通信原理知識(shí)點(diǎn)

第一章通訊的目的是傳輸信息中所包含的息。信息是信息的物理表現(xiàn)形式，信息是信息的有效內(nèi)容。.信號(hào)是信息的傳輸載體。2.依據(jù)攜載信息的信號(hào)參量是連續(xù)取值仍是失散取值，信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)．，3.通訊系統(tǒng)有不一樣樣的分類方法。依據(jù)信道中所傳輸?shù)氖悄M信號(hào)仍是數(shù)字信號(hào)（信號(hào)特色分類），相應(yīng)地把通訊系統(tǒng)分紅模擬通訊系統(tǒng)和數(shù)字通訊系統(tǒng)。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)。數(shù)字通訊已成為目前通訊技術(shù)的主流。5.與模擬通訊比較，數(shù)字通訊系統(tǒng)擁有抗攪亂能力強(qiáng)，可除去噪聲累積；差錯(cuò)可控；數(shù)字辦理靈巧，能夠未來(lái)自不一樣樣信源的信號(hào)綜合剄一同傳輸；易集成，成本低；保密性好等長(zhǎng)處。弊端是占用帶寬大，同步要求高。6.按信息傳達(dá)的方向與時(shí)間關(guān)系，通訊方式可分為

單工、半雙工及全雙工通訊。按數(shù)據(jù)碼先擺列的顧序可分為并行傳輸和串行傳輸。8.信息量是抵信息發(fā)生的概率（不確立性）的胸懷。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)，信源的熵有最大值。有效性和靠譜性是通訊系統(tǒng)的兩個(gè)主要指標(biāo)。二者相互矛盾而又相對(duì)一致，且可互換。在模擬通訊系統(tǒng)中，有效性可用帶寬權(quán)衡，靠譜性可用輸出信噪比權(quán)衡。在數(shù)字通訊系統(tǒng)中，有效性用頻帶利用率表示，靠譜性用誤碼率、誤信率表示。信息速率是每秒發(fā)送的比特?cái)?shù)；碼元速率是每秒發(fā)送的碼元個(gè)數(shù)。碼元速率在數(shù)值上小于等于信息速率。碼元速率決定了發(fā)送信號(hào)所需的傳輸帶寬。第二章確知信號(hào)依據(jù)其強(qiáng)度能夠分為能量信號(hào)和功率信號(hào)。功率信號(hào)依據(jù)其有無(wú)周期性區(qū)分，又能夠分為周期性信號(hào)和非周期性信號(hào)。15.能量信號(hào)的振幅和連續(xù)時(shí)間都是有限的，其能量有限，（在無(wú)量長(zhǎng)的時(shí)間上）均勻功率為零。功率信號(hào)的連續(xù)時(shí)間無(wú)量，故其能量為無(wú)量大。確知信號(hào)的性質(zhì)能夠從頻域和時(shí)域雙方面研究。確知信號(hào)在頻域中的性質(zhì)有4種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和功率譜密度。周期性功率信號(hào)的波形能夠用傅里葉級(jí)數(shù)表示，級(jí)數(shù)的各項(xiàng)構(gòu)成信號(hào)的失散頻譜，其單位是V。19.能量信號(hào)的波形能夠用傅里葉變換表示，波形變換得出的函數(shù)是信號(hào)的頻譜密度，其單位是V/Hz。20.只需引入沖激函數(shù)，我們相同能夠關(guān)于一個(gè)功率信號(hào)求出其頻譜密度。能量譜密度是能量信號(hào)的能量在頻域中的散布，其單位是J/Hz。功率譜密度則是功率信號(hào)的功率在頻域中的散布，其單位是W／Hz。周期性信號(hào)的功率譜密度是由失散譜線構(gòu)成的，這些譜線就是信號(hào)在各次諧波上的功率重量|Cn|2，稱為功率譜，其單位為w。但若用δ函數(shù)表示此譜線。則它能夠?qū)懗晒β首V密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。23.確知信號(hào)在時(shí)域中的特色主要有自相關(guān)函數(shù)和相互天函數(shù)。24.自相關(guān)函數(shù)反應(yīng)一個(gè)信號(hào)在不一樣樣時(shí)間上取值的關(guān)系程度。25.能量信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R(O)等于信號(hào)的能量；而功率信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R(O)等于信號(hào)的均勻功率。相互關(guān)函數(shù)反應(yīng)兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)程度，它和時(shí)間沒關(guān)，只和時(shí)間差相關(guān)，而且相互關(guān)函數(shù)和兩個(gè)信號(hào)相乘的前后序次相關(guān)。