通信原理复习

通信：由一地向另一地传递消息。

消息的传递是利用通信系统来实现的。

通信系统：完成通讯过程的全部设备和传输介质。

离散消息：书信、电报、数据连续消息：语音、图片、活的图像。

连续（模拟）信号：通信系统中传输的信号为时间的连续函数。

离散信号：当载荷信息的物理量的改变，在时间上离散。

数字信号：不仅在时间上离散，且取值也离散而有限。

信道种类：有线信道和无线信道。

基带信号：从消息变换过来的原始信号。

基带传输：基带信号直接传输。

信源编码：用来提高传输有效性而对信号采取的处理功能。

是为了提高传输可靠性的纠错编码。

编码：在数字通信系统里，为了某种目的对数字信号进行的变换。

通信系统中传输的具体对象是消息，通信的最终目的是传输信息。

信息的量值和事件发生的概率有关系：概率越大。

信息量越小。

反之也成立。

消息所代表的事件出现概率为P（X）,该消息所含的信息量为:I=㏒a（1/ P（X））=-㏒a（P（X））a=2,比特。

a=10,奈特。

信道：（狭义）传输媒介。

（广义）传输媒介+相关设备。

信道容量：C=B㏒2（1+S/N）（b/s）B:信道带宽 S/N：信号/噪声平均功率。

信噪比。

C：信道可能传输的最大信息速率。

物理意义：在模拟的信道上传输数字信号的时候能够达到的最高速率。

结论：1.任何一个信道，都有信道容量C。

2：给定C，可以用不同的带宽和信噪比的组合来传输。

减小带宽，加大发送功率，增大信噪比。

带宽系统有较好的抗干扰性。

当信噪比太小，不能保证通信质量可以用宽带系统。

调制和编码过程就是实现带宽与信噪比互换的手段。

3:C=1/T T:传输时间。

I=TB㏒2（1+S/N）带宽和时间也可以互换。

10lg S/N=分贝。

传输介质:通信系统中连接收发双方的物理通路，通信过程中消息传送的载体。

传输介质分2类：1.硬传输介质。

双绞线、同轴电缆、光纤。

2.软传输介质。

无线电波、地面微波、卫星链路、激光、红外线。

带宽越宽，数据传输速率就越高。

双绞线可用于传输模拟和数字信号。

通信原理复习试题及答案（一）一填空题1、抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的信号，量化是把幅值连续的信号变换为幅值离散的信号。

2、非均匀量化的目的是提高小信号的量化SNR，其代价是减少了大信号的量化SNR3、与PCM比，DPCM的优点是可以减少码位数/传输速率，其理论基础是利用了模拟信号的相关性。

4、对模拟信号进行线性PCM编码时，取抽样频率为8KH Z，编码为8位，则信息传输速率为64kbit/s5、简单增量调制中所发生的两种量化噪声是一般量化噪声和过载量化噪声。

6、若量化电平数为64需要的编码位数是5，若量化电平数为128，需要的编码位数为 6 。

7、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。

8、常见信道的复用方式有时分复用和频分复用和码分复用。

二、画图1、画出模拟通信系统的一般模型。

2、画出通信系统的简化模型。

信息源发送设备信道接收设备受信者噪声信道解调器受信者模拟信息源调制器噪声三、计算题1、对于二电平数字信号，每秒传输300个码元，问此传码率R B 等于多少？若该数字信号0和1出现是独立等概率的，那么传信率R b 等于多少？band R B 300 s bit R b /300=2、、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：（1）符号）/(38log log 22bit M H ===（2）T s =0.1ms ，所以B aud 10000R s T 1B ==30kbit/s 310000H R R B b =⨯=⋅=（3）216Mbit/s 3600210303=⨯⨯⨯=⋅=t R I b（4）误比特率 561025.11021627-⨯=⨯=b P 2小时传送的码元数为7B 107.23600210000t R N ⨯=⨯⨯== 误码率为：561075.3107227-⨯=⨯=e P3、（8分）某消息源的符号集由32个等概的符号组成，每符号宽度为2ms ，编为5位。

