樊昌信通信原理第7版知识点总结笔记课后答案.docx

1、樊昌信通信原理第7版知识点总结笔记课后答案第偉绪论1.1复习笔记一、通信的基本概念II通信通信是指发送者（人或机器）和接收者之间通过某种媒体进行的信息传递。消息、信息与信号（见表11 ）表1亠1消亘、信息与信号要点主要内容消息是指涌信系统传祈的对象.它是信息的O#.分为连续消息（语音.温度甥居）和离撫消怠（符号、文字、数字数据）信息是指消息中所包含的有效内容倍号是榆肖息的传输载体，分为模拟信号（电话机送出的语旨言 号）和数字号（计算机输岀的信号）关系1消息是信息的物理形式；2信息是消息的有效内容，3信号是消息的传输裁体2.通信系统模型通信系统一般模型（见表1-1-2）表112通信至统要点主要内

2、容系统模型见冏111系统模块信息輝把待传输的销息转换成區始电信号，分为模拟信源（话简、摄像机）和數字信源（电传机、计算机）发耀备将信源和信道匹配起来即将信源产生的原始电信 号变换成适合在信道中传输的信号。例如，变按器、 敢大墨 滤枝器、编码器.调制器以及多路传输系 统中的多路复片器等信道是指一种将来自发送设奋的信号传送接收站的 物理媒质。可以是无线的，也可以是有线的噪声源是需信道中的嗪声及分撫在通信系统其他各处的 噪声的集巾表示，非人为加入接收设备从癬0诚损的接收信号中正确檢共出原蛤电信号信宿把原始电信号还原成相应的消息.如扬声器等.X 称受諸、收终端M-l通信系统模拟通信系统模型（见表1 ）

3、表1亠3模拟通信系统模型要点主要内容系统模型见图1-1-2系统模块模拟信源把连续甫息变换成.原贻电信号，即基带信号调制器把基蒂信号娈换成话合在信道中传输的信号解调器将道中传输的已调信号变朋基帝信号信宿模抵信宿将基带信号变按为连续消息注，基芾信号是从信源茨出或送达信宿的信号的荃本频帝信号。频诸通 常从零瓠附近开始。已调信号是经过调制的信号。其频倚鱼市具有带通 形式.又称帶通信号模拟信源 一|调制器 -佶道|- 解调器 倍宿|噪声源1-1-2模拟通信系统模型fj数字通信系统模型（见表1J J）表14 数字通信系统模型要点主要内容系统模型见图1-1-3系统檢块信源编码与译玛言师編码的作用a.通过滅少

4、传输码元，降低码元速率从而增加传输的有效性；b.可以实现棧拟向数字的转换（郭原译码的作用信源铎码和编码是相反的过程，是数字向偿拟的转换信道编码 与译码m編码作用是逬行差错控制.信道编码器丼传输的信息码元按一定的 规则加入保护成分（监普码元），组成抗干扰编码” 韓道铎码是指信道译码器按相应的逆规则迸行解码，JA中发现或纠正错 误以提高通信系统的可靠性加密与解密硕密的放是指心地将被传输的数字序扰乱加上密玛以保证传输信 息的安全的处理过程密的定梵是垢接收诺与发送端处理过程相反的，用来恢复原来信息的处理站呈教宇调制与解调够宇调制把数宇基带信号的坝诣搬移到高皱处.形成适合在信适中传输 的帯通信号。分为振

5、幅铠控（ASK）、师多犍控（FSK）s绝对 相移铤控（PSK）、相对（.差分）楫移铤揑（DPSK）蜩字解调从数字芾通信号中还原岀数字基带信号。分为相干解调、非相 干解调同步使收发两鐸的信号在时闾上保持步调一预.保证数字通信泵统 的有序、准确和可瓠 按照同步的功用不同.分为翊同步、 徒同步、群（帧）同步和网同步数字通信的特点（见表1亠5）表亠5数字通信的特点要点主要内容1抗干扰能力强，且噪声不积累；2传输差皓可控；3便干用现代盘?字号处理技术对数字 信息进行处理、变换、存储；4易干集成，畴鱼信设备的重虽5島干加密处理.保密性好缺点1占用的传输带宽较犬；2对同步要家舀 系统设奋冥杂三、通信系统分类