能量信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和其能量譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。周期性功率信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和其功率譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。能量信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)和其互能量譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變化。29周期性功率信號(hào)的相互關(guān)函數(shù)和其互功率譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。第三章1.通訊中的信號(hào)和噪聲都能夠看作隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程。2.隨機(jī)過程擁有隨機(jī)變量和時(shí)間函數(shù)的特色，能夠從兩個(gè)不一樣樣卻又親近聯(lián)系的角度來(lái)描述：①隨機(jī)過程是無(wú)量多個(gè)樣本函數(shù)的會(huì)合；②隨機(jī)過程是一族隨機(jī)變量的會(huì)合。隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特色由其散布函數(shù)或概率密度函數(shù)描繪。若一個(gè)隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特色與時(shí)間起點(diǎn)沒關(guān)，則稱其為嚴(yán)安穩(wěn)過程。4.數(shù)字特色則是另一種描繪隨機(jī)過程的簡(jiǎn)短手段。若過程的均值是常數(shù)，且自相關(guān)函數(shù)R（t1，t1+τ）=R（τ），則稱該過程為廣義安穩(wěn)過程。若一個(gè)過程是嚴(yán)安穩(wěn)的，則它必是廣義安穩(wěn)的，反之不用然建立。若一個(gè)過程的時(shí)間均勻等于對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)均勻，則該過程是各態(tài)歷經(jīng)性的。若一個(gè)過程是各態(tài)歷經(jīng)性的，則它也是安穩(wěn)的，反之不用然建立。廣義安穩(wěn)過程的自相關(guān)函數(shù)R（τ）是時(shí)間差τ的偶函數(shù)，且R（0）等于總均勻功率，是R（τ）的最大值。功率譜密度是自相關(guān)函數(shù)傅里葉變換（維納——辛欽定理）：這對(duì)變換確立了時(shí)域和頻域的變換關(guān)系。高斯過程的概率散布遵照正態(tài)散布，它的完滿統(tǒng)計(jì)描繪只需要它的數(shù)字特色。一維概率散布只取決于均值和方差。二維概率散布主要取決于相關(guān)函數(shù)。高斯過程經(jīng)過線性變換后的過程仍為高斯過程。正態(tài)散布函數(shù)與Q（x）或erf（x）函數(shù)的關(guān)系在分析數(shù)字通訊系統(tǒng)的抗噪聲性能時(shí)特別合用。11.安穩(wěn)隨機(jī)過程經(jīng)過線性系統(tǒng)后，其輸出過程也是安穩(wěn)的，且12.窄帶隨機(jī)過程及正弦波加窄帶高斯噪聲的統(tǒng)計(jì)特色，更合適對(duì)換制系統(tǒng)/帶通型系統(tǒng)/無(wú)線通訊衰敗多徑信道的分析。瑞利散布、萊斯散布、正態(tài)散布是通訊中常有的三種散布：正弦載波信號(hào)加窄帶高斯噪聲的包絡(luò)一般為萊斯散布。當(dāng)信號(hào)幅度大時(shí)，趨近于正態(tài)散布；幅度小時(shí)，近似為瑞利散布。高斯白噪聲是分析信道加性噪聲的理想模型，通訊中的主要噪聲源——熱噪聲就屬于這種噪聲。它在隨意兩個(gè)不一樣樣時(shí)刻上的取值之間互不相關(guān)，且統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。白噪聲經(jīng)過帶限系統(tǒng)后，其結(jié)果是帶限噪聲。理論分析中常有的有低通白噪聲和帶通白噪聲。第四章1.無(wú)線信道依據(jù)流傳方式區(qū)分，基本上有地波、天波和視野流傳三種；其余，還有散射流傳，包含對(duì)流層散射、電離層散射和流星余跡散射。為了增大通訊距離，能夠采納轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。