通信原理总复习简介讲义
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现代通信原理教学要求第一章绪论1通信、通信系统的定义;通信:从一地向另一地传递消息(信息或消息的传输和交换);通信系统:实现消息传递所需的一切技术设备和信道的总和称为通信系统2•通信系统的一般模型及各框图作用;信息源:消息的发源地,把各种消息转换成原始电信号(称为消息信号或基带信号)。
发送设备:将信源和信道匹配起来,即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。
信道:传输信号的物理媒质。
噪声源:不是人为加入的设备,而是信道中的噪声以及通信系统其它各处噪声的集中表示。
接收设备:功能是放大和反变换(如滤波、译码、解调等),其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复原始电信号。
受信者(信宿):传送消息的目的地。
(将原始电信号还原成相应的消息)。
3•基带信号、频带信号、模拟信号、数字信号的含义;基带信号:信息源把各种消息转换成原始电信号的信号。
频带信号(带通信号):(经过调制以后的信号称为已调信号,特点:携带信息,适合在信道中传输)信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。
模拟信号(连续信号):凡信号参量的取值连续(不可数,无穷多),称为模拟信号。
数字信号(离散信号):凡信号参量只可能取有限个值,称为数字信号。
信源编码与译码:信源编码的作用是提高信息传输的有效性,完成模/数(A/D)转换;信源译码是信源编码的逆过程。
信道编码与译码:数字信号在信道传输时会因为各种原因产生差错,为了减少差错则在信息码中按照一定的规则加入监督码,组成抗干扰编码,接收端译码器则按照一定规则解码,发现错误或纠正错误,从而提高心态的抗干扰能力(提高可靠性)。
数字调制与解调:数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的频带信号。
数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。
同步:同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。
(载波同步、位同步、群同步和网同步)。
数字通信的主要特点:(1)抗干扰能力强而且噪声不累加;(2)差错可控;(3)易于与各种数字终端接口,用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储,从而形成智能网;(4)易于集成化,从而使通信设备微型化;(5)易于加密处理,且保密强度高。
第一章知识点:1.什么是信息、消息、通信?信息是指消息中所包含的对受信者有意义的内容(或有效内容)。
消息是指信源所产生的信息的物理表现。
通信是指一地向另一地进行消息的有效传递2.通信系统一般模型具有哪些模块,模拟通信系统、数字通信系统有哪些模块,各模块具有什么功能。
(重点)通信系统一般由信息源、发送设备、信道、噪声源、接受设备、信宿组成。
数字通信系统有信源、信源编码、信道编码、调制、信道、同步。
模拟通信系统有:信源、调制、信道、解调、信宿信源:将消息转换为电信号的设备。
信源编码:降低数字信号的冗余,提高数字信号的有效性。
信道编码:增加冗余字符,纠错编码,提高传输的可靠性。
调制:使编码信号特性与信道特性相适应,以通过信道传输。
信道:基带信道--可传输很低的频率分量。
频带信道--不能传输很低的频率分量。
同步:数字通信系统中不可缺少的组成部分。
发端、收端间需共同的时间标准使收端准确知道每个符号的起止时刻,实现同步接收3.什么是基带信号、什么是频带信号?基带信号:由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
频带信号:将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)4.数字通信系统具有哪些特点?(1)由于数字信号的可能取值数目有限,所以在失真没有超过给定值的条件下,不影响接受的正确判决。
(2)可采用纠错编码等差错控制技术,从而提高系统的抗干扰性。
(3)可采用数字加密技术,从而提高系统的保密度。
(4)可以综合传输各种模拟和数字输入消息,并且便于存储和处理。
(5)和模拟通信设备相比,设计和制造更容易、体积更小、重量更轻。
(6)可以通过信源编码进行压缩,以减小多余度,提高信道利用率。
(7)输出信噪比随带宽按指数增长。
5. 通信系统可以分为哪些类型?数字通信系统和模拟通信系统6. 通信系统的主要性能指标是什么?提高各项指标可以采用什么方法?(重点)主要性能指标:有效性、可靠性可以用降低有效性的方法提高可靠性、也可以用降低可靠性的办法提高有效性。
第一章内容1.信息的概念: 消息中包含的有意义的内容, 或者说有效内容。
码元速率():单位时间内传输的码元数目, 单位是“波特(Baud)”。
信息率的计算():单位时间内传输的信息量, 单位是“比特/秒(bit/s,b/s)”。
2.平均信息量: I=3.通信系统的性能指标(即关系):传输速率、错误率、安全性、频带利用率、能量利用率、适应性、标准型、经济性, 使用维修。
4.数字通信系统的模型: P4加性高斯白噪声: PPT第一章最后一页第二章内容1.随机变量的数字特征定义及计算1)数学期望: 反映了随机变量取值集中位置 E(X)=2)方差: 反映随机变量取值集中程度 D(X)= =3)矩: 随机变量X的K阶矩的定义为:2.平稳随机过程的定义, 概念及其统计特征计算定义: 广义平稳随机过程: 平均值、方差和自相关函数等与时间起点无关的随机过程。
3.平稳随机过程经过线型系. (P53页—2.10.3)第三章内容1.调制: 在发送端把基带信号频谱搬移到给定的信道通带内的过程;解调: 在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原为基带信号频谱的过程。
2.振幅调制(AM)的概念、带宽及不失真传.振幅调制(AM)是线性调制, 他包含直流分量, 包络不可能为负, 解调简单, 大部分功率被载波所占用。
带宽为基带带宽fm的两倍, 这个可以不失真传输。
