廣東海洋大學(xué)通信原理期末復(fù)習(xí)資料

1、通信原理復(fù)習(xí)資料第一章：1.1（通讀一遍即可，注意第4頁(yè)模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)模型）,1.2,1.3（選擇或判斷，注意第8頁(yè)通信方式）,1.4（會(huì)求信息量，平均信息商）,1.5（模擬和數(shù)字的性能指標(biāo)）第三章：3.1（明白均值，方差，相關(guān)函數(shù)）,3.2（明白平穩(wěn)和各態(tài)歷經(jīng)，自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度）,3.3,3.4（輸入與輸出的關(guān)系）,3.7（明白白噪聲，記住低通和帶通白噪聲的自相關(guān)函數(shù)）第四章：4.1（什么叫無(wú)線信道）,4.2（什么叫有線信道）,4.3,4.4,4.5，4.6（最重要！要記住信道容量公式）第五章：5.1,5.2,5.5（第122頁(yè)上面的表格！很重要！）第六章：6.1（基帶信號(hào)頻譜特性

2、不用記）,6.2（AMI碼，HDB3碼和雙相碼必考）,6.4（消除碼間干擾條件）,6.6（懂得看眼圖比較）第七章：7.1,7.2,7.3（第212-213頁(yè)，表格和圖像，特別是213頁(yè)的圖7-30，一定要會(huì)懂?。┑诰耪拢?.2（低通和帶通抽樣定理）,9.4,9.5（重要）第十一章：明白什么是信道編碼，什么是信源編碼，建議看下概述，11.2,11.3,11.4（恒比碼和正反碼了解一下即可）,11.5（只需看到337頁(yè)即可） 選擇判斷各10分，填空20 一、 基本概念第一章1、模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)2、數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字

3、通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng) 3、數(shù)字通信的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不積累（2）傳輸差錯(cuò)可控（3）便于處理、變換、存儲(chǔ)（4）便于將來(lái)自不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸（5）易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕（6）易于加密處理，且保密性好缺點(diǎn)：（1）需要較大的傳輸帶寬（2）對(duì)同步要求高4、通信系統(tǒng)的分類(lèi)（1）按通信業(yè)務(wù)分類(lèi)：電報(bào)通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)（2）按調(diào)制方式分類(lèi)：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)（3）調(diào)制傳輸系統(tǒng)又分為多種調(diào)制，詳見(jiàn)書(shū)中表1-1（4）按信號(hào)特征分類(lèi)：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)（5）按傳輸媒介分類(lèi)：有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系

4、統(tǒng)（6）按工作波段分類(lèi)：長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信（7）按信號(hào)復(fù)用方式分類(lèi)：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用5、通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：有效性和可靠性有效性：指?jìng)鬏斠欢ㄐ畔⒘繒r(shí)所占用的信道資源（頻帶寬度和時(shí)間間隔），或者說(shuō)是傳輸?shù)摹八俣取眴?wèn)題?？煽啃裕褐附邮招畔⒌臏?zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問(wèn)題。（1）模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來(lái)度量。可靠性：可用接收端最終輸出信噪比來(lái)度量。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)：有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來(lái)衡量。 可靠性：常用誤碼率和誤信率表示。碼元傳輸速率RB：定義為單位時(shí)間（每秒）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特（Baud）信息傳輸速率Rb：定義為單位時(shí)間內(nèi)傳遞的

5、平均信息量或比特?cái)?shù)，單位為比特/秒6、通信的目的：傳遞消息中所包含的信息7、通信方式可分為：?jiǎn)喂?、半雙工和全雙工通信8、信息量是對(duì)信息發(fā)生的概率（不確定性）的度量。一個(gè)二進(jìn)制碼元含1b的信息量；一個(gè)M進(jìn)制碼元含有l(wèi)og2M比特的信息量。等概率發(fā)送時(shí)，信息源的熵有最大值。第二章1、確知信號(hào)：是指其取值在任何時(shí)間都是確定的和可預(yù)知的信號(hào)，通?？梢杂脭?shù)學(xué)公式表示它在任何時(shí)間的取值。2、確知信號(hào)的類(lèi)型（1）按照周期性區(qū)分：周期信號(hào)和非周期信號(hào)（2）按照能量區(qū)分：能量信號(hào)和功率信號(hào)：特點(diǎn)：能量信號(hào)的功率趨于0，功率信號(hào)的能量趨于¥3、確知信號(hào)在頻域中的性質(zhì)有四種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和