用地面轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的方法稱為無(wú)線電中繼通訊；用人造衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的方法稱為衛(wèi)星通訊；用平流層平臺(tái)傳發(fā)信號(hào)的方法稱為平流層通訊。有線信道分為有線電信道和有線光信道兩大類。有線電信道有明線、對(duì)稱電纜、同軸電纜之分。有線光信道中的光信號(hào)在光纖中傳輸。光纖依據(jù)傳輸模式分為單模光纖和多模光纖。依據(jù)光纖中折射率變化的不一樣樣，光纖又分為階躍型光纖和梯度型光纖。信道的數(shù)學(xué)模型分為調(diào)制信道模型和編碼信道模型兩類。調(diào)制信道模型用加性攪亂和乘性攪亂表示信道關(guān)于信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。加性攪亂是疊加在信號(hào)上的各樣噪聲。6.經(jīng)過信道傳輸后的數(shù)字信號(hào)分為三類：類為起伏信號(hào)。

第一類為確知信號(hào)；第二類為隨機(jī)信號(hào)；第三噪聲能使模擬信號(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。依據(jù)來(lái)源分類，噪聲能夠分紅人為噪聲和自然噪聲兩大類。自然噪聲中的熱噪聲來(lái)自全部電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)。熱噪聲自己是白色的。可是，熱噪聲經(jīng)過接收機(jī)帶通濾波的過濾后，其帶寬遇到了限制，成為窄帶噪聲。信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲缶鶆蛐畔⒘俊Ｒ罁?jù)失散信道和連續(xù)信道的不一樣樣，信道容量分別有不一樣樣的計(jì)算方法。失散信道的容量單位能夠是b/符號(hào)或是b/s，連續(xù)信道容量的單位是b/s。連續(xù)信道容量的公式得悉，帶寬、信噪比是容量的決定要素，帶寬和信噪功率比能夠交換，增大帶寬能夠降低信噪功率比而保持信道容量不變?？墒?，無(wú)量增大帶寬，其實(shí)不可以夠無(wú)量增大信道容量。第五章1.調(diào)制在通訊系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，它的主要作用和目的：將基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）變換成合適在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)；實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；改良系統(tǒng)抗噪聲性能。2.調(diào)制，是指按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去控制載波的某個(gè)參數(shù)的過程。依據(jù)正弦載波受調(diào)參數(shù)的不一樣樣，模擬調(diào)制分為：幅度調(diào)制和角度調(diào)制。線性調(diào)制的通用模型有：濾波器和相移法。4.解調(diào)是調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號(hào)中的基帶調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。解調(diào)方法：相關(guān)解調(diào)停非相關(guān)解調(diào)。相關(guān)解調(diào)合用于全部線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。7.實(shí)現(xiàn)相關(guān)解調(diào)的重點(diǎn)是接收端要恢復(fù)出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相關(guān)載波。包絡(luò)檢波是直接從已調(diào)波的幅度中恢還原調(diào)制信號(hào)。它屬于非相關(guān)解調(diào)，因此不需要相關(guān)解調(diào)。AM信號(hào)一般都采納包絡(luò)檢波。角度調(diào)制包含調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）。信號(hào)的剎時(shí)相偏與m（t）成正比。信號(hào)的帶寬約為調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍（與AM信號(hào)相同）12.與幅度調(diào)制技術(shù)比較，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢(shì)是其較高的抗噪聲性能。