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頁通信方式）,1.4（會求信息量，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頁上面的表格！很重要?。┑诹拢?.1（基帶信號頻譜特性

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，表格和圖像，特別是213頁的圖7-30，一定要會懂?。┑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)是利用模擬信號來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)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng) 3、數(shù)字通信的特點優(yōu)點：（1）抗干擾能力強，且噪聲不積累（2）傳輸差錯可控（3）便于處理、變換、存儲（4）便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸（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：（1）需要較大的傳輸帶寬（2）對同步要求高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：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

4、統(tǒng)（6）按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信（7）按信號復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時分復(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：指傳輸一定信息量時所占用的信道資源（頻帶寬度和時間間隔），或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}?？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罱K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。 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：定義為單位時間內(nèi)傳遞的

5、平均信息量或比特數(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：單工、半雙工和全雙工通信8、信息量是對信息發(fā)生的概率（不確定性）的度量。一個二進(jìn)制碼元含1b的信息量；一個M進(jìn)制碼元含有l(wèi)og2M比特的信息量。等概率發(fā)送時，信息源的熵有最大值。第二章1、確知信號：是指其取值在任何時間都是確定的和可預(yù)知的信號，通?？梢杂脭?shù)學(xué)公式表示它在任何時間的取值。2、確知信號的類型（1）按照周期性區(qū)分：周期信號和非周期信號（2）按照能量區(qū)分：能量信號和功率信號：特點：能量信號的功率趨于0，功率信號的能量趨于¥3、確知信號在頻域中的性質(zhì)有四種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和

6、功率譜密度。4、確知信號在時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)反映一個信號在不同時間上取值的關(guān)聯(lián)程度。能量信號的自相關(guān)函數(shù)R（0）等于信號的能量；功率信號的自相關(guān)函數(shù)R（0）等于信號的平均功率。第三章1、隨機過程是一類隨時間作隨機變化的過程，它不能用確切的時間函數(shù)描述。2、隨機過程具有隨機變量和時間函數(shù)的特點，可以從兩個不同卻又緊密聯(lián)系的角度來描述：隨機過程是無窮多個樣本函數(shù)的集合隨機過程是一族隨機變量的集合。3、隨機過程的統(tǒng)計特性由其分布函數(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、常見的三種分布：正弦載波信號加窄帶噪聲的包絡(luò)一般為萊斯分布；當(dāng)信號幅度大時，趨近于正態(tài)分布；幅度小時，近似為瑞利分布。6、窄帶隨機過程：若隨機過程x(t)的譜密度集中在中心頻率fc附近相對窄的頻帶范圍Df 內(nèi)，即滿足Df << fc的條件，且 fc 遠(yuǎn)離零頻率，則稱該x(t)為窄帶隨機過程。 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、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。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 信道輸入端信號電壓； 信道輸出端的信號電壓； 噪聲電壓 調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型u 因k(t)隨t變化，故信道稱為時變信道。u 因k(t)與e i (t)相乘，故稱其為乘性干擾。u 因k(t)作隨機變化，故又稱信道為隨參信道。u 若k(t)變化很慢或很小，則稱信道為恒參信道。u 乘性干擾特點：當(dāng)沒有信號時，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：特性隨機變化得信道稱為隨機參量信道，簡稱隨參信道。恒參信道：信道特性基本上不隨時間變化，或變化極慢極小。稱為恒定參量信道，簡稱恒參信道。7、編碼信道的輸入和輸出信號是數(shù)字序列，編碼信道對信號的影響是使傳輸?shù)臄?shù)

9、字序列發(fā)生變化，即序列中的數(shù)字發(fā)生錯誤。用錯誤概率來描述編碼信道的特性。8、編碼信道中產(chǎn)生錯碼的原因以及轉(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。10、碼間串?dāng)_：在傳輸數(shù)字信號時，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，則信號發(fā)生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)進(jìn)行補償。14、非線性失真：是指信道輸入和輸出信號的振幅關(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：是指信道輸入信號的頻譜經(jīng)過信道傳輸后產(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：又稱時變信道，信道參數(shù)隨時間而變。17、隨參信道的特性：（1）衰減隨時間變化（2）時延隨時間變化（3）多徑效應(yīng)：信號經(jīng)過幾條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的長度（時延）和衰減都隨時間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 18、接收信號的分類（1）確知信號：接收端能夠準(zhǔn)確知道其碼元波形的信號 （2）隨相信號：接收碼元的相位隨機變化 （3）起伏信號：接收信號的包絡(luò)隨機起伏、相位也隨機變化。 通過多徑信道傳輸?shù)男盘柖季哂羞@種特性