6、与通信方式|通信系统的分类（见表1亠6 ）表1亠6通信系统的分类分类方式主烫内容按通信业务分类电报通信系统、电话诵信系统、教据通信系统.因 像通信系统按调制方式分类基带传物系统（将未经谓制的信号直接传法）和带 通件输系统按信号特征分类模期通信系统（系统信道中所传输的信号为槟拟信 号）和数字通信系统按传输媒质分类有线通信系统（导线作为传输燥质完成通信）和无 线通信系统（依靠电逬波在空间传播芫成通信）按工作波段分类长彼通信、中彼通信、短彼通信、远红外线通信等按信号复用方式分类分为尬分复用、时分复用玛分复用、波分复用. 空分痩用等通信方式（见表1亠7）義117通信方式要点主要內容是描甬信双方之间的H

7、作方式或信号侍输方式工作方式分类（按常戲極 方向与时间的 关系）单工通信是指通信双方巾只有一个可以进行发送,另 一个只能接收的单方向传输的工作方式。例 如广播、遥测、逞控.无线寻呼等半取工通信是指逋信玻方郡能收发消息，但不能同时进 行收和发的H作方式例如使用同一载瓠的 音通对讲机，间询仗检索等全双工通信是指通信双方可同时收发消息的工作方式。 例如电话等通信方式分英具体见表M-8義1亠8通信传输方式的分类按敦据码元 传输方式 不同分类定义示意图应用并齐传输并行传输 是指将代 表信息的 教字码元 序列叹成 组的方式 在两象或 两条以上 的并行信 道上同时 传输节省传 输时间，速度快需多条通 信信道

8、，成 本高BC xwsa“!般只用于 设备之间的 近距离通 信,例如计 算机和打印 机之间的数 据传输串行传输串行传输 是指将数 字码元序 列以串行 方式一个 码元接_ 个码元地 在一条信 道上传输貝需一条通信 信道，所铺设费用低速度慢需 外加同步 措施以解 决收後取 方码组或 宇符的同 步问题ToiicaitoW)&应用于远距 离数字传输诵信4.信息及其度量（见表妾点主要内容定义假设p W表示消息发生的榇率，I恚示消息中所含的信息虽. 则猎息X命含的信息址为1 曲)1咲)单位信息量单也和对数的底3有关比特单也若a=2,则信.怠虽的单位为比特(bit),简记为b.涌常广泛 使用的单位対比特，有

9、J = 10gI- = -l0g:P(x) (b)持单位若已，则信息童的单位为奈特(nai)哈特茱单位若二=10,则信怠量的单位为哈特茉(Hanley)计算遞 1-1-101-1-10信亘垦的计算要点主要内容离散信号等概率对干离散信嫁，M个波形等概率(P=l)发送，且每一个破形的出 现是独立的，即信源是无记忆的，则传送M进制液形之一的信息莹为二 18 冷二 y7Y 二吨二皿非 等 概 率1信息源的短的定义设离放信源是Y由M个符号组成的集合，其中毎个符号次i=h 2.3,.M)按一定的概率P仙)独立出现。则平均信息量为H(x) = P(.xJ-1单 2 只耳)+ P(x:)-log; P(.v,

10、)+ - +P(.vjr)-log2 P(g)= -fp(Xf)lOg2P(Xf) (b/符号)1=12信息源的焰的性质当P (Q =1,M 1：每个符号等紙率独立出现)时，信源的歸最大值连续信号假设f(X)为连续涓息出现的機率密甌 则连续消息的平均信息虽为日(Q 一 出五、通信系统主要性能指标II有效性(见表1亠11)義有效性烫点定义是指传输一定信息童所占用的瓠带题，即频带利用率度量删通信系统传输同祥的信师信号，所需的侍输带宽越小，频芾刑用率越高， 有效性越好数字通信系统1频带利用率习是指单位带寛Hzj内的传辎速率.即il=RsB (BaudUz)或 Tp=RbB (b (s Hz)2码元传

11、输速率Rb是指单位时间(每秒)传输码元的数目，单徒为披特(Baud), 简称传玛率,即Rb= I-Tb (Baud)注，M迸制码元速率Rb泌与二进制码元連率Rb:的关系为Rb:= Rwlog?M3信息传输速率&是指单位时间内传输的平均信息量.单位为比特秒(bs),简称 传信率.即R5 = Rhlog2M (Baud)注，码元速率和传输速率的关系：Rb=Rb - H (计算題帘用到)可靠性(见表1亠12 )1-1-12可靠性要点主要内容定义是指传输信息的准醐呈度度量模拟通信系统通常屈接收端输岀信号与噪声功率比(SN)来 度量，它反映了信号经传输后的“保真”程度 和抗璨声能力数字通信系统1误码率P

