通信原理復(fù)習(xí)資料

1、通信原理復(fù)習(xí)資料、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)來傳遞信息的通信系統(tǒng)2、數(shù)字通信系統(tǒng)模型源 編 碼字 調(diào) 制字 解 調(diào)加密噪聲源道編碼受 信 者源 譯 碼數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來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（1）按通信業(yè)務(wù)分類：電報(bào)通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)

2、據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)（2）按調(diào)制方式分類：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，詳見書中表1-1（4）按信號(hào)特征分類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)（5）按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)（6）按工作波段分類：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：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），或者說是傳輸?shù)?速度”可題?？煽啃裕褐附邮招畔⒌臏?zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)馁|(zhì)量”問題。（1 ）模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來度量?？煽啃裕嚎捎媒邮斩俗?/p>

3、終輸出信噪比來度量。（2 ）數(shù)字通信系統(tǒng)：有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量?？煽啃裕撼Ｓ谜`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)ogzM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)，通常可以用數(shù)學(xué)公式表 示

4、它在任何時(shí)間的取值。2、確知信號(hào)的類型（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、能量譜密度和功率譜密 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)過程是 一類隨時(shí)間作隨機(jī)變化的過程，它不能用確切的時(shí)間函數(shù)描述。2、隨機(jī)過程具有隨機(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

5、角度來描述：隨機(jī)過程是無窮多個(gè)樣本函數(shù)的集合隨機(jī)過程是一族隨機(jī)變量的集合。3、隨機(jī)過程的統(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)分布是通信中常見的三種分布：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)過程：若隨機(jī)過程 （t）的譜密度集中在中心頻率 fc附近相對(duì)窄的頻帶范圍 訐內(nèi), 即滿足-：f fc的條件，且fc遠(yuǎn)離零頻率，則稱該（t）為窄帶隨機(jī)過程。第四章1、信道分類：（1 ）無線信道 電磁波（含光波）（2 ）有線信道電線、

6、光纖2、無線信道（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)稱電纜和同軸電纜三種。4、信道模型的分類：調(diào)制信道和編碼信道。調(diào)制信道編碼信道5、調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型e(t)e(t)二 fq(t) n(t)1f n(t)調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型eo(t)ei (t)信道輸入端信號(hào)電壓； eo(t)信道輸出端的信號(hào)電壓; n(t) 噪聲電壓e(t)二 k(t)ei (t) - n(t)調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型因k(t)隨t變化，故信道稱為時(shí)變信道。因k(t)與 e i (t)相乘，故稱其為乘性干擾。因k(t)作隨機(jī)變化，故又稱信道為隨參信道。若k(t)變化很慢或很小，則稱信道為恒參信道。

7、乘性干擾特點(diǎn)：當(dāng)沒有信號(hào)時(shí)，沒有乘性干擾。6、調(diào)制信道分類：隨參信道和恒參信道。隨參信道：特性隨機(jī)變化得信道稱為隨機(jī)參量信道，簡(jiǎn)稱隨參信道。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。稱為恒定參量信道， 簡(jiǎn)稱恒參信道。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)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 來描述。造成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)牛部

8、分重疊， 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)牛的失真稱為頻率失真。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)講行補(bǔ)償。這種失真主要是由于主要是由于發(fā)送端和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。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)過信道傳輸后產(chǎn)生了平移。 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）

9、多徑效應(yīng)：信號(hào)經(jīng)過幾條路徑到達(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)的分類接收端能夠準(zhǔn)確知道其碼元波形的信號(hào) 接收碼元的相位隨機(jī)變化接收信號(hào)的包絡(luò)隨機(jī)起伏、（1 ）確知信號(hào)（2 ）隨相信號(hào)相位也隨機(jī)變化。通過多徑信道傳輸?shù)男盘?hào)都（3）起伏信號(hào) 具有這種特性19、將信道中存在的不需要的電信號(hào)統(tǒng)稱為20、通信系統(tǒng)中的噪聲是 疊加在信號(hào)上的 遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。使數(shù)字信號(hào)發(fā)生錯(cuò)碼，并限制著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， 信息的傳輸速率。22、按噪聲來源分類（1 ）人為噪聲 一例：開關(guān)火花、電臺(tái)輻射（2）自然噪聲 一 例：閃

10、電、大氣噪聲、宇宙噪聲、熱噪聲 熱噪聲：來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（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：噪聲。，沒有傳輸信號(hào)時(shí)通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永r s）Ct =B log 2 |1（b / s）.N式中 S 信號(hào)平均功率（W ）；N 噪聲功率（W）;B 帶寬（Hz）設(shè)噪聲單邊功率譜密度為no,則N = noB故上式可以改寫成：（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2B2 ASK B2 PSK .Ts2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度2B2 FSK =f? f1+Ts（3）對(duì)信道特性變化的敏感性如果抗噪聲性能是最主要的 ：則考慮相干 2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；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

12、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)字化過程包括三個(gè)步驟：抽樣、量化和編碼。2、模擬信號(hào)抽樣、量化、編碼過程。(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 1/2fH的周 期性

13、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：fs 2fH即抽樣頻率fs應(yīng)不小于fH的兩倍。這一最低抽樣速率2fH稱為奈奎斯特速率。與此相應(yīng)的最小抽樣時(shí)間間隔稱為 奈奎斯特間隔。5、 此帶通模擬信號(hào)所需最小抽樣頻率fs等于kfs =2B(1 一)n式中，B 信號(hào)帶寬；n 商(fH / B)的整數(shù)部分，n =1, 2,；k 商(fH / B)的小數(shù)部分，0 k 1。6、 周期性脈沖序列有 4個(gè)參量:脈沖重復(fù)周期、脈沖振幅、脈沖寬度和脈沖相位(位置)7、3種脈沖調(diào)制：(1) 脈沖振幅調(diào)制(PAM)(2) 脈沖寬度調(diào)制(PDM)(3) 脈沖位置調(diào)制(PPM)(a)(bJ(c)(d)ft n； n； a I(a)模擬基帶信號(hào)(c) PDM信號(hào)(b) PAM信號(hào)(d) PPM信號(hào)&量化分為:(1)均勻量化：抽樣值區(qū)間是等間隔劃分的； (2 )非均勻量化：抽樣值區(qū)間是非均勻劃分的。9、對(duì)于給定的信號(hào)最大幅度，量化電平數(shù)越多，量化噪聲越小，信號(hào)量噪比越高。10、平均信號(hào)量噪比為SoNqM為量化電平數(shù) 或?qū)懗?20 lg MdB量化器的平均輸出信號(hào)量噪比隨量化電平數(shù)M的增大而提高。11、對(duì)與均勻量化，當(dāng)信號(hào)小時(shí)，信號(hào)