完整版)现代通信原理考点

1、现代通信原理知识点第一早绪论1、通信、通信系统的定义；通信：从一地向另一地传递消息。通信系统：将信息从信源传到一个或多个目的地2、通信系统的模型及各框图作用;通信系统的一般模型信息源：消息的发源地，把各种消息转换成原始电信号。 发送设备：将信源信号变换成适合在信道中传输的信号。信道：指传输信号的物理媒质。噪声源：干扰信号的传输。接收设备：放大和反变换，从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号 受信者：将复原的原始电信号还原成相应的消息。3、数字通信系统模型及各框图作用；数字通信的主要特点；数字诵信系统模型信源编码：1）提高信息传输的有效性；2）完成模/数转换；信源译码：是信源编码的逆过

2、程；信道编码：把抗干扰编码加入传输信息中，提高可靠性；信道译码：将信息进行解码，并且有发现解码错误或纠正错误的功能; 加密：将传输的信息加上密码，保证信息的安全性；解密：将已加密的信息进行解密恢复； 数字调制：形成适合在信道中传输的频带信号； 数字解调：将频带信号还原为数字信号； 主要特点：1）抗干扰能力强2 ）差错可控3）易于与各种数字终端接口4）易于集成化5）易于加密处理，且保密强度高4、 通信系统分类(按传输媒质、信号复用方式)；按传输媒质分：有线通信系统、无线通信系统；按信号复用方式分：频分复用、时分复用、码分复用；5、 信息量的含义；信息量、平均信息量(熵)、一条消息的信息量计算；信

3、息量：对消息中这种不确定性的度量。1I log alog a P(X) (a 2,单位：bit)P(x)平均信息量：每个符号所含信息量的统计平均值。H(x) P(xi) lbP(xi) P(X2) lbP(X2) . P(Xn) lbP(Xn) (bit /符号)例：一离散信源由 0，1，2，3四个符号组成，它们出现的概率分别为38, 1/4，1/4，1/8，且每个符号的出现都是独立的。试求某消息201020130213001203210100321010023102002010312032100120210 的信息量。解：该消息的信息量为：I 23lb8 14lb4 13lb4 7lb8 1

4、08(bit)3I108每个符号的算术平均信息量为：I1.89( bit /符号)符号数57每个符号的算术平均信息量为：33111111H lb lb lb lb1.906(bit /符号)88444488该消息的信息量为：I 57 1.906 108.64(bit)&通信系统的两个主要性能指标；码元传输速率、信息传输速率、频带利用率、 误码率、误信率的计算；通信系统的两个主要性能指标有效性可靠性数字通信系统传输效率准确性模拟通信系统有效带宽信噪比码元传输速率RBd :单位时间内传输码元的数目，单位是波特( Bd)1RBd (Bd) (Ts传输的码元宽度)TSRBd 2 RBdM lbM (

5、Bd )信息传输速率Rd :单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位是比特/秒(b/s)Rb RBd H(b/s)Rb RBdlbM (b/s)甩 -(Bd)lbM频带利用率 ：矗(Bd/Hz)& (b/(s Hz)BB误码率(码元差错率)错误码元数传输总码元数误信率(信息错误率)错误比特数传输总比特数第二章随机过程1、随机过程的基本概念；这类事物变化的过程不可能用一个或几个时间t的确定函数来描述;无穷多个样本函数的总体；无穷多个随机变量的总体。2、表征随机过程统计特性的两类方法；分布特性：分布函数、概率密布函数 数字特征：数学期望、方差、相关函数3、平稳随机过程的基本概念及分类；平稳随机过程

6、：指它的统计特性不随时间的推移而变化。 分类： 宽平稳随机过程：数学特征与时间 t无关广平稳随机过程：分布特性与时间 t无关4、平稳随机过程自相关函数的主要性质；自相关函数：R( ) E (t) (t )1) R(0) E 2(t) S0(t)的平均功率2) R( ) E2 (t) a2(t)的直流功率3) R( ) R()的偶函数4) |R( )R(0) R()的上界5)R(0) R( )2 方差,(t)的交流功率5、平稳随机过程功率谱密度与自相关函数之间的关系及计算；平稳随机过程的功率谱密度P ()与自相关函数 R()是一对傅里叶变换 关系或维纳一辛钦关系P ( ) R( )e j dR(

