通信原理复习

通信原理复习整理

第一章

1.通信：信息的传递；信息的传输和交换

2.通信的目的：传递消息中包含的信息。

3.通信系统一般模型：

信源►氏送设备卜|信道"卜|接收设备卜।信宿

发送潴T接收潴

噪声源

4.信源编码：是为了提高有效性，通过减少数据中的冗余。

5.信道编码：通过人为加入冗余，提高数据的抗干扰能力。

6.模拟信号语音与数字信号语音的区别：数字信号的抗干扰能力强，且噪声不

累积但是需要较大的传输带宽，而且频带利月率较低。

7.极低频(Extremelylowfrequency,ELF)、超低频(SuperLowFrequency,

SLF)、特低频(ULF,UltraLowFrequency)、甚低频(VLF,verylowfrequency)>

低频(LF)^中频(MF,MediumFrequency)>高频(HF,Highfrequency)^

甚高频(veryHighfrequency)、特高频、超高频、极高频。

8.模拟和数字通信系统的区别：信道不同。模拟是线性关系，数字是一一对应

关系。

9.通信方式按消息传递的方向与时间的关系分类：

①单工(广播、遥控、无线寻呼)：A发送，B只能接收；

②半双工(对讲机、问询及检索)：A、B均可收发消息，但不能同时进行

③全双工(视频通话、PSTN网络)：A、B可同时收发消息

P9图1-6

10.按数据代码排列方式分并行传输和串行传输，并行(MTP□)：计算机和打印

机之间；串行(com口)：键盘

11.信息量：1=10gaJ±=-10gaP。)bit

平均信息量H(x)=-殴/。。口唯「(直)](”符号)M为符号数

14.通信系统主要性能指标：有效性、可靠性

有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源；可靠性：接受信息的准确程

度。

1)模拟通信系统的有效性：用有效传输频带测量

2)模拟通信系统的可靠性：用接收端解调器输出信噪比来度量

3)数字通信系统的有效性：用码元传输速率即、信息传输速率%、和频带

利用率n来衡量

4)数字通信系统的可靠性：用误码率Pe和误信率Pb来衡

1/b\RDRu〃

RB=^(B)/?/,=log2M(-1T]=—(B/Hz)Db=F(b/s*Hz)

n错误码元数.错误比特数

P=------------Pl)=-------------

e传输总码元数传输总比特数

多进制时：PeNPb，在二进制时Pe=Pb

例题：课后题

第二、三章

1.功率信号频谱：Cn=C(n/o)"C*s(t)e—几的'也

2.展开成傅里叶级数；S(t)=2,C"⑵rnt"

3.功率信号是时域离散信号

4.能量信号频谱密度：S⑴=J：s(t)e—色妙也

5.原信号：S(t)=£s(/)62吸妙

6.能量信号是频域连续信号

7.一般来说，能量信号都是非周期信号，功率信号都是周期信号，还有少数信

号既不是能量信号也不是周期信号

8.连续信号：E=£|S(t)12dt

离散信号：£J|S5)|2

当OVE<8,p=o时，为能量信号；平均功率为有限值，E=8时，为功

率信号

9.思考题：分别说明能量信号和功率信号的特性：

能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零：功率信号其能量为无穷

大，其平均功率为有限值。

10.随机过程：(用图描述)

11.高斯白噪声服从概率分布密度正态分布(高斯)和功率谱密度(白)

12.严平稳随机过程(均方值有界)一定是宽平稳随机过程；宽平稳随机过程不

一定是严平稳随机过程。

13.具有各态历经性的随机过程一定宽平稳，但宽平稳随机过程不一定各态历经

14.各态历经性：随机过程中的任一熨现都经历了随机过程的所有可能状态。

第四章

1.信道(狭义信道)的功能：将信号从发射端传送到接收端

狭义信道：信号的，专输媒质。

2.狭义信道分类：有线信道(明线、同轴电缆、对称电缆、光纤)和无线信道

(地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继及各种散

射信道)

3.广义信道：除了包冷传输媒质，还包括信号传输的相关设备

4.广义信道分为：调制信道和编码信道、加解密信道

5.调制信道是指调制器输出端到解调器输入端的部分，只不过是对已调信号进

行某种变换。调制信道分为恒参信道和随参信道。

6.编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。编码信道分为有记忆信

道和无记忆信道。

发

收

转

编码器输,j调转解洋码器输入

换媒

制换调

器质

器器器

\

调制信道

———————*—

编码信道

图3-1调制信道与编码信道

7.有线信道分三类：明线、对称(平衡)电缆、同轴电缆。

8.架空明线、电缆、中长波地波传播、对称电缆、超短波及微波视距传播、人

造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的广义信道都属于

恒参信道；各种散射属于随参信道。

9,输出的总的错误概率:4="(0)尸(1/0)+"(1/(0/1)

