第四章
1、信道分类：
（1）无线信道－电磁波（含光波）
（2）有线信道－电线、光纤
2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。
3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。
4、信道模型的分类：
调制信道和编码信道。
－信道输入端信号电压；－信道输出端的信号电压；－噪声电压
－调制信道数学模型
◆因k（t）随t变化，故信道称为时变信道。
◆因k（t）与ei（t）相乘，故称其为乘性干扰。
◆因k（t）作随机变化，故又称信道为随参信道。
◆若k（t）变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。
◆乘性干扰特点：
当没有信号时，没有乘性干扰。
6、调制信道分类：
随参信道和恒参信道。
随参信道：
特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。
恒参信道：
信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。
称为恒定参量信道，简称恒参信道。
7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误。
用错误概率来描述编码信道的特性。
8、编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造成的。
9、恒参信道的主要传输特性通常用振幅～频率特性和相位～频率特性来描述。
10、码间串扰：
在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。
11、频率失真：
指由于信道的振幅——频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。
12、相位失真：
指由于信道的相位特性不理想使信号产生的失真称为相位失真。
13、频率失真和相位失真都是线性失真；可以用线性网络进行补偿。
14、非线性失真：
是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系。
这种失真主要是由于信道中的元器件不理想造成的。
15、频率偏移：
是指信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。
主要是由于发送端和接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起的。
16、随参信道：
又称时变信道，信道参数随时间而变。
17、随参信道的特性：
（1）衰减随时间变化
（2）时延随时间变化
（3）多径效应：
信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。
18、接收信号的分类
（1）确知信号：
接收端能够准确知道其码元波形的信号
（2）随相信号：
接收码元的相位随机变化
（3）起伏信号：
接收信号的包络随机起伏、相位也随机变化。
通过多径信道传输的信号都具有这种特性
19、将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。
20、通信系统中的噪声是叠加在信号上的，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。
21、噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。
22、按噪声来源分类
（1）人为噪声－例：
开关火花、电台辐射
（2）自然噪声－例：
闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声
热噪声：
来自一切电阻性元器件中电子的热运动。
23、按噪声性质分类
（1）脉冲噪声：
（2）窄带噪声：
（3）起伏噪声：
24、信道容量－指信道能够传输的最大平均信息速率。
25、连续信道容量：
式中S－信号平均功率（W）；N－噪声功率（W）；B－带宽（Hz）
设噪声单边功率谱密度为n0，则N=n0B
故上式可以改写成：
由上式可见，连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。
第五章P126页小结都是；以及P121页5-5各种模拟调制系统的比较。
1、调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
2、载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。
3、解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。
4、调制的目的：
（为什么要进行载波调制？
）
（1）提高无线通信时的天线辐射效率。
（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。
（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
第六章
1、数字基带信号：
未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。
2、在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。
3、研究数字基带传输系统的原因：
（1）近程数据通信系统中广泛采用
（2）基带传输方式也有迅速发展的趋势（3）基带传输中包含带通传输的许多基本问题
（4）任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。
4、传输码的码型选择原则：
（1）不含直流，且低频分量尽量少；
（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；
（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；
（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；
（5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。
（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。
5、AMI码：
全称传号交替反转码；编码规则：
将消息码的“1”（传号）交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”（空号）保持不变。
AMI码的优点：
没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况
AMI码的缺点：
当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。
6、HDB3码：
全称3阶高密度双极性码
它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。
编码规则：
（1）检查消息码中“0”的个数。
当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；
（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；
（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同（这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲），并且要求相邻的V码之间极性必须交替。
V的取值为+1或-1；
（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；
（5）V码后面的传号码极性也要交替。
7、码间串扰的原因：
（1）码间串扰
（2）信道加性噪声
8、码间串扰：
是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。
9、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。
10、眼图：
是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。
P172页小结
第七章
1、数字调制：
把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。
2、数字解调：
在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。
3、数字调制技术有两种方法：
（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制；
（2）通过开关键控载波，通常称为键控法。
4、基本键控方式：
振幅键控、频移键控、相移键控。
5、振幅键控（2ASK）：
是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
6、2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：
模拟调制法和键控法。
7、2ASK信号解调方法：
非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）
8、频移键控：
是利用载波的频率变化来传递数字信息。
9、2FSK信号的产生方法：
（1）采用模拟调频电路来实现：
（2）采用键控法来实现。
10、2FSK信号的解调方法：
非相干解调和相干解调。
11、相移键控（2PSK）：
利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。
12、二进制绝对相移方式：
以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。
13、二进制差分相移键控（2DPSK）：
是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。
相应的2DPSK信号的波形如下：
14、通信系统的抗噪声性能是指：
系统克服加性噪声影响的能力。
15、在数字通信系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。
16、二进制调制系统的性能比较
（1）误码率
在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差
（2）频带宽度:
2ASK系统和2PSK（2DPSK）系统的频带宽度
.
