通信原理知识点.docx

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通信原理知识点

第一章

1.通信的目的是传输消息中所包括的息。

消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。

.信号是消息的传输载体。

2.依照携载消息的信号参量是持续取值仍是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，

3.通信系统有不同的分类方式。

依照信道中所传输的是模拟信号仍是数字信号（信号特点分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。

按调制方式分类：

基带传输系统和带通（调制）传输系统。

4.数字通信已成为当前通信技术的主流。

5.与模拟通信相较，数字通信系统具有抗干扰能力强，可排除噪声积存；过失可控；数字处置灵活，能够以后自不同信源的信号综合刭一路传输；易集成，本钱低；保密性好等优势。

缺点是占用带宽大，同步要求高。

6.按消息传递的方向与时刻关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。

7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。

8.信息量是对消息发生的概率（不确信性）的气宇。

9.一个二进制码元含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。

10.有效性和靠得住性是通信系统的两个要紧指标。

二者彼此矛盾而又相对统一，且可互换。

在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，靠得住性可用输出信噪比衡量。

11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，靠得住性用误码率、误信率表示。

12.信息速度是每秒发送的比特数；码元速度是每秒发送的码元个数。

13.码元速度在数值上小于等于信息速度。

码元速度决定了发送信号所需的传输带宽。

第二章

14.确知信号依照其强度能够分为能量信号和功率信号。

功率信号依照其有无周期性划分，又能够分为周期性信号和非周期性信号。

15.能量信号的振幅和持续时刻都是有限的，其能量有限，（在无穷长的时刻上）平均功率为零。

功率信号的持续时刻无穷，故其能量为无穷大。

16.确知信号的性质能够从频域和时域两方面研究。

17.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。

18.周期性功率信号的波形能够用傅里叶级数表示，级数的各项组成信号的离散频谱，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.只要引入冲激函数，咱们一样能够关于一个功率信号求出其频谱密度。

21.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。

功率谱密度那么是功率信号的功率在频域中的散布，其单位是W／Hz。

22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线确实是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|²，称为功率谱，其单位为w。

但假设用δ函数表示此谱线。

那么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性要紧有自相关函数和相互天函数。

24.自相关函数反映一个信号在不同时刻上取值的关联程度。

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）等于信号的平均功率。

相互关函数反映两个信号的相关程度，它和时刻无关，只和时刻差有关，而且相互关函数和两个信号相乘的前后顺序有关。

26.能量信号的自相关函数和其能量谱密度组成一对傅里叶变换。

27.周期性功率信号的自相关函数和其功率谱密度组成一对傅里叶变换。

28.能量信号的相互关函数和其互能量谱密度组成一对傅里叶转变。

29周期性功率信号的相互关函数和其互功率谱密度组成一对傅里叶变换。

第三章

1.通信中的信号和噪声都能够看做随时刻转变的随机进程。

2.随机进程具有随机变量和时刻函数的特点，能够从两个不同却又紧密联系的角度来描述：

①随机进程是无穷多个样本函数的集合；②随机进程是一族随机变量的集合。

3.随机进程的统计特性由其散布函数或概率密度函数描述。

假设一个随机进程的统计特性与时刻起点无关，那么称其为严平稳进程。

4.数字特点那么是另一种描述随机进程的简练手腕。

假设进程的均值是常数，且自相关函数R（t1，t1+τ）=R（τ），那么称该进程为广义平稳进程。

5.假设一个进程是严平稳的，那么它必是广义平稳的，反之不必然成立。

6.假设一个进程的时刻平均等于对应的统计平均，那么该进程是各态历经性的。

7.假设一个进程是各态历经性的，那么它也是平稳的，反之不必然成立。

8.广义平稳进程的自相关函数R（τ）是时刻差τ的偶函数，且R（0）等于总平均功率，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）：