《通信原理》考试知识点第1 章绪论掌握内容:通信系统的基本问题与主要性能指标;模拟通信与数字通信;信息量,平均信息量,信息速率. 熟悉内容:通信系统的分类;通信方式. 了解内容:通信的概念与发展;第2 章随机信号分析掌握内容:平稳随机过程的数字特征与概率密度函数;平稳随机过程的相关函数与功率谱密度;高斯过程与窄带高斯过程; 熟悉内容:平稳随机过程;平稳随机过程的各态历经性;正弦波加窄带高斯过程;随机过程通过线性系统. 了解内容:随机信号与随机过程;n 维联合概率密度函数.第3 章信道掌握内容:调制信道模型;编码信道模型;恒参信道对信号传输的影响;加性高斯白噪声;Shannon 信道容量公式. 熟悉内容:信道的定义与模型;恒参信道实例;随参信道实例; 随参信道对信号传输的影响;起伏噪声;噪声等效带宽;连续信道的信道容量"三要素". 了解内容:随参信道特性的改善.第4 章模拟调制系统掌握内容:AM,DSB,SSB 信号调制与解调;AM,DSB,SSB 信号抗噪声性能. 熟悉内容:VSB,FM,PM 信号的调制原理;频分复用的概念. 了解内容:FM 信号的解调原理;复合调制及多级调制的概念.第5 章数字基带传输系统掌握内容:数字基带信号;AMI 码,HDB3 码,PST 码,双相码的编码原理和主要优缺点;无码间干扰的基带传输特性;无码间干扰时的基带系统抗噪声性能. 熟悉内容:数字基带信号与频谱特性;基带脉冲传输与码间干扰; 眼图;时域均衡. 了解内容:Miller 码,CMI 码,nBmB 码,4B/3T 码;部分响应系统.第6 章正弦载波数字调制系统掌握内容:二进制数字调制解调原理;二进制ASK,FSK,PSK, DPSK 系统的抗噪声性能;二进制数字调制系统的性能比较. 熟悉内容:数字调制信号的频谱特性;4PSK,4DPSK,MSK 信号调制解调原理. 了解内容:多进制数字调制的概念;QAM,GMSK 调制方式.第7 章模拟信号的数字传输掌握内容:抽样定理;脉冲振幅调制(PAM)原理;脉冲编码调制(PCM)原理;增量调制(M)原理; 熟悉内容:均匀量化;非均匀量化;脉冲编码调制(PCM)系统抗噪声性能;增量调制(M)系统抗噪声性能;时分复用和多路数字电话系统原理. 了解内容:十五折线非均匀量化;增量脉冲编码调制(DPCM)原理.第8 章数字信号的最佳接收掌握内容:数字信号接收的统计表述;最佳接收准则;二进制确知信号的最佳接收原理及抗噪声性能;二进制确知信号的最佳形式; 匹配滤波器原理. 熟悉内容:二进制随相信号的最佳接收原理及抗噪声性能;实际接收机与最佳接收机的性能比较;匹配滤波器的实现;匹配滤波器在最佳接收中的应用. 了解内容:多进制确知信号的最佳接收原理;基带系统的最佳化.第11 章同步原理掌握内容:载波同步原理;位同步原理;群同步原理.熟悉内容:载波相位误差对解调性能的影响;位同步系统的性能及其相位误差对解调性能的影响;巴克码;群同步系统的性能. 了解内容:载波同步系统的性能;群同步的保护;扩展频谱系统同步.参考书目:《通信原理》第六版,国防工业出版社樊昌信等编著。

