通信原理復習資料

1、通信原理復習資料、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)務分類：電報通信系統(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：長波通信、中波通信、短波通信（7 ）按信號復用方式分類：頻分復用、時分復用、碼分復用5、 通信系統(tǒng)的主要性能指標：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)?速度”可題?？煽啃裕褐附邮招畔⒌臏蚀_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。一個二進制碼元含1b的信息量；一個 M進制碼元含有l(wèi)ogzM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知的信號，通?？梢杂脭?shù)學公式表 示

4、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、能量譜密度和功率譜密 4、確知信號在時域中的特性主要有自相關函數(shù)和互相關函數(shù)。5、 自相關函數(shù)反映一個信號在不同時間上取值的關聯(lián)程度。能量信號的自相關函數(shù)R（ 0）等于信號的能量；功率信號的自相關函數(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

5、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)分布是通信中常見的三種分布：正弦載波信號加窄帶噪聲的包絡一般為萊斯分布；當信號幅度大時，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 （t）的譜密度集中在中心頻率 fc附近相對窄的頻帶范圍 訐內(nèi), 即滿足-：f fc的條件，且fc遠離零頻率，則稱該（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、

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)學模型e(t)e(t)二 fq(t) n(t)1f n(t)調(diào)制信道數(shù)學模型eo(t)ei (t)信道輸入端信號電壓； eo(t)信道輸出端的信號電壓; n(t) 噪聲電壓e(t)二 k(t)ei (t) - n(t)調(diào)制信道數(shù)學模型因k(t)隨t變化，故信道稱為時變信道。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：當沒有信號時，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)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。造成10、碼間串擾：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)牛部

8、分重疊， 碼間串擾。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)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)絡講行補償。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的振幅關系不是直線關系。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）

9、多徑效應：信號經(jīng)過幾條路徑到達接收端，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、接收信號的分類接收端能夠準確知道其碼元波形的信號 接收碼元的相位隨機變化接收信號的包絡隨機起伏、（1 ）確知信號（2 ）隨相信號相位也隨機變化。通過多徑信道傳輸?shù)男盘柖迹?）起伏信號 具有這種特性19、將信道中存在的不需要的電信號統(tǒng)稱為20、通信系統(tǒng)中的噪聲是 疊加在信號上的 遠存在于通信系統(tǒng)中。使數(shù)字信號發(fā)生錯碼，并限制著21、 噪聲對于信號的傳輸時有害的，它能使模擬信號失真， 信息的傳輸速率。22、按噪聲來源分類（1 ）人為噪聲 一例：開關火花、電臺輻射（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：噪聲。，沒有傳輸信號時通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永r s）Ct =B log 2 |1（b / s）.N式中 S 信號平均功率（W ）；N 噪聲功率（W）;B 帶寬（Hz）設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具有更好的適應能力；若從設備復雜

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)字化過程包括三個步驟：抽樣、量化和編碼。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制碼元。3、 抽樣定理：設一個連續(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

13、沖激脈沖對它抽樣時，m(t)將被這些抽樣值所完全確定。4、恢復原信號的條件是：fs 2fH即抽樣頻率fs應不小于fH的兩倍。這一最低抽樣速率2fH稱為奈奎斯特速率。與此相應的最小抽樣時間間隔稱為 奈奎斯特間隔。5、 此帶通模擬信號所需最小抽樣頻率fs等于kfs =2B(1 一)n式中，B 信號帶寬；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個參量:脈沖重復周期、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(c) PDM信號(b) PAM信號(d) PPM信號&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、對于給定的信號最大幅度，量化電平數(shù)越多，量化噪聲越小，信號量噪比越高。10、平均信號量噪比為SoNqM為量化電平數(shù) 或?qū)懗?20 lg MdB量化器的平均輸出信號量噪比隨量化電平數(shù)M的增大而提高。11、對與均勻量化，當信號小時，信號