10.对于二进制无记忆编码信道：

PQ/1)+7)(0/1)=1

11.恒参信道特性:恒参信道的传输特性可以等效为一个线性时不变网络。

12.理想恒参信道就是理想的无失真传输信道(特性图)

传输特性网心="小

幅频特性W倒=%

相频特性壮心=①。

3=包工

群迟延频率特性da>

冲激响应从。=Ko虱t7)

若输入为s9)则输出为「⑺=KMt-td)

例题见书P73

13.随参信道：随参信道的传输媒质具有以下三个特点：

(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)多径效应。

14.信号通过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度和衰减都随时间而•变，

即存在多径传播，多径传播对信号的影响成为多径效应。

15.根据噪声的性质分类，噪声可以分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。这三

种噪声都是随机噪声。

16.脉冲噪声：突发性的产生的，幅度很大，持续时间短。包括工业干扰中的电

火花、汽车点火噪声、雷电等。可以克服。

17.窄带噪声：一种连续波干扰。如无线电干扰。可以克服。

18.起伏噪声；具有很宽的频带，并且始终存在。包括热噪声、散弹噪声和宇宙

噪声。不可以克服。

19.信道容量是指信道中信息无差错传输的最大速率。

C=81强，9彷/S)

20.信道容量:

21.若噪声n(t)的单边功率谱密度为n0,则在信道带宽B内的噪声功率N=nOB0

(4/S)

因此，香农公式的另一形式为1呵1+点)

22.例题：P824-2

第六章

1.不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，成为数字基带传输系统。

2.占空比(归零)当等=3

同期/

单极性归零比不归零多了同步

数字基带信号都是绝对码

单极性、双极性归零、不归零码写法。

3.基带传输的常用码型

1)AMI码：缺点：原信码出现长连“0”串时，信号电平长时间不跳变，提取定

时信号困难

2)HDB3码：保持了AMI的优点克服了其缺点，使连续的0不超过3个。

代码：100001000011000011

AMI码：70000+10000-1+10000-1+1

HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-BOO-V+1-1

4.基带传输系统的模型

数字基带信号传输的定量分析：

d(t)=2城G

基带信号:

发送滤波器输出：s〃)=d(t)*g，t)=〃-nT$)

n=-oo

re,.▲

/?(t)=——|H((o)eJ<otd(o

总冲激响应：2笈>8

y(t)=d(t)*力(方)+ng)=Z线贸方一〃”)+nR{t}

接收滤波器输出：-

y{kTs+t0)=2力4)+孤k-此+务］+%(也+外

t=kTs+tQj.k

23

1：第k个码元波形的抽样值，它是确定ak的依据。

2：除第k个码元以外的其他码元波形在第k个抽样时刻上的总和，它对当前

码元ak的判决起着干扰的作用，所以称为码间串扰值。由于an是以概率出

现的，故码间串扰值通常是一个随机变量。

3：输出噪声在抽样瞬间的值，它是一种随机干扰，也要影响对第k个码元的

正确判决。

5.无码间串扰

1)若输入序列的传输速率为：7s

*=—

2)最小传输带宽为：27；(奈圭斯特带宽)

n=M=2B/Hz

3)最高频带利用率为：B

4)最高传输速率为：跖=2%

a=—(0<a<1)

