通信原理复习提纲Word文件下载.docx

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*说明：

本课程中，“比特（bit）”有两种含义，一是信息量单位，一是二进制的“位”，应根据具体情况判断是哪种含义。

本章内容基本，要求全面掌握。

第二章随机信号分析

本章内容注重概念、结论、参数的物理意义、必要的计算推导，特定函数的付利叶变换与反变换关系。

以下ξ（t）表示随机过程。

1．ξ（t）的概率密度函数与概率分布的关系，E[ξ（t）]、D[ξ（t）]、R（t1,t2）的定义及简单计算，广义平稳ξ（t）的定义及判定。

2．平稳ξ（t）的功率谱密度与R（τ）的关系。

3．正态分布统计特性特点，一维正态分布概率密度表达式及其参数的物理意义。

4．白噪声及带限白噪声的功率谱密度和自相关函数的有关计算和结论。

5．窄带随机过程的统计特性结论。

6．平稳ξ（t）通过线性系统的统计特性结论。

本章内容，重点掌握基本概念如要点1、3、5、6，并进行相应的随机信号分析。

第三章信道

1．调制信道、编码信道定义和数学模型。

2．恒参信道、随参信道定义及其对信号传输的影响的结论。

3．信道容量概念，香农公式及信道容量与三要素关系，及其应用分析与计算。

本章要求全面掌握。

第四章模拟信号数字化

1．低通抽样定理，会用。

2．均匀/非均匀量化的概念，及其信号量噪比的特点。

3．折叠二进码比较自然二进码的优点。

4．A率PCM编码规则，DPCM、△M、TDM概念。

5．关于PCM系统的有关计算，和关于TDM速率的计算。

本章内容，期末可着重复习要点1、2、5。

第五章数字基带传输系统

1．AMI码、HDB3码、双相码的编码规则、译码规则、码型特点、编码波形。

2．单/双极性的归零/非归零波形、差分波形、多值波形。

3．码间干扰产生概念及其产生的原因，消除码间干扰的原则，基带成形滤波的作用。

4．无码间干扰传输下的最大比特率或符号率与最小带宽，升余弦滚降特性下的比特率、符号率、带宽关系，成形滤波前后的信号功率谱图。

5．基带系统性能：

●误码特性：

接收信号的概率密度函数与误码率之间的关系的几何表示。

●眼图：

概念，眼图所表征的系统特性。

6．采用部分响应波形优缺点。

7．均衡、频域均衡、时域均衡的概念。

本章内容重要，应全面掌握。

第六章数字调制系统

1．给定数字序列画OOK、2FSK、2PSK、2DPSK波形。

相干解调、差分相干解调原理及各点波形。

2．已调信号带宽与基带信号频谱、带宽的关系：

●MASK、MPSK、MQAM信号：

B=2B基

●MFSK信号：

B=2B基+最高最低载频差

3．M进制调制的传输效率与抗噪声性能随M变化的规律

●MASK、MPSK、MQAM等：

M提高，频带利用率提高，抗噪声性能下降

●MFSK：

M提高，频带利用率降低，抗噪声性能提高

4．QPSK信号星座图，键控波形，A、B方式正交调制器原理框图和各点波形和功率谱图。

5．MPSK、MQAM信号星座图，从星座图上定性分析抗噪声性能。

6．了解所讲述的各种数字调制信号的调制解调方法。

本章内容重要，应全面掌握，可重点复习要点1、2、3、4。

第七章数字调制系统的接收性能

1．最佳接收准则——最大似然准则，似然函数概念。

2．先验等概时的二进制信号的相关器形式和匹配滤波器形式最佳接收机结构。

3．二进制确知信号先验等概下的最佳接收误码性能：

其中：

互相关系数

信号能量

，平均每比特能量Eb=（E1+E2）/2。

4．

二进制确知信号最佳信号形式和最佳接收性能

●2PSK信号，最佳信号形式，

●2DPSK信号，

（这点没讲，了解）

●2FSK信号，OOK信号，

（教材OOK误码率公式有误，请更正）

5．Eb/n0与S/N（或C/N）的换算：

，

，其中B为信道带宽，Rb为比特率。

本章内容重点掌握要点2、3、4。

综合分析和计算：

多章内容可以综合考查。

以下举例仅供参考。

综合型例题：

将一数字信号进行无ISI基带传输或频带传输。

（1）如果在绝对带限于4kHz的信道上传输二进制基带信号，系统传递特性是滚降系数为0.5的升余弦滚降特性，找出此系统所能支持的最大比特率。

（2）如果将4元基带信号送入信道，

（1）结果又如何？

（3）

（2）中的信号经QPSK调制后进行频带传输，假设信道带宽为10kHz，问系统所能支持的最大比特率？

（4）为了提高可靠性在成形滤波之前进行了编码效率为2/3的信道编码，设信源信息速率、基带传递特性及信道带宽同（3），设计一种调制方式。

（5）为在8kHz射频信道带宽内传输25kb/s的数据业务，提出解决方案。

参考答案：

以下Rs为符号率、Rb为比特率、BBB为基带信号带宽、为已调（或射频、频带、频道）信号带宽、r为信道编码（纠错码、FEC）编码效率、α为滚降系数

（1）对基带传输，BBB=（1+α）Rs/2，可求Rs=5.33kBaud，对二进制，Rb=Rs·

log22=5.33kb/s。

（2）同

（1），Rs=5.33kBaud，对四元信号Rb=Rs·

log24=10.67kb/s。

（3）QPSK为线性调制，BRF=（1+α）Rs，求得Rs=6.67kBaud，Rb=Rs·

log24=13.33kb/s。

（4）信道编码前的比特率同（3）即Rb=13.33kb/s，信道编码后的比特率为Rb,FEC后=Rb/r，r=2/3，得Rb,FEC后=20kb/s，滚降特性和信道带宽同（3），即Rs=6.67kBaud，设采用M进制线性调制，则Rb,FEC后=Rs·

log2M，得M=8，可采用8PSK调制。

（5）可考虑的因素：

信道编码效率r、基带滤波特性α、调制进制数M，因此

Rb=r·

Rb,FEC后=r·

Rs·

log2M=r·

