件，且fc远离零频率，则称该&为窄带随机过程。 12、宽平稳随机过程的定义：P?.13、各态历经性定义及应用：P?

6、宽平稳与各态历经性的关系。二、信道分类：(1) 无线信道一电磁波(含光波)(2) 有线信道一电线、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、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。信息源信道解密加密信道译码信道编码信源编码裁字解la信源译码受信者调制信道编码信道5、调制信道数学模型e。(t) = f e (t) + n(t)调制信道数学模型e. (t)一信道输入端信号电压； e：(t)一信道输出端的信号电压;n&)一噪声电压eo (t) = k(t)e. (t) + n(t)-调制信道数学模型因k(t)随t变化，故信道称为

7、时变信道。因k(t)与ei (t)相乘，故称其为乘性干扰。因k(t)作随机变化，故又称信道为随参信道。若k(t)变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。6、调制信道分类：随参信道和恒参信道。随参信道：信道特性随机变化的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。又称为恒定参量信道。7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发 生变化，即序列中的数字发生错误。用错误概率来描述编码信道的特性。8、编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造成的。9、恒参信

8、道的主要传输特性通常用振幅频率特性和相位频率特性来描述。10、码间串扰：在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造 成码间串扰C 11、频率失真：指由于信道的振幅一一频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。 12、相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信号产生的失真称为相位失真。 13、频率失真和相位失真都是线性失真:可以用线性网络进行补偿。 14、非线性失真：是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系。这种失真主要是 由于信道中的元器件不理想造成的。15、频率偏移：是指信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。主要是由于发送端和 接收端中用于调制解调或频率变换

9、的振荡器的频率误差引起的。16、随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。17、随参信道的特性：（1）衰减随时间变化（2）时延随时间变化（3）多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减 都随时间而变，即存在多径传播现象。造成的后果：18、接收信号的分类（1）确知信号：接收端能够准确知道其码元波形的信号（2）随相信号：接收码元的相位随机变化（3）起伏信号：接收信号的包络随机起伏、相位也随机变化。通过多径信道传输的信号都 具有这种特性三噪声将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。20、通信系统中的噪声是叠加在信号上的，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永 远存在于

10、通信系统中。21、噪声对于信号的传输时有害的，它能自使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着 信息的传输速率。22、按噪声来源分类（1）人为噪声一例：开关火花、电台辐射（2）自然噪声一例：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。23、按噪声性质分类（1）脉冲噪声：（2）窄带噪声：（3）起伏噪声： 24、信道容量一指信道能够传输的最大平均信息速率。 25、连续信道容量：Ct= BQ1 + T（ / s）式中 S 一信号平均功率（W）；N 一噪声功率（W）；B 一带宽（Hz） 设噪声单边功率谱密度为，则N = nfi，故上式可以改写成：，s S由上式可见，

11、连续信道的信道容 C = Blog2 1 + （b/s） 匕宓544一 量Ct和信道带宽B、信号功率S* n0B）0及单边噪声功率谱密度n0三个因素有关。第三章模拟调制系统一调制与解调1、调制一把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。2、载波调制一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

12、间的互 换。二、幅度调制的原理及抗噪性能1.幅度调制的一般模型:m(t) T相乘器cos L t滤波器h(t)sm(t).瞬时相位2.信号形式与辨认：单音频率调制:m (t) = A cos l t2. 各种幅度调制的时域和频域表达式(AM、DSB、SSB、VSB系统计算：三角公式运算)3. 各种幅度调制的频谱图。4. 各种幅度调制的特性(AM调制效率；制度增益；尤其带宽)：(例如 日空(L+L) + HB (L - L )=常数， 网丑)5. 各种幅度调制的抗噪性能的计算。(dB的计算技巧。) 三、角度调制的原理及抗噪性能恒定振幅.1. 一般角度调制的表达式:s(t) = AcosL t +

13、 (t)pm (t) A cosL + Kpm(S) (t) = acosL t + K jt m(T)dT FMc F-8s (t) = A cosL t + K jt m(x )dx = A cosL t + m sin L t FMc F -8c f m=A cosL t + m sinL tcmS3 A 2 K 2 m 2(t)=F3. 调频指数、带宽、信噪比计算等(。om)第四章数字基带传输系统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

14、、研究数字基带传输系统的原因：（1）近程数据通信系统中广泛采用（2）基带传输方式也有迅速发展的趋势（3）基带传输中包含带通传输的许多基本问题（4）任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。4、传输码的码型选择原则：（1）不含直流，且低频分量尽量少；（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；（5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。5、AMI码：全称传号交替反转码；编码规则：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。AMI码的优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极 性交替这一规律观察误码情况AMI码的缺点：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。6、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。