通信原理知识点

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1、第一章1通信的目的是传输消息中所包含的息。消 息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内 容。信号是消息的传输载体。2. 根据携载消息的信号参量是连续取值还 是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号.，3. 通信系统有不同的分类方法。按照信道中 所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分 类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数 字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和 带通调制）传输系统。4.数字通信已成为当前通信技术的主流。s：一5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰 能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理 灵活，可以将来自不同信源的信号综合到一起传 输；易集成，成本低；J保密性

2、好等优点。缺点是 占用带宽大，同步要求高。6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和 串行传输。度量。=ii=i9一个二进制码元含 巴的信息量；一个M进 制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送 时，信源的熵有最大值。10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指 标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在 模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性 可用输出信噪比衡量。 11 在数字通信系统中，有效性用频带利用率 表示，可靠性用误码率、误信率表12 信息速率是每秒发送的比特数；码元速 率是每秒发送的码元个数。13. 码元速

3、率在数值上小于等于信息速率。 码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。第二章I三l=l14. 确知信号按照其强度可以分为能量信号和 功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又 可以分为周期性信号和非周期性信号。l=j=l - - l=l15. 能量信号的振幅和持续时间都是有限的， 其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为 零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷 大/16.确知信号的性质可以从频域和时域两方 面研究。17. 确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、 频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。18. 周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数 表示,级数的各项构成信号的离散频谱，其单位 是V。

4、l=j=l19. 能量信号的波形可以用傅里叶变换表示， 波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位 是 V/Hz 。20. 只要引入冲激函数，我们同样可以对于一 个功率信号求出其频谱密度。21. 能量谱密度是能量信号的能量在频域中的 分布，其单位是J/Hz率谱密度则是功率信 号的功率在频域中的分布尊单位是W/ 22. 周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组 成的,这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分 量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用6 函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C(f) |26(f-nf0)的形式。23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函 数和互相天函数。24.自相关

5、函数反映一个信号在不同时间上取 值的关联程度。25. 能量信号的自相关函数R(0)等于信号的 能量；而功率信号的自相关函数頁0)等于信号 的平均功率。互相关函数反映两个信号的相关程 度，它和时间无关，只和时间差有关，并且互相 关函数和两个信号相乘的前后次序有关。26. 能量信号的自相关函数和其能量谱密度构 成一对傅里叶变27. 周期性功率信号的自相关函数和其功率谱密度构成一对傅里叶变换。28. 能量信号的互相关函数和其互能量谱密度 构成一对傅里叶变化29周期性功率信号的互相关函数和其互功率 谱密度构成一对傅里叶第三章1. 通信中的信号和噪声都可以看作随时间 变化的随机过程2. 随机过程具有随机

6、变量和时间函数的特 点，可以从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：n3. 随机过程的统计特性由其分布函数或概 率密度函数描述。若一个随机过程的统计特性与 时间起点无关,则称其为严平稳过程。4. 数字特征则是另一种描述随机过程的简 洁手段存过程的均值是常数，且自相关函数R(tl, t 1+t)二R(t),则称该过程为广义平稳 过程5若一个过程是严平稳的，则它必是广义平 稳的，反之不一定成立。6. 若一个过程的时间平均等于对应的统计 平均，则该过程是各态历经性的。7. 若一个过程是各态历经性的，则它也是平 稳的，反之不一定成立。8广义平稳过程的自相关函数R

7、(t)是时 间差T的偶函数，且R (0)等于总平均功率, 函数 傅里叶变换(维纳一一辛钦定理):是R (t )的最大值。功率谱密度是自相关这对变换确定了时域和频域 的转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。一维概率分 布只取决于均值和方差。二维概率分布主要取决 于相关函数。高斯过程经过线性变换后的过程仍 为高斯过程。10正态分布函数与Q (x)或erf (x)函数的关系在分析数字通信系统的抗噪声性能时非 常有用。11.平稳随机过程通过线性系统后，其输出过程也是平稳的，且12.窄带随机过程及正弦波加窄带高斯噪声的统计特性，更适合对调制系统/带通型系统/ 无线通

8、信衰落多径信道的分析。13 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。14. 高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想 模型，通信中的主要噪声源热噪声就属于这 类噪声。它在任意两个不同时刻上的取值之间互 不相关，且15. 白噪声通过带限系统后，其结果是带限噪声。理论分析中常见的有低通白噪声和带通白 噪声。第四章1. 无线信道按照传播方式区分，基本上有地波、天波和视线传播三种；另外，还有散射传 播，包括对流层散射、电离层散射和流星余迹散 射。2. 为了增大通信距离，可以采用转发站转

9、发信号。用地面转发站转发信号的方法称为无线 电中继通信；用人造卫星转发信号的方法称为卫 星通信；用平流层平台传发信号的方法称为平流 层通信。3. 有线信道分为有线电信道和有线光信道两 大类。有线电信道有明线对称电缆帀轴电缆 之分。有线光信道中的光信号在光纤中传输。4. 光纤按照传输模式分为单模光纤和多模光 纤。按照光纤中折射率变化的不同，光纤又分为 阶跃型光纤和梯度型光纤。5. 信道的数学模型分为调制信道模型和编码 信道模型两类。调制信道模型用加性干扰和乘性 干扰表示信道对于信号传输的影响。加性干扰是叠加在信号上的各种噪声。6. 经过信道传输后的数字信号分为三类：第一 类为确知信号；第二类为随