这对变换确信了时域和频域的转换关系。

9.高斯进程的概率散布服从正态散布，它的完全统计描述只需要它的数字特点。

一维概率散布只取决于均值和方差。

二维概率散布要紧取决于相关函数。

高斯进程通过线性变换后的进程仍为高斯进程。

10.正态散布函数与Q（x）或erf（x）函数的关系在分析数字通信系统的抗噪声性能时超级有效。

11.平稳随机进程通过线性系统后，其输出进程也是平稳的，且

12.窄带随机进程及正弦波加窄带高斯噪声的统计特性，更适合对调制系统/带通型系统/无线通信衰落多径信道的分析。

13.瑞利散布、莱斯散布、正态散布是通信中常见的三种散布：

正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络一样为莱斯散布。

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。

14.高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型，通信中的要紧噪声源——热噪声就属于这种噪声。

它在任意两个不同时刻上的取值之间互不相关，且统计独立。

15.白噪声通过带限系统后，其结果是带限噪声。

理论分析中常见的有低通白噪声和

带通白噪声。

第四章

1.无线信道依照传播方式区分，大体上有地波、天波和视线传播三种；另外，还有散射传播，包括对流层散射、电离层散射和流星余迹散射。

2.为了增大通信距离，能够采纳转发站转发信号。

用地面转发站转发信号的方式称为无线电中继通信；用人造卫星转发信号的方式称为卫星通信；用平流层平台传发信号的方式称为平流层通信。

3.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。

4.光纤依照传输模式分为单模光纤和多模光纤。

依照光纤中折射率转变的不同，光纤又分为阶跃型光纤和梯度型光纤。

5.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干扰和乘性干扰表示信道关于信号传输的阻碍。

加性干扰是叠加在信号上的各类噪声。

6.通过信道传输后的数字信号分为三类：

第一类为确知信号；第二类为随机信号；第三类为起伏信号。

7.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度。

依照来源分类，噪声能够分成人为噪声和自然噪声两大类。

自然噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子的热运动。

热噪声本身是白色的。

可是，热噪声通过接收机带通滤波的过滤后，其带宽受到了限制，成为窄带噪声。

8.信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量。

依照离散信道和持续信道的不同，信道容量别离有不同的计算方式。

离散信道的容量单位能够是b/符号或是b/s，持续信道容量的单位是b/s。

9.持续信道容量的公式得知，带宽、信噪比是容量的决定因素，带宽和信噪功率比能够互换，增大带宽能够降低信噪功率比而维持信道容量不变。

可是，无穷增大带宽，并非能无穷增大信道容量。

第五章

1.调制在通信系统中的作用相当重要，它的要紧作用和目的：

将基带信号（调制信号）变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能。

2.调制，是指按调制信号的转变规律去操纵载波的某个参数的进程。

依照正弦载波受调参数的不同，模拟调制分为：

幅度调制和角度调制。

3.线性调制的通用模型有：

滤波器和相移法。

4.解调是调制的逆进程，其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。

5.解调方式：

相干解调和非相干解调。

6.相干解调适用于所有线性调制信号的解调。

7.实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。

8.包络检波是直接从已调波的幅度中恢复原调制信号。

它属于非相干解调，因此不需要相干解调。

AM信号一样都采纳包络检波。

9.角度调制包括调频（FM）和调相（PM）。

信号的瞬时相偏与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.与幅度调制技术相较，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。