（log2M）·

BRF/（1+α），已知Rb、BRF，讨论能否找到合理的r、M、α值。

为简便，下面举例不考虑采用信道编码时的方案即r=1：

α=（BRF/Rb）·

log2M－1，满足0≤α≤1的最小M=16，因此至少采用16进制调制方式且α=0.28；

也可采用32进制调制，α=0.6；

或64进制调制，α=0.92；

可以采用更高进制的调制方式，此时8kHz频带不会被该数据业务频谱占满，有空余频带可作其它利用。

通信原理复习资料

一、基本概念

第一章

1、模拟通信系统模型

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统

2、数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统

3、数字通信的特点

优点：

（1）抗干扰能力强，且噪声不积累

（2）传输差错可控

（3）便于处理、变换、存储

（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输

（5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻

（6）易于加密处理，且保密性好

缺点：

对同步要求高

4、通信系统的分类

（1）按通信业务分类：

电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统

（2）按调制方式分类：

基带传输系统和带通（调制）传输系统

（3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1

（4）按信号特征分类：

模拟通信系统和数字通信系统

（5）按传输媒介分类：

有线通信系统和无线通信系统

（6）按工作波段分类：

长波通信、中波通信、短波通信

（7）按信号复用方式分类：

频分复用、时分复用、码分复用

5、通信系统的主要性能指标：

有效性和可靠性

有效性：

指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。

可靠性：

指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

（1）模拟通信系统：

可用带宽度量。

可用接收端最终输出信噪比来度量。

（2）数字通信系统：

用传输速率和频带利用率来衡量。

常用误码率和误信率表示。

码元传输速率RB：

定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud）

信息传输速率Rb：

定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒

6、通信的目的：

传递消息中所包含的信息

7、通信方式可分为：

单工、半双工和全双工通信

8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。

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，信息源的熵有最大值。

第二章

1、确知信号：

是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。

2、确知信号的类型

（1）按照周期性区分：

周期信号和非周期信号

（2）按照能量区分：

能量信号和功率信号：

特点：

能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于

3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。

4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。

5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。

能量信号的自相关函数R（0）等于信号的能量；

功率信号的自相关函数R（0）等于信号的平均功率。

第三章

1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。

2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：

①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。

3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。

4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。

5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：

正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；

当信号幅度大时，趋近于正态分布；

幅度小时，近似为瑞利分布。

6、窄带随机过程：

若随机过程（t）的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围f内，即满足f<

<

fc的条件，且fc远离零频率，则称该（t）为窄带随机过程。

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。

5、调制信道数学模型

－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。

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