6、功率譜密度。4、確知信號(hào)在時(shí)域中的特性主要有自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。5、自相關(guān)函數(shù)反映一個(gè)信號(hào)在不同時(shí)間上取值的關(guān)聯(lián)程度。能量信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R（0）等于信號(hào)的能量；功率信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R（0）等于信號(hào)的平均功率。第三章1、隨機(jī)過(guò)程是一類(lèi)隨時(shí)間作隨機(jī)變化的過(guò)程，它不能用確切的時(shí)間函數(shù)描述。2、隨機(jī)過(guò)程具有隨機(jī)變量和時(shí)間函數(shù)的特點(diǎn)，可以從兩個(gè)不同卻又緊密聯(lián)系的角度來(lái)描述：隨機(jī)過(guò)程是無(wú)窮多個(gè)樣本函數(shù)的集合隨機(jī)過(guò)程是一族隨機(jī)變量的集合。3、隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性由其分布函數(shù)或概率密度函數(shù)描述。4、高斯過(guò)程的概率分布服從正態(tài)分布，它的完全統(tǒng)計(jì)描述只需要它的數(shù)字特征。5、瑞利分布、萊斯分布、正態(tài)分布是通信中

7、常見(jiàn)的三種分布：正弦載波信號(hào)加窄帶噪聲的包絡(luò)一般為萊斯分布；當(dāng)信號(hào)幅度大時(shí)，趨近于正態(tài)分布；幅度小時(shí)，近似為瑞利分布。6、窄帶隨機(jī)過(guò)程：若隨機(jī)過(guò)程x(t)的譜密度集中在中心頻率fc附近相對(duì)窄的頻帶范圍Df 內(nèi)，即滿足Df << fc的條件，且 fc 遠(yuǎn)離零頻率，則稱(chēng)該x(t)為窄帶隨機(jī)過(guò)程。 第四章1、信道分類(lèi)：（1）無(wú)線信道 電磁波（含光波）（2）有線信道 電線、光纖2、無(wú)線信道（電磁波）的傳播主要分為地波、天波和視線傳播三種。3、有線信道主要有明線、對(duì)稱(chēng)電纜和同軸電纜三種。4、信道模型的分類(lèi)：調(diào)制信道和編碼信道。編碼信道調(diào)制信道5、調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型f ei(t)e0(t)ei(

8、t)n(t)調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型 信道輸入端信號(hào)電壓； 信道輸出端的信號(hào)電壓； 噪聲電壓 調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型u 因k(t)隨t變化，故信道稱(chēng)為時(shí)變信道。u 因k(t)與e i (t)相乘，故稱(chēng)其為乘性干擾。u 因k(t)作隨機(jī)變化，故又稱(chēng)信道為隨參信道。u 若k(t)變化很慢或很小，則稱(chēng)信道為恒參信道。u 乘性干擾特點(diǎn)：當(dāng)沒(méi)有信號(hào)時(shí)，沒(méi)有乘性干擾。6、調(diào)制信道分類(lèi)：隨參信道和恒參信道。隨參信道：特性隨機(jī)變化得信道稱(chēng)為隨機(jī)參量信道，簡(jiǎn)稱(chēng)隨參信道。恒參信道：信道特性基本上不隨時(shí)間變化，或變化極慢極小。稱(chēng)為恒定參量信道，簡(jiǎn)稱(chēng)恒參信道。7、編碼信道的輸入和輸出信號(hào)是數(shù)字序列，編碼信道對(duì)信號(hào)的影響是使傳輸?shù)臄?shù)

9、字序列發(fā)生變化，即序列中的數(shù)字發(fā)生錯(cuò)誤。用錯(cuò)誤概率來(lái)描述編碼信道的特性。8、編碼信道中產(chǎn)生錯(cuò)碼的原因以及轉(zhuǎn)移概率的大小主要是由于調(diào)制信道不理想造成的。9、恒參信道的主要傳輸特性通常用振幅頻率特性和相位頻率特性來(lái)描述。10、碼間串?dāng)_：在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，波形畸變可引起相鄰碼元波形之間發(fā)生部分重疊，造成碼間串?dāng)_。11、頻率失真：指由于信道的振幅頻率特性不理想，則信號(hào)發(fā)生的失真稱(chēng)為頻率失真。12、相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信號(hào)產(chǎn)生的失真稱(chēng)為相位失真。13、頻率失真和相位失真都是線性失真；可以用線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償。14、非線性失真：是指信道輸入和輸出信號(hào)的振幅關(guān)系不是直線關(guān)系。這種失真主要是由