12、e是指错误接收的齊元数在传输总码元数中所占 的比例，即P尸错误码元数传输总码元敎2误信率Pb是指惜误接收的比特数在侍输总比特数中所占 的比例，又称误比特笫即P严惜误比特数传输总比特数1.2课后习题详解思考题1-1以无线广播和电视为例，说明教材图1-3模型中信源、信宿及信道包含的具体内容是什么?答：（1 ）在无线电广播中1信源：从声音等各种消息转换而成的原始电信号；2信宿：从复原的原始电信号转换成对应的声音；3信道：载有声音和影像的无线电波，以某种方式表示原始电信号。（2 ）在无线电视系统中1信源:从声音、影像等消息转换而成的原始电信号；2信宿:从复原的原始电信号转换成的声音、影像等；3信道：载

13、有声音和影像的无线电波，以某种方式表示原始电信号。1-2何谓数字信号?何谓模拟信号?两者的根本区别是什么？答：（1 ）数字信号是指载荷消息的信号参星仅有有限个取值的信号；模拟信号是指载荷消息的信号参 呈取值为连续（不可数、无穷多）的信号；（2 ）两者的根本区别在于载荷消息信号参呈的取值是连续的还是离散可数的。时间域上的连续与否不能 作为区分模拟信号和数字信号的标准。1-3何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点?答：（1 ）利用数字信号来传递信息的通信系统称为数字通信系统。冥中主要有信源编码与译码、数字 调制与解调、同步以及加密与解密等组成部分；（2）数字通信的优缺点：优点：a抗干扰能力强，且噪声不

14、积累。数字通信特有的抽样判决再生的接收方式使得具拥有较强的抗干扰 能力；b传输差错可控。在数字通信系统中,可通过信道编码技术进行检错与纠错，降低误码率，提高传输 质呈；c.易于加密处理，且保密性好；d便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式禾时算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便 于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储、处理和交换,可使通信网的管理和维护实现自 动化、智能化；e.易于集成，使通信设备微型化,重呈减轻；f.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进彳澈字 交换，以实现传输和交换的综合。缺点：a.可能需要较大的传输帝竞；b.对同

15、步要求高，系统设备复杂。1-4数字通信系统的一殷模型中各组成部分的主要功能是什么？答：数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是：(1)信源編码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；(2)信道编码和译码功能是进行差错控制，从而增强数字信号的抗干扰能力；(3)加密与解密的功能是保证信息的安全传输；(4)数字调制和解调功能是把数字基帯信号搬移到高坝处以便在信道中传输；(5)同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序、准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统如何分类？答：按调制方式，通信系统分为：(1)基帝传输系统。基芾传输系统是将未经调制的信号直接传送，如市内电

16、话、有线广播，一般的无线 传输很少用到基帯传输系统；(2)帯通传输系统。帝通传输是对各种信号调制后输出的信号。帯通传输系统的应用非常广泛，无线传 输领域基本上都是利用帝通传输系统。1-6按传输信号的特征,通信系统如何分类？答：按传输信号的特征,通信系统分为：(1)模拟通信系统。模拟通信系统是指系统信道中所传输的信号为模拟信号的通信系统；(2)数字通信系统。数字通信系统是指系统信道中所传输的信号为数字信号的通信系统。1-7按复用方式，通信系统如何分类？答：按复用方式r通信系统分为:(1)频分复用。频分复用是用频谱搬移的方j去使不同信号占据不同的频率范围；(2)时分复用。时分复用是用脉冲调制的方法

17、使不同信号占据不同的时间区间；(3)码分复用。码分复用是用正交的編码分别携帯不同的信号；(4)波分复用。波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号经复用器汇合在一起并耦合到光线路中 同一根光纤中进行传输；(5)空分复用。空分复用是指让同一个频段在不同的空间内得到重复利用。1-8单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释它们的工作方式并举例说明。答：(1)单工、半双工及全双工通信方式是按照消息传递的方向与时间关系分类的；(2 )工佛式:单工通信是指消息只能单向传输的工作方式,通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受,如广播， 遥测r无线寻呼等；半双工通信是指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式如使用同一载频的 普通对讲机、问询及检索等；1-9并行传输和串行传输的适用场合及特点？答：(1 )并行传输串行传输的适用场合分别为：1并行传输一股适用于设备之间的近5巨离通信。比如一般的计算机内部通信;2串行传输一般适用于远距离传输。普通的通信系统都是采用串行传输。(2)并行传输和串行传输的特点分别为：1并行传输a.优点：传输速度快，节省时间,无霁附加设备就能实现收发双方字符同步； b .缺点：需要多条通信线路，成本高。2串行传输a.优点：只需一条通信线路，成本低；b.缺点：传输速度慢，需要外加同步措施解决收发双方码组或字符同步。