信號(hào)的非相關(guān)解調(diào)停AM信號(hào)的非相關(guān)解調(diào)（包絡(luò)檢波）相同，都存在“門限效應(yīng)”。多路復(fù)用是指在一條信道中同時(shí)傳輸多路信號(hào)。常有的復(fù)用方式有：頻分復(fù)用（FDM），時(shí)分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM）等。是一種按頻次來(lái)區(qū)分信道的復(fù)用方式；的特色是各路信號(hào)在頻域上是分開的，而在時(shí)間上是重疊的第六章：基帶信號(hào)：指未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。這些信號(hào)特色是其頻譜從零頻或很低頻次開始，占有較寬的頻帶。2.基帶信號(hào)辦理或變換的目的是使信號(hào)的特色與信道的傳輸特色相般配。數(shù)字基帶信號(hào)是信息代碼的電波表示。表示形式有：?jiǎn)螛O性和雙極性波形、歸零和非歸零波形、差分波形、多電平波形之分，各有不一樣樣的特色。碼型編碼用來(lái)把原始信息代碼變換成合適于基帶信道傳輸?shù)拇a型。常有的傳輸碼型有AMI碼，HDB3碼，雙相碼、CMI碼、nBmB碼和nBmT碼等。碼常合用于A律PCM4次群以下的接口碼型。功率譜分析的意義在于，能夠確立信號(hào)的帶寬，還能夠夠明確能否從脈沖序列中直接準(zhǔn)時(shí)重量，以及采納如何的方法能夠從基帶脈沖序列中獲取所需的失散重量。碼間串?dāng)_和信道噪聲是造成誤碼的兩個(gè)主要要素。如何除去碼間串?dāng)_和減小噪聲對(duì)誤碼率的影響是數(shù)字基帶傳輸中相許研究的問題。奈奎斯特帶寬為除去碼間串?dāng)_確立了理論基礎(chǔ)。α=0的理想低通系統(tǒng)能夠達(dá)到2Baud/Hz的理論極限值，但它不可以夠物理實(shí)現(xiàn)。實(shí)質(zhì)中應(yīng)用好多的α>0的余弦滾降特色，此中α=1的升余弦頻譜特色易于實(shí)現(xiàn)，且響應(yīng)波形的尾部衰減收斂快，有益于減小碼間串?dāng)_和位準(zhǔn)時(shí)偏差的影響，但占用帶寬最大，頻帶利用率降落為1Baud/Hz。在二進(jìn)制基帶信號(hào)傳輸過程中，噪聲惹起的誤碼有兩種差錯(cuò)形式：發(fā)“1”錯(cuò)判為“0”，發(fā)“0”錯(cuò)判為“1”。11.在相同條件下，雙極性基帶系統(tǒng)的偏差雙極性基帶系統(tǒng)的誤碼率比單極性的低，抗噪聲性能好，且在等概條件下，雙極性的最正確裁決門限電平為0，與信號(hào)幅度沒關(guān)，因此不隨信道特色變化而變。12.而單極性的最正確裁決門限電平為

A/2，易受信道特色變化的影響，進(jìn)而致使

誤碼率增大。部分響應(yīng)技術(shù)經(jīng)過有控制地引入碼間串?dāng)_（在接收端加以除去），能夠達(dá)到2Band/Hz的理想頻帶利用率，并使波形“尾巴”振蕩衰減加速這樣的兩個(gè)目的。部分響應(yīng)信號(hào)是由預(yù)編碼器、相關(guān)編碼器、發(fā)送濾波器、信道和接收濾波器共同產(chǎn)生的。此中，相關(guān)編碼是為了獲取預(yù)期的部分響應(yīng)信號(hào)頻譜所必要的。預(yù)編碼消除了碼元之間的相關(guān)性。16.實(shí)質(zhì)中為了減小碼元串?dāng)_的影響，需要采納平衡器進(jìn)行賠償。合用的平衡器是有限長(zhǎng)的橫向?yàn)V波器，其平衡原理是直接校訂接受波形，盡可能減小碼間串?dāng)_。峰值失真和均方失真談?wù)撈胶庖娦У膬煞N胸懷準(zhǔn)則。眼圖為直觀談?wù)摻邮招盘?hào)的質(zhì)量供給了一種有效的實(shí)驗(yàn)方法。眼圖能夠定性反應(yīng)碼間串?dāng)_和噪聲的影響程度，還能夠夠用來(lái)指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_，改良系統(tǒng)性能。第七章：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的基本方式有：（1）二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）——載波信號(hào)的振幅變化；（2）二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）——載波信號(hào)的頻次有變化；（3）二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）——載波信號(hào)的相位變化。因?yàn)?PSK系統(tǒng)中存在相位不確立性，又發(fā)展出了差分相移鍵控2DPSK。和2PSK所需的帶寬是碼元速率的2倍；所需的帶寬比2ASK和2PSK都要高。25.