7、 ) P ( )ej d26高斯随机过程的定义及重要性质；高斯随机过程是指随机过程(t)的任意n维(n 1,2,.)分布都是正态分布。性质：1)对于高斯过程，它的分布特性由数字特征决定；2) 广义平稳的高斯工程也是狭义平稳过程；3) 如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们是统计独立的;4) 高斯过程经过线性变换(或线性系统)后的过程仍是高斯过程。7、高斯白噪声的定义、功率谱密度和自相关函数； 白噪声：它的功率密度谱均匀分布在整个频率范围内。功率密度谱自相关函数n0P()三2n0R()-()0 0*高斯白噪声：如果是白噪声又是高斯分布的，则为高斯白噪声。8、平稳随机过程通过线性系统后的

8、功率谱密度及统计特性；平稳随机过程通过线性系统后，输出随机过程的功率谱密度等于输入随机过程的功率谱密度 与系统传递函数模平方的乘积。9、窄带随机过程的同相一正交表示及统计特性、包络和相位的统计特性。同相一正交表示式：(t) c(t)cos ct s(t)sin ct统计特性：一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t)，它的同相分量 c(t)和正交分量 s(t)也是平稳高斯过程，其均值都为零，方差也相同。包络和相位的统计特性：一个均值为零，方差为2的窄带平稳高斯过程(t)，其包络a (t)的唯一分布是瑞利分布，相位(t)的唯一分布是均匀分布，并且就一维分布而言，a (t)与(t)是统计独立的，即f(a

9、 ,) f(a ) f()第三章信道与躁声1、信道的定义与分类；信道定义：指以传输媒质为基础的信号通道。分类：(1)狭义信道：仅是指信号的传输媒质。分类：1)有线信道 2)无线信道(2) 广义信道：除传输媒质外，还包括通信系统有关的变换装置。分类：1)调制信道2 )编码信道2、调制信道和编码信道的组成及特点；调制信道：1 ）组成：发转换器+ 媒质+收转换器2）特点：a、有一对或多对输入、输出端；b、信道多为线性的；c、信号通过信道具有固定的或时变的延迟时间和损耗;d、零输入仍有输出噪声；e、调制信道是模拟信道。编码信道：1 ）组成：调制信道+调制器+解调器2）特点：a、有二进制或多进制；b、信

10、道特性用转移概率来描述；c、编码信道是数字信道；d、是无记忆信道；e、信道的输入、输出都是离散的时间信号。3、恒参信道和随参信道的含义、特点恒参信道：1）含义：信道特性不随时间变化或变化很缓慢。2）理想恒参信道特性：H（）Koe j tda、幅频特性：H()Ko （常数）b、相频特性：()td （一次函数）C、群迟延-频率特性：()dd() tdd随参信道：1)含义:信道传输特性随时间随机快速变化的信道。2)特点:a、对信号的衰耗随时间随机变化；b、信号传输的时延随时间随机变化；c、多径传播。4、理想恒参信道的及对信号传输的影响；（1）对信号在幅度上产生固定的衰减；（2）对信号在时间上产生固定

11、的迟延。5、非理想恒参信道的的两种失真、产生原因及对信号传输的影响；（1）幅度-频率失真：1）产生原因：由实际信道的幅度频率特性的不理想所引起的。2）对信号传输的影响：a数字：码间串扰；b、模拟：波形失真。（2）相位-频率失真：1）产生原因：信道的相位 -频率特性偏离线性关系。2）对信号传输的影响：a数字：码间串扰6随参信道的特点；特点：1）对信号的衰耗随时间随机变化；2）信号传输的时延随时间随机变化;3）多径传播。7、分集接收技术的含义及分集、合并方式；（1 ）含义：分散接收，集中处理（2） 分集方式：1 ）空间分集2）频率分集3）时间分集（3） 合并方式：1）选择式合并 2）等增益合并 3

12、）最大比值合并8、通信系统噪声来源和噪声对通信性能的影响；分类：（1）按噪声来源分：1）人为噪声 2）自然噪声 3 ）内部噪声（2）按噪声性质分：1）单频噪声 2）脉冲噪声 3 ）起伏噪声9、起伏噪声特点与分类；特点：具有很宽的频带，且始终存在，近似为高斯白噪声 分类：a、热噪声 b、散弹噪声 c、宇宙噪声10、信道容量的概念、香农公式的含义、应用及计算。信道容量：指信道中信息无差错传输的最大速率。S香农公式： C Blb（1 S）（b/s） Rb Ca、 S ,C ， S,Cb、 N ,C ， N0,CC、B ,C ， BS,C 1.4411、多经传播定义。n。信号从同一出发点出发经过不同的