信号的非相干解调和AM信号的非相干解调（包络检波）一样，都存在“门限效应”。

14.多路复用是指在一条信道中同时传输多路信号。

15.常见的复用方式有：

频分复用（FDM），时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。

是一种按频率来划分信道的复用方式；

的特点是各路信号在频域上是分开的，而在时刻上是重叠的

第六章：

1.基带信号：

指未经调制的信号。

这些信号特点是其频谱从零频或很低频率开始，占据较宽的频带。

2.基带信号处置或变换的目的是使信号的特性与信道的传输特性相匹配。

3.数字基带信号是消息代码的电波表示。

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，各有不同的特点。

4.码型编码用来把原始消息代码变换成适合于基带信道传输的码型。

5.常见的传输码型有AMI码，HDB3码，双相码、CMI码、nBmB码和nBmT码等。

码常适用于A律PCM4次群以下的接口码型。

7.功率谱分析的意义在于，能够确信信号的带宽，还能够明确可否从脉冲序列中直接按时分量，和采取如何的方式能够从基带脉冲序列中取得所需的离散分量。

8.码间串扰和信道噪声是造成误码的两个要紧因素。

如何排除码间串扰和减小噪声对误码率的阻碍是数字基带传输中相许研究的问题。

9.奈奎斯特带宽为排除码间串扰奠定了理论基础。

α=0的理想低通系统能够达到2Baud/Hz的理论极限值，但它不能物理实现。

实际中应用较多的α>0的余弦滚降特性，其中α=1的升余弦频谱特性易于实现，且响应波形的尾部衰减收敛快，有利于减小码间串扰和位按时误差的阻碍，但占用带宽最大，频带利用率下降为1Baud/Hz。

10.在二进制基带信号传输进程中，噪声引发的误码有两种过失形式：

发“1”错判为“0”，发“0”错判为“1”。

11.在相同条件下，双极性基带系统的误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，与信号幅度无关，因此不随信道特性转变而变。

12.而单极性的最正确裁决门限电平为A/2，易受信道特性转变的阻碍，从而致使误码率增大。

13.部份响应技术通过有操纵地引入码间串扰（在接收端加以排除），能够达到2Band/Hz的理想频带利用率，并使波形“尾巴”振荡衰减加速如此的两个目的。

14.部份响应信号是由预编码器、相关编码器、发送滤波器、信道和接收滤波器一起产生的。

其中，相关编码是为了取得预期的部份响应信号频谱所必需的。

15.预编码解除码元之间的相关性。

16.实际中为了减小码元串扰的阻碍，需要采纳均衡器进行补偿。

17.有效的均衡器是有限长的横向滤波器，其均衡原理是直接校正同意波形，尽可能减小码间串扰。

18.峰值失真和均方失真评判均衡成效的两种气宇准那么。

19.眼图为直观评判接收信号的质量提供了一种有效的实验方式。

20.眼图能够定性反映码间串扰和噪声的阻碍程度，还能够用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。

第七章：

21.二进制数字调制的大体方式有：

（1）二进制振幅键控（2ASK）——载波信号的振幅转变；

（2）二进制频移键控（2FSK）——载波信号的频率有转变；（3）二进制相移键控（2PSK）——载波信号的相位转变。

22.由于2PSK体制中存在相位不确信性，又进展出了差分相移键控2DPSK。

和2PSK所需的带宽是码元速度的2倍；

所需的带宽比2ASK和2PSK都要高。

25.各类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。

26.在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。

是一种应用最先的大体调制方式。

其优势是设备简单，频带利用率较高；缺点是抗噪声性能最差，而且对信道特性转变灵敏，不易使抽样裁决器工作在最正确裁决门限状态。

是数字通信中不可或缺的一种调制方式。

其优势是抗干扰性能力较强，不受信道参数转变的阻碍，因此FSK专门适合应用于衰落信道；缺点是占用频带较宽，尤其是MFSK，频带利用率较低。

目前，调频体制要紧应用于中、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FSK都强，且不易受信道特性转变的阻碍，因此在高、中速数据传输中取得了普遍的应用。

30.绝对相移（PSK）在相干解调时存在载波相位模糊度的问题，在实际中较少采纳于直接传输。

MDPSK应用范围更为普遍。

第十章

1.信源编码有两个功能：

模拟数信号数字化和信源紧缩。

2.模拟信号数字化的目的是使模拟信号能在数字通信系统中传输，专门是能够和其他数字信号一路在宽带综合业务数字通信网中同时传输。

3.模拟信号数字化需要通过三个步骤，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，假设最低抽样速度不小于奈奎斯特抽样速度2fh，那么能够无失真地恢复原模拟信号。