2FSK系统的频带宽度
（3）对信道特性变化的敏感性
如果抗噪声性能是最主要的：
则考虑相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；
如果要求较高的频带利用率：
则应选择相干2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可取；
如果要求较高的功率利用率：
则应选择相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；
若传输信道是随参信道：
则2FSK具有更好的适应能力；
若从设备复杂程度考虑：
则非相干方式比相干方式更适宜。
P234小结
第九章1、数字化过程包括三个步骤：
抽样、量化和编码。
2、模拟信号抽样、量化、编码过程。
（1）模拟信号首先被抽样。
（通常抽样是按照等时间间隔进行的，）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。
（2）第二步是量化。
量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。
（3）第三步是编码。
最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM），它将量化后的信号变成二进制码元。
3、抽样定理：
设一个连续模拟信号m（t）中的最高频率4、恢复原信号的条件是：
即抽样频率fs应不小于fH的两倍。
这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。
与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。
5、此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于
式中，B－信号带宽；n－商（fH/B）的整数部分，n=1，2，…；
k－商（fH/B）的小数部分，06、周期性脉冲序列有4个参量：
脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）
7、3种脉冲调制：
（1）脉冲振幅调制（PAM）
（2）脉冲宽度调制（PDM）（3）脉冲位置调制（PPM）
8、量化分为：
（1）均匀量化：
抽样值区间是等间隔划分的；
（2）非均匀量化：
抽样值区间是非均匀划分的。
9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。
10、平均信号量噪比为M为量化电平数
或写成
量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。
11、对与均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。
12、脉冲编码调制（PCM）把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程：
13、PCM系统中的噪声有两种：
量化噪声和加性噪声。
14、PCM系统的输出信号量噪比
PCM系统的输出信号量噪比仅和编码位数N有关，且随N按指数规律增大。
PCM系统的原理方框图（要掌握）
通信原理期末考试试题及答案
一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）
1、数字通信系统的有效性用传输速率衡量，可靠性用差错率衡量。
2、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。
3、广义平均随机过程的数学期望、方差与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关。
4、一个均值为零方差为
的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。
5、当无信号时，加性噪声是否存在？
是乘性噪声是否存在？
否。
6、信道容量是指：
信道传输信息的速率的最大值，香农公式可表示为：
。
7、设调制信号为f（t）载波为
，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为
，频域表达式为
。
8、对最高频率为fH的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为2fH、2fH、fH。
9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为2W波特。
10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的相位差来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。
11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：
一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声。
12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用13折线近似，
律对数压缩特性采用15折线近似。
二、简答题（总分18，共4小题）
1、随参信道传输媒质的特点？
（3分）
答：
对信号的衰耗随时间变化、传输的时延随时间变化、多径传播
2、简述脉冲编码调制的主要过程。
（6分）
抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。
3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？
（6分）
最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。
4、简述低通抽样定理。
（3分）
一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m（t），如果以
的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m（t）将被所得到的抽样值完全确定
三、画图题（总分20分，共3小题）
1、已知调制信号
载波为
，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。
（6分）
2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。
（6分）
3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。
（对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc，“1”对应Ts=Tc；其余信号Ts=Tc，其中Ts为码元周期，Tc为载波周期；对2DPSK信号，
代表“0”、
代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，
代表“0”、
代表“1”。
）（8分）
四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。
计算：
（1）平均信息量；
（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。
解：
解：
（1）
——（２分）
（2）Ts=0.1ms，所以
——（２分）
（3）
——（３分）
（4）误比特率
——（２分）
2小时传送的码元数为
误码率为：
——（３分）
五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度
在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5KHZ，而载波为100KHZ，已调信号的功率为10KW。
若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：
（1）该理想带通滤波器中心频率多大？
（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？
（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？
解：
（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B＝5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为
——（３分）
（2）解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同，
——（３分）
已知Si=10kW，所以
——（３分）
（3）由于单边带调制系统的制度增益为G＝1，因此解调器输出端的信噪比
——（３分）
六、（总分14分）采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：
（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；
（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。
解：
（1）已知抽样脉冲值I0＝-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。
因为I0<0，故C1＝0 ——（２分）
又因为I0>64，且I0<128，故位于第4段，段落码C2C3C4＝011 ——（３分）
第4段内的量化间隔为4，由I0＝64＋7×4＋3知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C8＝0111 ——（３分）
因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8＝00110111 ——（１分）
译码输出-（64+7×4＋2／2）＝-94，
量化误差为：
-95－（-94）＝-1（单位） ——（２分）
（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为
C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11＝00001011110 ——（３分）
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