通信原理复习资料第一章 绪论 通信就是由一地向另一地传递消息。

通信系统是指完成通信过程的全部设备和传输介质。

信源的作用是产生消息，消息有多种形式，如：符号、文字、语音、音乐、数据、图片、活动图像等。

硬传输介质包括：双绞线、同轴电缆、光纤。

双绞线分为屏蔽型（STP ）和非屏蔽型（UTP ）；同轴电缆由内导体、外导体层、绝缘层和外部保护层组成；光纤由光纤芯、包层和外部保护层组成。

软传输介质包括：无线电波、地面微波、卫星链路、激光、红外线。

通信传输方式：串行传输和并行传输，单工传输、半双工传输和全双工传输，异步传输和同步传输。

异步传输也称起止式传输，它是利用起止法来达到手法同步的，异步传输每次只传送一个字符，用起始位和停止位来指示被传输字符的开始和结束。

同步传输不是以一个字符而是以一个数据块为传输单位。

信息量log ()a I p x =- 最大传输能力2log (1/)C b S N =+信息速率 C=I/T 码元速率（传码率，符号/秒 Bd ）1/BR T = T 为码元周期 信息速率（传信率，bit/s ） 21/l o g b R T N = N 为码元状态数 传码率与传信率之间的关系：2log N b B R R N = (b/s)数字通信系统的可靠性用差错率来衡量，差错率有两种表述方法：误码率和误比特率=错误接收码元数误码率传输码元总数 =错误接收的比特数误比特率传输的总比特数（误信率）第二章 信号与噪声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 噪声分为两大类：乘性噪声（相关噪声）和加性噪声，乘性噪声是指噪声在信号出现时存在，而加性噪声是指噪声无论信号是否出现，在任何时间均存在。

白噪声：随机噪声具有恒定的功率谱。

窄带噪声：当白噪声通过一个窄带系统时，其输出噪声集中在中心频率0ω附近的带宽W 内。

信号的能量谱与功率谱能量信号的能量谱2=|ξωω（）F()| 能量信号的能量 21()|2E f t dt d ξωωπ∞∞-∞-∞==⎰⎰（）功率信号的功率谱2|F ()|()lim T f T S T ωω→∞= 功率信号的功率 1/21/11lim ()()2T f T T P f t dt S d T ωωπ∞--∞→∞==⎰⎰输出功率谱是输入功率谱和2|H |ω（）的乘积 随机过程的数字特征的方法：统计平均和时间平均均值：[]()()X m E X t xp x dx ∞-∞==⎰均方值：22()()E X t x p x dx ∞-∞⎡⎤=⎣⎦⎰ 方差：2222()()()X X X x m p x dx E X t m δ∞-∞⎡⎤=-=-⎣⎦⎰第三章 模拟调制系统 调制：按基带信号的变化规律去改变高频载波某些参数的过程； 作用：1、将基带调制信号变换成适合在信道中传输的频带已调信号；2、改善系统的抗噪性能；3、便于实现频分复用根据频谱特性不同，把幅度调制分为：标准条幅（AM ）、抑制载波双边带调幅（DSB ）、单边带调幅（SSB ）和残留边带调幅（VSB ）标准条幅（AM ）：是指用信号f(t)去控制载波C(t)的振幅，使已调波德包络按照f(t)的规律线性变化的过程。

第1章1、通信：是指不在同一地点的双方或多方之间进行迅速有效的信息传递。

单工半双工全双工串行传输：传输慢、但传输距离远。

并行传输：传输快、但传输距离近。

两点间直通传输、分支传输和交换传输3、信号：是信息的一种电磁编码。

信号是信息的载体。

通信系统的基本模弄4、通信系统的主要性能指示有效性：是指信息传输的效率。

可靠性：是系统接收信息的准确度。

备注：衡量系统有效性最全面的指标是系统的频带利用率。

第二章一、调制的分类：1、根据调制信号分类：模拟调制和数字调制2、根据载波分类：连续载波调制和脉冲载波调制3、根据调制的功能分类：AM、FM、PM4、根据调制前后的频谱关系分类：线性调制和非线性调制5、线性调制分为：AM、DSB、SSB、VSB6、单边带调制方法有：滤波法、移相法、移相滤波法备注：常规双边带调制（AM）调制效率最低，而单边带调（SSB）制效率最高解调的方法：相干解调（同步检波）和非相干解调（包络检波）。

7、频率调制分为：划分依据是瞬时相位偏移是否小于0.5窄带调制（NBFM）宽带调制（WBFM）8、调频分为：直接调频和间接调频间接调频：是选积分，然后再调相 如下图：第3章1、PCM （脉冲编码调制）包括三个部分：抽样、量化、编码。

2、数字信息的电脉冲表过程称码型变换。

应该考虑的问题：低频和高频频率分量应尽量少，特别是不能含有直流分量； 不能有长连0和1码，以便提取同步定时信息；具有自检自纠能力。

3、二元码的极性图P534、抽样定理分为：自然抽样和平顶抽样（性能比自然抽样性能好）5、量化分为：均匀量化和非均匀量化备注：只要确定了量化器，则无论抽样值大小如何，其量化噪声的平均功率值都是固定不变的；因为，X （T ）较小时，输出信噪比就很低，弱信号的量化信噪比就可能无法达到额定要求而对还原解调产生较大的影响。