5.关于一个带宽为B的带通信号而言，抽样频率应不小于[2B+2（fh—Nb）/n]；可是，需要注意，这并非是说任何大于[2B+2（fh—Nb）/n]的抽样频率都能够从抽样信号无失真地恢恢复模拟信号。

6.已抽样的信号仍然是模拟信号，可是在时刻上是离散的。

7.离散的模拟信号能够变换成不同的模拟脉冲调制信号，包括PAM,PDM和PPM。

8.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式：

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误差又称为量化噪声。

11.信号的非均匀量化能够有效地改善其信号量噪比。

12.为了便于采纳数字电路实现量化，通常采纳13折线法和15折线法代替A律和μ律。

13.量化后的信号变成了数字信号，可是，为了适宜传输和存储，通经常使用编码的方式将其变成二进制信号的形式。

14.信号是最经常使用的编码PCM，DPCM和△M。

15.模拟信号数字化后，变成了在时刻上离散的脉冲信号。

这就为时分复用（TDM）提供了大体条件。

16.由于时分复用的诸多优势，使其成为目前代频分复用的主流复用技术。

为时分复用数字通信定制了PDH和SDH两套标准建议。

体系要紧适用于较低的传输速度，它又分为E和T两种体系，我国采纳前者（E）作为标准。

系统适用于15Mb/s以上的数字通信系统，专门是光纤通信系统中。

矢量量化是将n个抽样值组成的n维矢量，在n维欧几里得空间中进行量化，并设计量化器（的区域划分）使量化误差的统计平均值达到小于给定的数值。

20.量化后的矢量称为码字，对全数码字进行编号并组成码书，传输时，仅传输码字的编号，在接收端将收到的码字编号对照同一码字查出对应的码字。

❤21.信源紧缩编码分为两类，即有损紧缩和无损紧缩。

22.语音和图像信号常采纳有损紧缩方式编码，因为它们的少量失真可不能被人的耳朵和眼睛发觉。

23.数字数据信号不许诺有任何损失，因此必需采纳无损紧缩。

❤24.语音紧缩编码能够分为三类：

波形编码、参量编码和混合编码。

25.对波形编码的性能要求是维持语音波形不变，或使波形失真尽可能小。

26.对参量编码和混合编码的性能要求是维持语音的可懂度和清楚度尽可能高。

27.语音参量编码是将语音的要紧参量提掏出来编码。

❤28.图像紧缩能够分为静止图像紧缩和动态图像紧缩两类。

29.静止图像紧缩利用了临近像素之间的相关性，而且常常在变换域中进行有损紧缩。

30.最普遍应用的静止图像紧缩国际标准是JPEG。

31.动态图像紧缩利用了临近帧的像素之间的相关性，在静止图像紧缩的基础上再设法减小邻帧像素间的相关性。

32.最普遍应用的动态图像紧缩国际标准是MPEG。

33.数据紧缩不许诺有任何损失，因此只能采纳无损紧缩方式。

❤34.由于有限离散信源中各字符的信息含量不同，为了紧缩，通常采纳变长码。

❤35.为了确信变长码每一个字符的分界，需要采纳唯一可译码。

❤36.唯一可译码又能够依照是不是需要参考后继码元译码，分为即时可译码和非即时可译码。

❤37.霍夫曼码是一种经常使用的无前缀变长码，它在最小码长意义上是最正确码。

❤38.反映数据紧缩编码性能的指标为紧缩比和编码效率。

39.紧缩比是紧缩前（采纳等长码）每一个字符的平均码长与紧缩后每一个字符的平均码长之比。

40.编码效率等于编码后的字符平均信息量（熵）与编码平均码长之比。

41.当字符表中字符数量标较少和显现概率不同不是专门大时，为了提高编码成效，能够采纳扩展字符表的方式，提高编码效率。