通信原理知识点

第一章通讯的目的是传输信息中所包含的息。信息是信息的物理表现形式，信息是信息的有效内容。.信号是信息的传输载体。2.依据携载信息的信号参量是连续取值仍是失散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，3.通讯系统有不一样样的分类方法。依据信道中所传输的是模拟信号仍是数字信号（信号特色分类），相应地把通讯系统分红模拟通讯系统和数字通讯系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。数字通讯已成为目前通讯技术的主流。5.与模拟通讯比较，数字通讯系统拥有抗搅乱能力强，可除去噪声累积；差错可控；数字办理灵巧，能够未来自不一样样信源的信号综合刭一同传输；易集成，成本低；保密性好等长处。弊端是占用带宽大，同步要求高。6.按信息传达的方向与时间关系，通讯方式可分为

单工、半双工及全双工通讯。按数据码先摆列的顾序可分为并行传输和串行传输。8.信息量是抵信息发生的概率（不确立性）的胸怀。一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。有效性和靠谱性是通讯系统的两个主要指标。二者相互矛盾而又相对一致，且可互换。在模拟通讯系统中，有效性可用带宽权衡，靠谱性可用输出信噪比权衡。在数字通讯系统中，有效性用频带利用率表示，靠谱性用误码率、误信率表示。信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。第二章确知信号依据其强度能够分为能量信号和功率信号。功率信号依据其有无周期性区分，又能够分为周期性信号和非周期性信号。15.能量信号的振幅和连续时间都是有限的，其能量有限，（在无量长的时间上）均匀功率为零。功率信号的连续时间无量，故其能量为无量大。确知信号的性质能够从频域和时域双方面研究。确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。周期性功率信号的波形能够用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的失散频谱，其单位是V。19.能量信号的波形能够用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz。20.只需引入冲激函数，我们相同能够关于一个功率信号求出其频谱密度。能量谱密度是能量信号的能量在频域中的散布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的散布，其单位是W／Hz。周期性信号的功率谱密度是由失散谱线构成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率重量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它能够写成功率谱密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。23.确知信号在时域中的特色主要有自相关函数和相互天函数。24.自相关函数反应一个信号在不一样样时间上取值的关系程度。25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信号的均匀功率。相互关函数反应两个信号的相关程度，它和时间没关，只和时间差相关，而且相互关函数和两个信号相乘的前后序次相关。能量信号的自相关函数和其能量谱密度构成一对傅里叶变换。周期性功率信号的自相关函数和其功率谱密度构成一对傅里叶变换。能量信号的相互关函数和其互能量谱密度构成一对傅里叶变化。29周期性功率信号的相互关函数和其互功率谱密度构成一对傅里叶变换。第三章1.通讯中的信号和噪声都能够看作随时间变化的随机过程。2.随机过程拥有随机变量和时间函数的特色，能够从两个不一样样却又亲近联系的角度来描述：①随机过程是无量多个样本函数的会合；②随机过程是一族随机变量的会合。随机过程的统计特色由其散布函数或概率密度函数描绘。若一个随机过程的统计特色与时间起点没关，则称其为严安稳过程。4.数字特色则是另一种描绘随机过程的简短手段。若过程的均值是常数，且自相关函数R（t1，t1+τ）=R（τ），则称该过程为广义安稳过程。若一个过程是严安稳的，则它必是广义安稳的，反之不用然建立。若一个过程的时间均匀等于对应的统计均匀，则该过程是各态历经性的。若一个过程是各态历经性的，则它也是安稳的，反之不用然建立。广义安稳过程的自相关函数R（τ）是时间差τ的偶函数，且R（0）等于总均匀功率，是R（τ）的最大值。功率谱密度是自相关函数傅里叶变换（维纳——辛钦定理）：这对变换确立了时域和频域的变换关系。高斯过程的概率散布遵照正态散布，它的完满统计描绘只需要它的数字特色。一维概率散布只取决于均值和方差。二维概率散布主要取决于相关函数。高斯过程经过线性变换后的过程仍为高斯过程。正态散布函数与Q（x）或erf（x）函数的关系在分析数字通讯系统的抗噪声性能时特别合用。11.安稳随机过程经过线性系统后，其输出过程也是安稳的，且12.窄带随机过程及正弦波加窄带高斯噪声的统计特色，更合适对换制系统/带通型系统/无线通讯衰败多径信道的分析。瑞利散布、莱斯散布、正态散布是通讯中常有的三种散布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络一般为莱斯散布。当信号幅度大时，趋近于正态散布；幅度小时，近似为瑞利散布。高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型，通讯中的主要噪声源——热噪声就属于这种噪声。它在随意两个不一样样时刻上的取值之间互不相关，且统计独立。白噪声经过带限系统后，其结果是带限噪声。理论分析中常有的有低通白噪声和带通白噪声。第四章1.无线信道依据流传方式区分，基本上有地波、天波和视野流传三种；其余，还有散射流传，包含对流层散射、电离层散射和流星余迹散射。为了增大通讯距离，能够采纳转发站转发信号。用地面转发站转发信号的方法称为无线电中继通讯；用人造卫星转发信号的方法称为卫星通讯；用平流层平台传发信号的方法称为平流层通讯。有线信道分为有线电信道和有线光信道两大类。有线电信道有明线、对称电缆、同轴电缆之分。有线光信道中的光信号在光纤中传输。光纤依据传输模式分为单模光纤和多模光纤。依据光纤中折射率变化的不一样样，光纤又分为阶跃型光纤和梯度型光纤。信道的数学模型分为调制信道模型和编码信道模型两类。调制信道模型用加性搅乱和乘性搅乱表示信道关于信号传输的影响。加性搅乱是叠加在信号上的各样噪声。6.经过信道传输后的数字信号分为三类：类为起伏信号。