各樣二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率取決于解調(diào)器輸入信噪比r。在抗加性高斯白噪聲方面，相關(guān)2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。是一種應(yīng)用最早的基本調(diào)制方式。其長(zhǎng)處是設(shè)施簡(jiǎn)單，頻帶利用率較高；弊端是抗噪聲性能最差，而且對(duì)信道特色變化敏感，不易使抽樣裁決器工作在最正確裁決門限狀態(tài)。是數(shù)字通訊中不可以或缺的一種調(diào)制方式。其長(zhǎng)處是抗攪亂性能力較強(qiáng)，不受信道參數(shù)變化的影響，因此FSK特別合適應(yīng)用于衰敗信道；弊端是占用頻帶較寬，特別是MFSK，頻帶利用率較低。目前，調(diào)頻系統(tǒng)主要應(yīng)用于中、低速數(shù)據(jù)傳輸中?；駾PSK是一種高傳輸效率的調(diào)制方式，其抗噪聲能力比ASK和道特色變化的影響，因此在高、中速數(shù)據(jù)傳輸中獲取了寬泛的應(yīng)用。

FSK都強(qiáng)，且不易受信絕對(duì)相移（PSK）在相關(guān)解調(diào)時(shí)存在載波相位模糊度的問題，在實(shí)質(zhì)中較少采納于直接傳輸。MDPSK應(yīng)用范圍更加寬泛。第十章信源編碼有兩個(gè)功能：模擬數(shù)信號(hào)數(shù)字化和信源壓縮。模擬信號(hào)數(shù)字化的目的是使模擬信號(hào)能在數(shù)字通訊系統(tǒng)中傳輸，特別是能夠和其余數(shù)字信號(hào)一同在寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通訊網(wǎng)中同時(shí)傳輸。3.模擬信號(hào)數(shù)字化需要經(jīng)過三個(gè)步驟，即

抽樣、量化和編碼。4.抽樣的理論基礎(chǔ)是抽樣定理。抽樣定理指出，關(guān)于一個(gè)頻帶限制在0≤f≤fh內(nèi)的低通模擬信號(hào)抽樣時(shí)，若最低抽樣速率不小于奈奎斯特抽樣速率2fh，則能夠無(wú)失真地恢還原模擬信號(hào)。5.關(guān)于一個(gè)帶寬為B的帶通訊號(hào)而言，抽樣頻次應(yīng)不小于[2B+2(fh—Nb)/n]；可是，需要注意，這其實(shí)不是說任何大于[2B+2(fh—Nb)/n]的抽樣頻次都能夠從抽樣信號(hào)無(wú)失真地恢還原模擬信號(hào)。已抽樣的信號(hào)仍舊是模擬信號(hào)，可是在時(shí)間上是失散的。7.失散的模擬信號(hào)能夠變換成不一樣樣的模擬脈沖調(diào)制信號(hào)，包含PAM,PDM和PPM。抽樣信號(hào)的量化分為兩大類，即標(biāo)量量化和矢量量化。9.抽樣信號(hào)的標(biāo)量量化有兩種方法：一種是均勻量化，另一種是非均勻量化。10.抽樣信號(hào)量化后的量化偏差又稱為量化噪聲。電話信號(hào)的非均勻量化能夠有效地改良其信號(hào)量噪比。12.為了便于采納數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)量化，平常采納13折線法和15折線法取代A律和μ律。量化后的信號(hào)變?yōu)榱藬?shù)字信號(hào)，可是，為了合適傳輸和儲(chǔ)蓄，平常用編碼的方法將其變?yōu)槎M(jìn)制信號(hào)的形式。14.電話信號(hào)是最常用的編碼PCM，DPCM和△M。15.模擬信號(hào)數(shù)字化后，變?yōu)榱嗽跁r(shí)間上失散的脈沖信號(hào)。這就為時(shí)分復(fù)用（TDM）提供了基本條件。16.因?yàn)闀r(shí)分復(fù)用的諸多長(zhǎng)處，使其成為目前代頻分復(fù)用的主流復(fù)用技術(shù)。為時(shí)分復(fù)用數(shù)字電話通訊定制了PDH和SDH兩套標(biāo)準(zhǔn)建議。系統(tǒng)主要合用于較低的傳輸速率，它又分為E和T兩種系統(tǒng)，我國(guó)采納前者（E）作為標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)合用于15Mb/s以上的數(shù)字電話通訊系統(tǒng)，特別是光纖通訊系統(tǒng)中。矢量量化是將n個(gè)抽樣值構(gòu)成的n維矢量，在n維歐幾里得空間中進(jìn)行量化，并設(shè)計(jì)量化器（的地區(qū)區(qū)分）使量化偏差的統(tǒng)計(jì)均勻值達(dá)到小于給定的數(shù)值。量化后的矢量稱為碼字，對(duì)全部碼字進(jìn)行編號(hào)并構(gòu)成碼書，傳輸時(shí)，僅傳輸碼字的編號(hào)，在接收端將收到的碼字編號(hào)比較同一碼字查出對(duì)應(yīng)的碼字。21.信源壓縮編碼分為兩類，即有損壓縮和無(wú)損壓縮。語(yǔ)音和圖像信號(hào)常采