10、于信道中的元器件不理想造成的。15、頻率偏移：是指信道輸入信號(hào)的頻譜經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生了平移。主要是由于發(fā)送端和接收端中用于調(diào)制解調(diào)或頻率變換的振蕩器的頻率誤差引起的。16、隨參信道：又稱(chēng)時(shí)變信道，信道參數(shù)隨時(shí)間而變。17、隨參信道的特性：（1）衰減隨時(shí)間變化（2）時(shí)延隨時(shí)間變化（3）多徑效應(yīng)：信號(hào)經(jīng)過(guò)幾條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的長(zhǎng)度（時(shí)延）和衰減都隨時(shí)間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 18、接收信號(hào)的分類(lèi)（1）確知信號(hào)：接收端能夠準(zhǔn)確知道其碼元波形的信號(hào) （2）隨相信號(hào)：接收碼元的相位隨機(jī)變化 （3）起伏信號(hào)：接收信號(hào)的包絡(luò)隨機(jī)起伏、相位也隨機(jī)變化。 通過(guò)多徑信道傳輸?shù)男盘?hào)都具有這種特性

11、19、將信道中存在的不需要的電信號(hào)統(tǒng)稱(chēng)為噪聲。20、通信系統(tǒng)中的噪聲是疊加在信號(hào)上的，沒(méi)有傳輸信號(hào)時(shí)通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。21、噪聲對(duì)于信號(hào)的傳輸時(shí)有害的，它能使模擬信號(hào)失真，使數(shù)字信號(hào)發(fā)生錯(cuò)碼，并限制著信息的傳輸速率。22、按噪聲來(lái)源分類(lèi)（1）人為噪聲 例：開(kāi)關(guān)火花、電臺(tái)輻射（2）自然噪聲 例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、熱噪聲熱噪聲：來(lái)自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)。23、按噪聲性質(zhì)分類(lèi)（1）脈沖噪聲： （2）窄帶噪聲： （3）起伏噪聲：24、信道容量 指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾省?5、連續(xù)信道容量：式中 S 信號(hào)平均功率 （W）； N 噪聲功率（W）； B

12、帶寬（Hz）設(shè)噪聲單邊功率譜密度為n0，則N = n0B故上式可以改寫(xiě)成：由上式可見(jiàn)，連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬B、信號(hào)功率S及噪聲功率譜密度n0三個(gè)因素有關(guān)。 第五章 P126頁(yè)小結(jié)都是；以及P121頁(yè)5-5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較。1、調(diào)制 把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過(guò)程。2、載波調(diào)制 用調(diào)制信號(hào)去控制載波的參數(shù)的過(guò)程。3、解調(diào)（檢波） 調(diào)制的逆過(guò)程，其作用是將已調(diào)信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。 4、調(diào)制的目的：（為什么要進(jìn)行載波調(diào)制？）（1）提高無(wú)線通信時(shí)的天線輻射效率。（2）把多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同的載頻處，以實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。（3）擴(kuò)展信號(hào)帶寬，提高系

13、統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。第六章1、數(shù)字基帶信號(hào)：未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開(kāi)始的。2、在某些具有低通特性的有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，基帶信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)載波調(diào)制而直接進(jìn)行傳輸。3、研究數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的原因：（1）近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用（2）基帶傳輸方式也有迅速發(fā)展的趨勢(shì)（3）基帶傳輸中包含帶通傳輸?shù)脑S多基本問(wèn)題（4）任何一個(gè)采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)來(lái)研究。 4、傳輸碼的碼型選擇原則：（1）不含直流，且低頻分量盡量少；（2）應(yīng)含有豐富的定時(shí)信息，以便于從接收碼流中提取定時(shí)信號(hào)；（3）功

14、率譜主瓣寬度窄，以節(jié)省傳輸頻帶；（4）不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化； （5）具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力，即碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性，以便利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測(cè)。（6）編譯碼簡(jiǎn)單，以降低通信延時(shí)和成本。5、AMI碼：全稱(chēng)傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼；編碼規(guī)則：將消息碼的“1”(傳號(hào))交替地變換為“+1”和“-1”，而“0”(空號(hào))保持不變。AMI碼的優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有直流成分，且高、低頻分量少，編譯碼電路簡(jiǎn)單，且可利用傳號(hào)極性交替這一規(guī)律觀察誤碼情況AMI碼的缺點(diǎn)：當(dāng)原信碼出現(xiàn)長(zhǎng)連“0”串時(shí)，信號(hào)的電平長(zhǎng)時(shí)間不跳變，造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。6、HDB3碼：全稱(chēng)3階高密度雙極性碼它是AMI碼的一種改進(jìn)型，改