第一类为确知信号；第二类为随机信号；第三噪声能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。依据来源分类，噪声能够分红人为噪声和自然噪声两大类。自然噪声中的热噪声来自全部电阻性元器件中电子的热运动。热噪声自己是白色的。可是，热噪声经过接收机带通滤波的过滤后，其带宽遇到了限制，成为窄带噪声。信道容量是指信道能够传输的最大均匀信息量。依据失散信道和连续信道的不一样样，信道容量分别有不一样样的计算方法。失散信道的容量单位能够是b/符号或是b/s，连续信道容量的单位是b/s。连续信道容量的公式得悉，带宽、信噪比是容量的决定要素，带宽和信噪功率比能够交换，增大带宽能够降低信噪功率比而保持信道容量不变。可是，无量增大带宽，其实不可以够无量增大信道容量。第五章1.调制在通讯系统中的作用至关重要，它的主要作用和目的：将基带信号（调制信号）变换成合适在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改良系统抗噪声性能。2.调制，是指按调制信号的变化规律去控制载波的某个参数的过程。依据正弦载波受调参数的不一样样，模拟调制分为：幅度调制和角度调制。线性调制的通用模型有：滤波器和相移法。4.解调是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。解调方法：相关解调停非相关解调。相关解调合用于全部线性调制信号的解调。7.实现相关解调的重点是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相关载波。包络检波是直接从已调波的幅度中恢还原调制信号。它属于非相关解调，因此不需要相关解调。AM信号一般都采纳包络检波。角度调制包含调频（FM）和调相（PM）。信号的刹时相偏与m（t）成正比。信号的带宽约为调制信号带宽的两倍（与AM信号相同）12.与幅度调制技术比较，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。信号的非相关解调停AM信号的非相关解调（包络检波）相同，都存在“门限效应”。多路复用是指在一条信道中同时传输多路信号。常有的复用方式有：频分复用（FDM），时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。是一种按频次来区分信道的复用方式；的特色是各路信号在频域上是分开的，而在时间上是重叠的第六章：基带信号：指未经调制的信号。这些信号特色是其频谱从零频或很低频次开始，占有较宽的频带。2.基带信号办理或变换的目的是使信号的特色与信道的传输特色相般配。数字基带信号是信息代码的电波表示。表示形式有：单极性和双极性波形、归零和非归零波形、差分波形、多电平波形之分，各有不一样样的特色。码型编码用来把原始信息代码变换成合适于基带信道传输的码型。常有的传输码型有AMI码，HDB3码，双相码、CMI码、nBmB码和nBmT码等。码常合用于A律PCM4次群以下的接口码型。功率谱分析的意义在于，能够确立信号的带宽，还能够够明确能否从脉冲序列中直接准时重量，以及采纳如何的方法能够从基带脉冲序列中获取所需的失散重量。码间串扰和信道噪声是造成误码的两个主要要素。如何除去码间串扰和减小噪声对误码率的影响是数字基带传输中相许研究的问题。奈奎斯特带宽为除去码间串扰确立了理论基础。α=0的理想低通系统能够达到2Baud/Hz的理论极限值，但它不可以够物理实现。实质中应用好多的α>0的余弦滚降特色，此中α=1的升余弦频谱特色易于实现，且响应波形的尾部衰减收敛快，有益于减小码间串扰和位准时偏差的影响，但占用带宽最大，频带利用率降落为1Baud/Hz。在二进制基带信号传输过程中，噪声惹起的误码有两种差错形式：发“1”错判为“0”，发“0”错判为“1”。11.在相同条件下，双极性基带系统的偏差双极性基带系统的误码率比单极性的低，抗噪声性能好，且在等概条件下，双极性的最正确裁决门限电平为0，与信号幅度没关，因此不随信道特色变化而变。12.而单极性的最正确裁决门限电平为