13、路径同时到达同一终点。第四章模拟调制系统1、调制的定义、作用及目的、调制方式的分类；（1） 定义：用调制信号（低频）去控制载波（高频）的某一参数（幅度、频率、相位），使之按照调制信号的规律而变化的过程。即将基带信号转换成频带信号。（2）作用和目的：1）将基带信号转换成适合于信道传输的已调信号；2）实现信道的多路复用，提高信道利用率；3 ）减小干扰，提高系统抗干扰能力；4）实现传输带宽与信噪比之间的互换。（3）分类：1 ）按调制信号的形式分：a、模拟调制 b、数字调制2）按载波的选择分： a以正弦波作为载波的连续波调制b、以脉冲串作为载波的脉冲调制2、AMI调制器的一般模型；时域：Sm（t） m

14、（t）cos ct h（t）1频域：Sm( ) -M (2c) M(c)H()E(t)r(SZ rh(t)3、AM信号、DSB信号的产生、时域波形、频谱图、带宽；SSB信号的时域表示带宽BAM2fHBAM 2 fH信号AM信号（调幅）DSB信号（双边带）表达SSB信号sAM (t) A0A)cos ctm(t)cos ct m(t)cos ctSam m(t) COS ctSAM ( )Ao(1-M(2时域表达式c)SsSB(t)SJSB (t)SLSB (t )c)(c)Sam( )2M( c) M(c)c)-Am cos mt cos ct 21八Am cos mt cos ct 21-A

15、msin mtsin ct 21Am si n mts in 衣 2-Amcos mtcos ct212Ams mts 衣JH0)1o4git表达式tdstaw时间波形移相键控(2PSKs(t)ang(t nTs)n1,发送概率为P;1,发送概率为1- Pcos ct,发送概率为P；ct，发送概率为1-Panane2PSKe2PSKcos0g(t)1,0 tTs；g(t)0,其他02PSK (t)nan g (t nTs) cos cte2pSK(t) cos( ctn)0o,发送1180o，发送0移相键控(2PSK调制器原理框图嘶性 还归零.ulh Cl-Jn幵去由蹄解调器原理框图TT表达式

16、时间波形差分相位键控(2DPSK0,表示数字信息“ 0”,表示数字信息“ T0,表示数字信息“ T,表示数字信息“ 0”相位：“0”：相位不变(相当于前一码元)“ 1”：相位变1 Q 0】01 丄 011 1hr*】 ab *締 PVWWW WWVAaA?/差分相位键控(2DPSK调制器原理框图解调器原理框图调制方式误码率（Pe ）相干解调（同步检测）非相干解调（包络检波）2ASK1斤尹忆巧）22FSK如c、g）1 e 4 e22PSK/2DPSK1 -erfc(P r)1 r e2在误码率Pe 疋的情况下，2 ASK22FSK42PSK在信噪比r 一定的情况下，Pe2 PSKp52FSKPe

17、2 ASK第九章现代数字调制解调技术1、正交振幅调制的含义及特点；1）定义：用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调 制。2 ）特点：利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字传输。2、MSK勺含义及特点；1）定义：最小频移键控（MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。2）特点：a、MSK信号是恒定包络信号；b、在码元转换时刻，信号的相位是连续的， 以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内线性的变化（/2）c、 在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍，信号的频率偏移 等与1/（4Ts），相应的调

18、制指数 h 0.5。3、MSK与 2FSK比较；1）主瓣所占频带宽度窄，衰减速率快，邻道干扰小；2）有更高的频谱利用率，更强的抗噪声性能。3、MSK言号的时间波形图、附加相位图。表达式：Smsk (t)COS ct k(t)1f1fc(N4Tsf2fc4T(N4Tsm 1) 1TSm 1 1丁)T例子：已知发送数据序列为1011001011，传输速率为 Rb，载波频率为fs。解：（1）(2)第十章复用和数字复接技术1、多路复用、频分复用、时分复用的含义；多路复用：1）定义：实现在同一信道中同时传输多路信号。2）分类：a、频分复用：指按照频率的不同来复用多路信号的方法。b、时分复用：利用各信号的抽样值在时间上不互相重叠来