通信原理复习资料

1、通信原理复习资料、基本概念第一章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、数字通信系统模型源 编 码字 调 制字 解 调加密噪声源道编码受 信 者源 译 码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

2、据通信系统、图像通信系统（2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统（3 ）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1（4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统（5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统（6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（7 ）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），或者说是传输的 速度”可题。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：可用接收端最

3、终输出信噪比来度量。（2 ）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。可靠性：常用误码率和误信率表示。码元传输速率 RB :定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）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。一个二进制码元含1b的信息量；一个 M进制码元含有logzM比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。第二章1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表 示

4、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：3、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 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。第三章1、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。2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点,可以从两个不同却又紧密联系的

5、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。3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。4、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。5、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6、 窄带随机过程：若随机过程 （t）的谱密度集中在中心频率 fc附近相对窄的频带范围 讦内, 即满足-：f fc的条件，且fc远离零频率，则称该（t）为窄带随机过程。第四章1、信道分类：（1 ）无线信道 电磁波（含光波）（2 ）有线信道电线、

6、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。调制信道编码信道5、调制信道数学模型e(t)e(t)二 fq(t) n(t)1f n(t)调制信道数学模型eo(t)ei (t)信道输入端信号电压； eo(t)信道输出端的信号电压; n(t) 噪声电压e(t)二 k(t)ei (t) - n(t)调制信道数学模型因k(t)随t变化，故信道称为时变信道。因k(t)与 e i (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。

7、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：特性随机变化得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。称为恒定参量信道， 简称恒参信道。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。造成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牛部

8、分重叠， 码间串扰。11、频率失真：指由于信道的振幅频率特性不理想，则信号发牛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：可以用线性网络讲行补偿。这种失真主要是由于主要是由于发送端和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。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。 接收端中用于调制解调或频率变换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）

9、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。18、接收信号的分类接收端能够准确知道其码元波形的信号 接收码元的相位随机变化接收信号的包络随机起伏、（1 ）确知信号（2 ）随相信号相位也随机变化。通过多径信道传输的信号都（3）起伏信号 具有这种特性19、将信道中存在的不需要的电信号统称为20、通信系统中的噪声是 叠加在信号上的 远存在于通信系统中。使数字信号发生错码，并限制着21、 噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真， 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

10、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-指信道能够传输的最大平均信息速率。25、连续信道容量：噪声。，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永r s）Ct =B log 2 |1（b / s）.N式中 S 信号平均功率（W ）；N 噪声功率（W）;B 带宽（Hz）设噪声单边功率谱密度为no,则N = noB故上式可以改写成：（S）Ct =B log 2 1 +J （b/ s）-422FSKa (p2 2 J1 r 2 e 22PSK1亠lefc g r )2DPSKerfc

11、 卜)1 r e 2在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差（2）频带宽度2ASK系统和2PSK（2DPSK）系统的频带宽度2B2 ASK B2 PSK .Ts2FSK系统的频带宽度2B2 FSK =f? f1+Ts（3）对信道特性变化的敏感性如果抗噪声性能是最主要的 ：则考虑相干 2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；如果要求较高的频带利用率 ：则应选择相干 2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取;如果要求较高的功率利用率 ：则应选择相干 2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；若传输信道是随参信道：则2FSK具有更好的适应能力；若从设备复杂

12、程度考虑：则非相干方式比相干方式更适宜。P234小结第九章1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。2、模拟信号抽样、量化、编码过程。(1 )模拟信号首先被抽样。(通常抽样是按照等时间间隔进行的，)模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。(2) 第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信 号是数字信号。(3) 第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制(PCM )，它将量化后的信号变成二进制码元。3、 抽样定理：设一个连续模拟信号 m(t)中的最高频率 fH，则以间隔时间为 T 1/2fH的周 期性

13、冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。4、恢复原信号的条件是：fs 2fH即抽样频率fs应不小于fH的两倍。这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为 奈奎斯特间隔。5、 此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于kfs =2B(1 一)n式中，B 信号带宽；n 商(fH / B)的整数部分，n =1, 2,；k 商(fH / B)的小数部分，0 k 1。6、 周期性脉冲序列有 4个参量:脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位(位置)7、3种脉冲调制：(1) 脉冲振幅调制(PAM)(2) 脉冲宽度调制(PDM)(3) 脉冲位置调制(PPM)(a)(bJ(c)(d)ft n； n； a I(a)模拟基带信号(c) PDM信号(b) PAM信号(d) PPM信号&量化分为:(1)均匀量化：抽样值区间是等间隔划分的； (2 )非均匀量化：抽样值区间是非均匀划分的。9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。10、平均信号量噪比为SoNqM为量化电平数 或写成=20 lg MdB量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。11、对与均匀量化，当信号小时，信号