A/2，易受信道特色变化的影响，进而致使

误码率增大。部分响应技术经过有控制地引入码间串扰（在接收端加以除去），能够达到2Band/Hz的理想频带利用率，并使波形“尾巴”振荡衰减加速这样的两个目的。部分响应信号是由预编码器、相关编码器、发送滤波器、信道和接收滤波器共同产生的。此中，相关编码是为了获取预期的部分响应信号频谱所必要的。预编码消除了码元之间的相关性。16.实质中为了减小码元串扰的影响，需要采纳平衡器进行赔偿。合用的平衡器是有限长的横向滤波器，其平衡原理是直接校订接受波形，尽可能减小码间串扰。峰值失真和均方失真谈论平衡见效的两种胸怀准则。眼图为直观谈论接收信号的质量供给了一种有效的实验方法。眼图能够定性反应码间串扰和噪声的影响程度，还能够够用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改良系统性能。第七章：二进制数字调制的基本方式有：（1）二进制振幅键控（2ASK）——载波信号的振幅变化；（2）二进制频移键控（2FSK）——载波信号的频次有变化；（3）二进制相移键控（2PSK）——载波信号的相位变化。因为2PSK系统中存在相位不确立性，又发展出了差分相移键控2DPSK。和2PSK所需的带宽是码元速率的2倍；所需的带宽比2ASK和2PSK都要高。25.各样二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比r。在抗加性高斯白噪声方面，相关2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。是一种应用最早的基本调制方式。其长处是设施简单，频带利用率较高；弊端是抗噪声性能最差，而且对信道特色变化敏感，不易使抽样裁决器工作在最正确裁决门限状态。是数字通讯中不可以或缺的一种调制方式。其长处是抗搅乱性能力较强，不受信道参数变化的影响，因此FSK特别合适应用于衰败信道；弊端是占用频带较宽，特别是MFSK，频带利用率较低。目前，调频系统主要应用于中、低速数据传输中。或DPSK是一种高传输效率的调制方式，其抗噪声能力比ASK和道特色变化的影响，因此在高、中速数据传输中获取了宽泛的应用。

FSK都强，且不易受信绝对相移（PSK）在相关解调时存在载波相位模糊度的问题，在实质中较少采纳于直接传输。MDPSK应用范围更加宽泛。第十章信源编码有两个功能：模拟数信号数字化和信源压缩。模拟信号数字化的目的是使模拟信号能在数字通讯系统中传输，特别是能够和其余数字信号一同在宽带综合业务数字通讯网中同时传输。3.模拟信号数字化需要经过三个步骤，即

抽样、量化和编码。4.抽样的理论基础是抽样定理。抽样定理指出，关于一个频带限制在0≤f≤fh内的低通模拟信号抽样时，若最低抽样速率不小于奈奎斯特抽样速率2fh，则能够无失真地恢还原模拟信号。5.关于一个带宽为B的带通讯号而言，抽样频次应不小于[2B+2(fh—Nb)/n]；可是，需要注意，这其实不是说任何大于[2B+2(fh—Nb)/n]的抽样频次都能够从抽样信号无失真地恢还原模拟信号。已抽样的信号仍旧是模拟信号，可是在时间上是失散的。7.失散的模拟信号能够变换成不一样样的模拟脉冲调制信号，包含PAM,PDM和PPM。抽样信号的量化分为两大类，即标量量化和矢量量化。9.抽样信号的标量量化有两种方法：一种是均匀量化，另一种是非均匀量化。10.抽样信号量化后的量化偏差又称为量化噪声。电话信号的非均匀量化能够有效地改良其信号量噪比。12.为了便于采纳数字电路实现量化，平常采纳13折线法和15折线法取代A律和μ律。量化后的信号变为了数字信号，可是，为了合适传输和储蓄，平常用编码的方法将其变为二进制信号的形式。14.电话信号是最常用的编码PCM，DPCM和△M。15.模拟信号数字化后，变为了在时间上失散的脉冲信号。这就为时分复用（TDM）提供了基本条件。16.因为时分复用的诸多长处，使其成为目前代频分复用的主流复用技术。为时分复用数字电话通讯定制了PDH和SDH两套标准建议。系统主要合用于较低的传输速率，它又分为E和T两种系统，我国采纳前者（E）作为标准。系统合用于15Mb/s以上的数字电话通讯系统，特别是光纤通讯系统中。矢量量化是将n个抽样值构成的n维矢量，在n维欧几里得空间中进行量化，并设计量化器（的地区区分）使量化偏差的统计均匀值达到小于给定的数值。量化后的矢量称为码字，对全部码字进行编号并构成码书，传输时，仅传输码字的编号，在接收端将收到的码字编号比较同一码字查出对应的码字。21.信源压缩编码分为两类，即有损压缩和无损压缩。语音和图像信号常采