15、進(jìn)目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，使連“0”個(gè)數(shù)不超過(guò)3個(gè)。 編碼規(guī)則：（1）檢查消息碼中“0”的個(gè)數(shù)。當(dāng)連“0”數(shù)目小于等于3時(shí)，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與-1交替；（2）連“0”數(shù)目超過(guò)3時(shí)，將每4個(gè)連“0”化作一小節(jié)，定義為B00V，稱(chēng)為破壞節(jié)，其中V稱(chēng)為破壞脈沖，而B(niǎo)稱(chēng)為調(diào)節(jié)脈沖；（3）V與前一個(gè)相鄰的非“0”脈沖的極性相同(這破壞了極性交替的規(guī)則，所以V稱(chēng)為破壞脈沖)，并且要求相鄰的V碼之間極性必須交替。V的取值為+1或-1； （4）B的取值可選0、+1或-1，以使V同時(shí)滿足（3）中的兩個(gè)要求； （5）V碼后面的傳號(hào)碼極性也要交替。 7、碼間串?dāng)_的原因：（1）碼間串?dāng)_

16、 （2）信道加性噪聲8、碼間串?dāng)_：是指由于系統(tǒng)傳輸總特性不理想，導(dǎo)致前后碼元的波形畸變并使前面波形出現(xiàn)很長(zhǎng)的拖尾，從而對(duì)當(dāng)前碼元的判決造成的干擾。 9、碼間串?dāng)_和信道噪聲是影響基帶傳輸系統(tǒng)性能的兩個(gè)主要因素。10、眼圖：是指通過(guò)用示波器觀察接收端的基帶信號(hào)波形，從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。 P172頁(yè)小結(jié)第七章1、數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)（已調(diào)信號(hào)）的過(guò)程。2、數(shù)字解調(diào)：在接收端通過(guò)解調(diào)器把帶通信號(hào)還原成數(shù)字基帶信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字解調(diào)。3、數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：（1）利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制；（2）通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波，通常稱(chēng)為鍵控法。4、基本鍵控方式：振幅鍵控

17、、頻移鍵控、相移鍵控。 振幅鍵控 頻移鍵控 相移鍵控5、振幅鍵控（2ASK）：是利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。6、2ASK/OOK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。7、2ASK信號(hào)解調(diào)方法 ：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法） 和 相干解調(diào)（同步檢測(cè)法）8、頻移鍵控：是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。9、2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法：（1）采用模擬調(diào)頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)： （2）采用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)。10、2FSK信號(hào)的解調(diào)方法：非相干解調(diào)和相干解調(diào)。11、相移鍵控（2PSK）：利用載波的相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。12、二進(jìn)制絕對(duì)相移方式：以載波的不同相位

18、直接去表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式。13、二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）：是利用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱(chēng)相對(duì)相移鍵控。相應(yīng)的2DPSK信號(hào)的波形如下：14、通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指：系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。15、在數(shù)字通信系統(tǒng)中可能使碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤程度通常用誤碼率來(lái)衡量。16、二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 （1） 誤碼率2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解調(diào)相干解調(diào)在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差（2）頻帶寬度2ASK系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度.2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度（3）對(duì)信道特性變化的敏感性

19、如果抗噪聲性能是最主要的：則考慮相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可??；如果要求較高的頻帶利用率：則應(yīng)選擇相干2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取；如果要求較高的功率利用率：則應(yīng)選擇相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可??；若傳輸信道是隨參信道：則2FSK具有更好的適應(yīng)能力；若從設(shè)備復(fù)雜程度考慮：則非相干方式比相干方式更適宜。P234小結(jié)第九章1、數(shù)字化過(guò)程包括三個(gè)步驟：抽樣、量化和編碼。抽樣信號(hào)抽樣信號(hào)量化信號(hào)t011011011100100100100編碼信號(hào)2、模擬信號(hào)抽樣、量化、編碼過(guò)程。（1）模擬信號(hào)首先被抽樣。（通常抽樣是按照等時(shí)間間隔進(jìn)行的，）模擬信號(hào)被抽樣后，成為抽樣信號(hào)，它在時(shí)間上是離散的，但其取值仍然是連續(xù)的，是離散模擬信號(hào)。（2）第二步是量化。量化的結(jié)果使抽樣信號(hào)變成量化信號(hào)，其取值的離散的，所以量化信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。（3）第三步是編碼。最基本和最常用的編碼方法是脈沖編碼調(diào)制（PCM），它將量化后的信號(hào)變成二進(jìn)制碼元。3、抽樣定理：設(shè)一個(gè)連續(xù)模擬信號(hào)m(t)中的最高頻率 < fH，則以間隔時(shí)間為T(mén) £ 1/2fH的周期性沖激脈沖對(duì)它抽樣時(shí)，m(t)將被這些抽樣值所完全確定。4、恢復(fù)原信號(hào)的條件是：即抽樣頻率fs應(yīng)不小于fH的兩倍。這一最低抽