11、19、將信道中存在的不需要的電信號統(tǒng)稱為噪聲。20、通信系統(tǒng)中的噪聲是疊加在信號上的，沒有傳輸信號時通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。21、噪聲對于信號的傳輸時有害的，它能使模擬信號失真，使數(shù)字信號發(fā)生錯碼，并限制著信息的傳輸速率。22、按噪聲來源分類（1）人為噪聲 例：開關(guān)火花、電臺輻射（2）自然噪聲 例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、熱噪聲熱噪聲：來自一切電阻性元器件中電子的熱運動。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：式中 S 信號平均功率 （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故上式可以改寫成：由上式可見，連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬B、信號功率S及噪聲功率譜密度n0三個因素有關(guān)。 第五章 P126頁小結(jié)都是；以及P121頁5-5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較。1、調(diào)制 把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。2、載波調(diào)制 用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程。3、解調(diào)（檢波） 調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。 4、調(diào)制的目的：（為什么要進(jìn)行載波調(diào)制？）（1）提高無線通信時的天線輻射效率。（2）把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。（3）擴展信號帶寬，提高系

13、統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實現(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：未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始的。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，基帶信號可以不經(jīng)過載波調(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（3）基帶傳輸中包含帶通傳輸?shù)脑S多基本問題（4）任何一個采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個基帶傳輸系統(tǒng)來研究。 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)含有豐富的定時信息，以便于從接收碼流中提取定時信號；（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。（6）編譯碼簡單，以降低通信延時和成本。5、AMI碼：全稱傳號交替反轉(zhuǎn)碼；編碼規(guī)則：將消息碼的“1”(傳號)交替地變換為“+1”和“-1”，而“0”(空號)保持不變。AMI碼的優(yōu)點：沒有直流成分，且高、低頻分量少，編譯碼電路簡單，且可利用傳號極性交替這一規(guī)律觀察誤碼情況AMI碼的缺點：當(dāng)原信碼出現(xiàn)長連“0”串時，信號的電平長時間不跳變，造成提取定時信號的困難。6、HDB3碼：全稱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)點而克服其缺點，使連“0”個數(shù)不超過3個。 編碼規(guī)則：（1）檢查消息碼中“0”的個數(shù)。當(dāng)連“0”數(shù)目小于等于3時，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與-1交替；（2）連“0”數(shù)目超過3時，將每4個連“0”化作一小節(jié)，定義為B00V，稱為破壞節(jié)，其中V稱為破壞脈沖，而B稱為調(diào)節(jié)脈沖；（3）V與前一個相鄰的非“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同時滿足（3）中的兩個要求； （5）V碼后面的傳號碼極性也要交替。 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)很長的拖尾，從而對當(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)性能的兩個主要因素。10、眼圖：是指通過用示波器觀察接收端的基帶信號波形，從而估計和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。 P172頁小結(jié)第七章1、數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號（已調(diào)信號）的過程。2、數(shù)字解調(diào)：在接收端通過解調(diào)器把帶通信號還原成數(shù)字基帶信號的過程稱為數(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)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制；（2）通過開關(guān)鍵控載波，通常稱為鍵控法。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)（同步檢測法）8、頻移鍵控：是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。9、2FSK信號的產(chǎn)生方法：（1）采用模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn)： （2）采用鍵控法來實現(xiàn)。10、2FSK信號的解調(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傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。12、二進(jìn)制絕對相移方式：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相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。相應(yīng)的2DPSK信號的波形如下：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)生錯誤，錯誤程度通常用誤碼率來衡量。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)字化過程包括三個步驟：抽樣、量化和編碼。抽樣信號抽樣信號量化信號t011011011100100100100編碼信號2、模擬信號抽樣、量化、編碼過程。（1）模擬信號首先被抽樣。（通常抽樣是按照等時間間隔進(jìn)行的，）模擬信號被抽樣后，成為抽樣信號，它在時間上是離散的，但其取值仍然是連續(xù)的，是離散模擬信號。（2）第二步是量化。量化的結(jié)果使抽樣信號變成量化信號，其取值的離散的，所以量化信號是數(shù)字信號。（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），它將量化后的信號變成二進(jìn)制碼元。3、抽樣定理：設(shè)一個連續(xù)模擬信號m(t)中的最高頻率 < fH，則以間隔時間為T £ 1/2fH的周期性沖激脈沖對它抽樣時，m(t)將被這些抽樣值所完全確定。4、恢復(fù)原信號的條件是：即抽樣頻率fs應(yīng)不小于fH的兩倍。這一最低抽