6、非均匀量化分为：A 率13折线（中国使用）和U 率15折线。

A=87.6 U=2557、编码：自然二进制码组、折叠二进制码组、格雷二进制码组。

通信原理复习题第一章 绪论 重要概念：1、通信的目的：就是传递消息。

2、通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。

3、通信系统模型：信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。

发送设备：对原始电信号（基带信号）进行各种处理和变换，使它变成适合于信道中传输的形式。

信道：是指传输信号的物理媒质。

接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。

信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。

4、模拟信号：信号参量的取值是连续的或无穷多个值，且直接与消息相对应的信号，例如语音信号。

数字信号：信号参量只能取有限个值，并常常不直接与消息向对应的信号。

它们都有可能是连续信号或离散信号。

5、通信系统的分类 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统6、通信方式：按传输方向：单工、半双工和全双工通信 按码元排列方式：并行传输和串行传输 7、信息与消息：消息：通信系统中传送的对象。

信息：消息中包含的抽象的、本质的内容。

消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。

8、信息量计算公式：)(log )(1log x p x p I a a-==平均信息量（信息熵）的计算公式：典型例题：例：设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=___________。

通信系统的评价：有效性和可靠性。

模拟系统的评价：有效带宽和信噪比；数字系统的评价：传输速率（传信率、传码率）和频带利用率。

)(2log 2log }{)(1111b p p I p I E x H mi p i mi p i mi i i i i∑∑∑===-====例：某数据通信系统调制速率为1200 Bd ，采用8电平传输，假设100秒误了1个比特，①求误码率。

通信原理复习提纲第1章绪论1、 通信：信息的传输与交换，用“电”来传递“信息”的方式简称通信2、 通信系统模型：模拟通信系统数字通信系统3、 信系统的分类：「 模拟基带传输系统心模拟通信系统VI 模拟调制传输系统通信系统Y「数字基带传输系统 匸数字通信系统J .数字调制传输系统模拟通信：信道中传输的是模拟信号。

数字通信：信道中传输的是数字信号。

（通信的其他分类方式见教材）4、 通信方式分类：单工通信、半双工同时、全双工通信5、 性能指标有效性——传输信息的速度。

可靠性——传输信息的质量。

（1）•模拟通信有效性：用有效传输带宽表征传输信息的速度，B 越小，有效性越好 可靠性：用接受端输出信噪比来量度，S/N越大，可靠性越好B 点模拟信源f 调制器 信宿（2）.数字通信①传输速率（系统有效性）a 、 码元速率瓦：每秒钟传输的码元数，单位波特band, Rs 也称波特率b 、 信息速率Rb ：单位时间传输的信息量，单位bit/s, Rb 称比特率 一个二进制码元的信息量lbit一个M 进制码元的信息量log? M bitc 、频带利用率••单位频带能传输的信息速率吩牛单位b®②差错率（系统可靠性）误比特率卩厂错误码元（比特）数传输总码元（比特）数 误码元率P = 错误码元数（错误信息量）'传输总码元数（传输总信息量）第2章 模拟线性调制线性调制的特点：已调信号的频谱结构正比于基带信号频谱结构，仅仅是频谱位置的线性搬移。

一、常规调幅（AM ）1、调制时域表达式：SAM （t ）= ［Ao\f （t ）］'COS ［CD c t^ 0 c ］频域表达式：5^/0=從兔）+氐卄©）］+-［円3-々））+代研©）］对单频余弦f(t)： f\t) = A m 2/2Rb=Rs log ? M (bit/s)Rs=————— (band)log 2 M（误信率） （误码率）带宽:B 加=2f H = 2W 基带信号最高频的2倍AM 输入功率:调制效率:二Pf 二 2厂⑴ 二而”吋「玮+£而-心而(2)用相移法实现单边带信号1 1八S°SB ⑴=-/⑴ cos COJ-- f (r) Sin a)c t 1 1八S LSB (0 = -/ ⑴ cos 69c / + - f (f) sin a)c t2 + P AM满调幅0叔=1。