6.滚降系数：及

若OVQVI时，带宽B=（l+a）/2T,

频带利用率n=2/（1+。）波特/赫

判断传输特性时，除了看心和n还可以用倍数判断，倍数二1时传输特性最好

7.眼图：

1）眼图的“眼睛”张开得越大，且眼图越端正，表示码问串扰越小，反，

表示码间串扰越大。

2）眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小

2）眼图模型：P1576-17

接收二进制双极性波形时，在一个码元周期Ts内只能看见一只眼睛；若接

收的是M进制的双极性波形，则在一个码元周期内可以看到纵向显示的（MT）

只眼睛；若接收的是经过码元变换的AMT或HDB3时，眼图中间出现硬一根弋表

0的水平线；若扫描周期为nTs时，可以看到并排的n只眼睛。

9.思考题6-4构成AMI码和HDB3码的规则是什么？它们各有什么优缺点？

答：AMI的编码规则：将消息代码0（空号）仍然变换成传输码0,而把1（传

码）交替的变换为传输码的+1,-l„o因此AMI码为三电平序列，三元码，伪

三进制，1B/1T码。AMI的优点：（1）0,1不等概率是也无直流。（2）零频附

近的低频分量小。（3）整流后及RZ码。（4）编译码电路简单而且便于观察误

码情况。AMI的缺点是：连续0码多时，RZ码连0也多，不利于提取高质量

的位同步信号。

HDB3的编码规则：先把消息代码变换AMI码,然后去检查AMI码的连零情况,

没有四个或者四个以上的连零串时，这时的AMI码就是HDB3码；当出现四个

或者四个以上的连零串时，将四个连零小段的第四个0变换于迁移非0符号

同极性的符号，称为V符号（破坏码）。当相邻V符号之间有偶数个非零符号

时，再将该小段的第一个0变成+B或者-B（平衡码），B符号的极性与前一非

零符号的极性相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。HDB3码

的优点：保持了AMI的优点，还增加了使连零串减少到至多三个，对于定时

信号的恢复是十分有利的。

10.思考题6-6：什么是码间干扰？它是如何产生的？对通信质量有什么影响？

答：码间干扰的产生是因为在第k个抽样时刻理想状态时抽样时刻所得的是

仅有第k个波形在此时刻被取值，但在实际系统中，会有除了第k个波形以

外的波形可能再抽样时刻被取值。码间干扰会导致判决电路对信号进行误判,

使信号失真，产生误码，从而通信质量下降。

11.6-7为了消除码间干扰，基带传输系统的传输函数应该满足什么条件？其相

应的冲击响应应具有什么特点？

Z〃卬+=Ts，网4y

Heq(a))=yIs)

>

o,\A\Y

/\

/?(£)=Sa—t

冲击响应的特点：l"人只要在t=kTs时间点上抽样，就能实现

无码间串扰。

12.6T3什么是眼图？它有什么作用？由眼图模型可以说明基带传输系统的哪

些性能？具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图应是什么样的图形？眼组是

实验手段估计基带传输系统性能的一种方法。它是指接收滤波器输出信号波

形在示波器上叠加所形成的图像。

1.最佳抽样时刻是“眼睛”张最大的时刻；2.对定时误差的灵敏度可由眼睛

的斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏；3.图中阴影区域的垂直高度

表示信号畸变范围：4.图中央的横轴位置对应判决门限电平；5.在抽样时刻

上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限，却若噪声瞬时值超过这个容限，

即可能发生错误判决。

具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图中间会有一条代表0的水平线

第七章

1.基带信号为什么要进行调制？

调制实现对基带数据信号频谱的“搬移”，即把含有大量低频成分的基带信号频

谱搬移到一个很高的频段上去。其目的主要有两个：无线(Wireless)传输，频分

多路复用(FDM)o

2.2ASKP181184信号的波形与频谱

3.2FSKP185188信号的波形与频谱

4.PSKP189信号的波形

5.DPSKP192信号的波形

6.2ASK、2FSK、PSK、DPSK信号调制与解调原理图P181-P194之间==

7.2ASK、2FSK、PSK、DPSK性能比较,见书P213：

性噪比相同时，误码率越低越好；误码率相同时，性噪比越高越好

第九章

1.模拟信号的数字化过程：抽样f量化一编码

2.抽样定理：一个频带限制在0〜/•赫兹内的连续时间信号m（t）,如果以不

大于1/2工秒的时间间隔对它进行或间隔抽样，则m（t）将被得到的抽样值

信号ms（t）完全确定。

3.我们通常把1/24秒的时间间隔称作奈奎斯特抽样间隔，把它的倒数2左

（单位“赫兹”）称作奈奎斯特抽样频率，这是保证从抽样值恢复原始

模拟信号所要求的最低抽样速率。

4.实际在对模拟信号进行抽样时所使用的抽样速率

£应满足：£22。

5.P261抽样过程图解及公式

6.PAM信号：瞬时抽样（平顶抽样）自然抽样（曲顶抽样）

7.均匀量化：将输入信号的变化范围均匀分为M等份，设被抽样模拟信号幅度

4AV-------

变化范围a〜b,则M份均匀量化的量化间隔为M0

8.中国使用A律，跟欧洲国家相同。

9.P276折叠二进制码

10.折叠二进制码的上述特点使得它有一个特别的好处，就是在传输中如果出现

误码，对小信号的影响较小。

H.P2789-8表记住计算时要用

12.P277例9-2

13.PCM数字语音通话质量与模拟语音通话有无明线区别？为什么？数字语音通

信与比模拟语音通信相比没有噪声的累加，数字语音通信的抗噪性高。

14.抽样频率变低，女生的改变明显。因为女生声音的频率高，需要高频率保证

语音质量。

第十一章

1.噪声与干扰是通信出现差错的基本原因。

2.差错控制角度看，信道可以分为：随机信道、突发信道和混合信道。

3.差错控制方法：1）检错重发法：双向信道工作。接收信息方具有检错能力，

收到信息无误，回发肯定应答；有误则不发应答或发否定应答。2）前向纠错法:

单向信道工作。接收信息方具有纠错能力，发现收到信息有误时，确定误码的