10、机信号；第三类为起 伏信号。7. 噪声能使模拟信号失真，使数字信号发生错 码，并限制着信息的传输速率。按照来源分类， 噪声可以分成人为噪声和自然噪声两大类。自然 噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子 的热运动。热噪声本身是白色的。但是，热噪声 经过接收机带通滤波的过滤后,其带宽受到了限 制，成为窄带噪声。8. 信道容量是指信道能够传输的最大平均信 息量。按照离散信道和连续信道的不同，信道容 量分别有不同的计算方法。离散信道的容量单位 可以是b/符号或是b/s连续信道容量的单位是 b/s。l=JU=i=19.连续信道容量的公式得知，带宽、信噪比是 容量的决定因素，带宽和信噪功率比可以互换，

11、增大带宽可以降低信噪功率比而保持信道容量 不变。但是，无限增大带宽，并不能无限增大信 道容量。第五章1调制在通信系统中的作用至关重要，它的 主要作用和目的：将基带信号（调制信号）变换 成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多 路复用；改善系统抗噪声性能。2.调制，是指按调制信号的变化规律去控制载波的某个参数的过程。根据正弦载波受调参数 的不同，模拟调制分为:幅度调制和角度调制。3线性调制的通用模型有:滤波器和相移 法。4. 解调是调制的逆过程，其作用是将已调信 号中的基带调制信号恢复出来。5. 解调方法：相干解调和非相干解调。6. 相干解调适用于所有线性调制信号的解 调。7. 实现相干解调的

12、关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。8. 包络检波是直接从已调波的幅度中恢复 原调制信号。它属于非相干解调，因此不需要相 干解调。AM信号一般都采用包络检波。9. 角度调制包括调频（FM）和调相（PM）。10. PM信号的瞬时相偏与m （t）成正比。11. NBFM信号的带宽约为调制信号带宽的两 倍（与AM信号相同）12 .与幅度调制技术相比，角度调制最突出 的优势是其较高的抗噪声性能。13FM信号的非相干解调和AM信号的非相 干解调（包络检波）一样，都存在“门限效应”14. 多路复用是指在一条信道中同时传输多 路信号15常见的复用方式有：频分复用（FDM），时分复用（TDM

13、）和码分复用（CDM）等。16. FDM是一种按频率来划分信道的复用方 式；17. FDM 的特征是各路信号在频域上是分开的，而在时间上是重叠的第六章：1基带信号：指未经调制的信号。这些信号 特征是其频谱从零频或很低频率开始，占据较宽 的频带2基带信号处理或变换的目的是使信号的 特性与信道的传输特性相匹配。3数字基带信号是消息代码的电波表示。表 示形式有：单极性和双极性波形、归零和非归零 波形、差分波形、多电平波形乏分，各有不同的 特点。4.码型编码用来把原始消息代码变换成适 合于基带信道传输的码5常见的传输码型有AMI码，HDB3码，双 相码、CMI码、nBmB码和nBmT码6.HDB3码常

14、适用于A律PCM4次群以下的接 口码型7.功率谱分析的意义在于，可以确定信号的 带宽，还可以明确能否从脉冲序列中直接定时分量,以及采取怎样的方法可以从基带脉冲序列中 获得所需的离散分量。8. 码间串扰和信道噪声是造成误码的两个 主要因素。如何消除码间串扰和减小噪声对误码 率的影响是数字基带传输中相许研究的问题。9. 奈奎斯特带宽为消除码间串扰奠定了理论基础。a=0的理想低通系统可以达到 2Baud/Hz的理论极限值，但它不能物理实现。 实际中应用较多的a0的余弦滚降特性，其中 a=1的升余弦频谱特性易于实现，且响应波形 的尾部衰减收敛快，有利于减小码间串扰和位定 时误差的影响但占用带宽最大，频

15、带利用率下 降为 1Baud/Hz。10. 在二进制基带信号传输过程中，噪声引 起的误码有两种差错形式：发“1”错判为0”, 发“0”错判为1”11.在相同条件下，双极性基带系统的误差 双极性基带系统的误码率比单极性的低，抗噪声 性能好，且在等概条件下,双极性的最佳判决门 限电平为0,与信号幅度无关，因而不随信道特 性变化而变。,=J12而单极性的最佳判决门限电平为A/2, 易受信道特性变化的影响，从而导致误码率增 大。13.部分响应技术通过有控制地引入码间串 扰（在接收端加以消除）,可以达到2Band/Hz的 理想频带利用率，并使波形尾巴”丢荡衰减加 快这样的两个目的。14部分响应信号是由预编码器、相关编码器、发送滤波器、信道和接收滤波器共同产生的。其中，相关编码是为了得到预期的部分响应信号 频谱所必需的。15. 预编码解除了码元之间的相关性。16 实际中为了减小码元串扰的影响，需要 采用均衡器进行补偿厂17.实用的均衡器是有限长的横向滤波器， 其均衡原理是直接校正接受波形，尽可能减小码 间串扰。18. 峰值失真和均方失真评价均