双边带调制的概念、带宽及不失真传输这个也是线性调制, 他没有直流分量, 他不发送时不发送载波, 可以节省发射功率, 解调时需要在接收端加入载波(要求同频同相), 电路较为复杂。
带宽和AM调制一样。
当然只有带宽够, 并且接收端加入的载波和发射的载波没有频率和相位的差别后才能不失真传输。
单边带调制的概念、带宽及不失真传输线性调制, 没有直流分量, 在双边带调制的基础上, 使用滤波器率掉了一个边带, 这样带宽减半, 其他和双边带一样, 不失真条件也是一样的。
就是对发射端的滤波器斜率要求比较高。
通信原理讲义第一章绪论1.1 通信系统的组成1.1.1 通信一般系统模型点对点通信模型:反映了通信系统的共性。
连续消息:状态连续变化的消息(如语音、图像),也称为模拟消息。
●消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常,消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号:电信号的参量携带离散消息,该参量离散取值。
模拟信号:电信号的参量携带连续消息,参量连续取值。
●相应的通信系统分成两类数字通信系统模拟通信系统●模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数(数-模)转换器,接受端使用数-模(模-数)转换器。
●数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求(1)数字传输的抗干扰能力强,中继时可以消除噪声的积累;(2)传输差错可以控制;(3)便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理;(4)易于加密处理;(5)可以综合传递各种消息,增强系统功能。
●模拟通信系统模型(点对点)调制器:将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器:将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性,既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型(点对点) 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题:(2) 编码与解码:通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错; (3) 加密和解密:对基带信号进行人为“搅乱”;(4) 同步:发送和接收节拍一致,包括:位同步(码元同步)和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型:1.2 通信系统的分类及通信方式 1.2.1 通信系统分类● 按消息的物理特征分类电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统图像通信系统 ● 按调制方式分类基带传输线性调制载波调制 非线性调制 频带传输 数字调制脉冲模拟调制脉冲调制消息 消息消息消息脉冲数字调制●按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统●按传输媒介分类有线无线1.2.2 通信方式分类●点对点通信,按传送方向与时间关系:单工通信:消息只能单方向传输半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时进行收发全双工通信:通信双方可同时进行收发●数字通信中,按数据信号码元排列方式:串行传输:数字信号码元序列按时间顺序一个接一个的在信道中传输,适合远距离传输。
通信原理知识要点第一章概论1 、通信的目的2 、通信系统的基本构成●模拟信号、模拟通信系统、数字信号、数字通信系统●两类通信系统的特点、区别、基本构成、每个环节的作用3 、通信方式的分类4 、频率和波长的换算5 、通信系统性能的度量6 、传码速率、频带利用率、误码率的计算第二章信息论基础1 、信息的定义2 、离散信源信息量的计算(平均信息量、总信息量)3 、传信率的计算4 、离散信道的信道容量5 、连续信道的信道容量:掌握香农信道容量公式第三章信道与噪声了解信道的一般特性第四章模拟调制技术1 、基带信号、频带信号、调制、解调2 、模拟调制的分类、线性调制的分类3 、 AM 信号的解调方法、每个环节的作用第五章信源编码技术1 、低通、带通信号的采样定理(例 5 - 1 、例 5 -2 )2 、脉冲振幅调制3 、量化:●均匀量化:量化电平数、量化间隔、量化误差、量化信噪比●非均匀量化: 15 折线 u 律、 13 折线 A 律4 、 13 折线 A 律 PCM 编码(过载电压问题- 2048 份)5 、 PCM 一次群帧结构( P106 )6 、 PCM 系统性能分析7 、增量调制 DM 、增量脉码调制 DPCM :概念、特点、与 PCM 的比较第六章数字基带信号传输1 、熟悉数字基带信号的常用波形2 、掌握数字基带信号的常用码型3 、无码间干扰的时域条件、频域条件(奈奎斯特第一准则)4 、怎样求“等效”的理想低通()5 、眼图分析(示波器的扫描周期)6 、均衡滤波器第七章数字调制技术1 、 2ASK 、 2FSK 、 2PSK 、 2DPSK 的典型波形图2 、上述调制技术的性能比较3 、 MASK 、 MFSK 、 MPSK 、 MDPSK 、 QPSK 、 QDPSK 、 MSK ( h=0.5 )、APK 的含义、特点4 、数字调制技术的改进措施第七章复用与多址技术1 、复用与多址技术的基本概念、分类、特点、目的(区别)2 、同步技术的分类、应用第九章差错控制技术1 、常用的差错控制方式( ARQ 、 FEC 、 HEC )、优缺点2 、基本概念3 、最小码距与检错纠错能力的关系4 、常用的简单差错控制编码(概念、特点、编写)5 、线性分组码:基本概念、特点6 、汉明码的特点6 、循环码●概念●码字的多项式描述、模运算、循环多项式的模运算●循环码的生成多项式●根据生成多项式求循环码的:码字、(典型)生成矩阵、监督多项式、(典型)监督矩阵较大题目的范围1 、信息量的度量2 、信道容量的计算3 、 13 折线 A 律 PCM 编码4 、均衡效果的计算5 、数字调制波形的绘制6 、 HDB3 编码、解码7 、循环码重点Part I 基础知识1. 通信系统的组成框图 , 数字 / 模拟通信系统的组成框图。
第一章知识点:1.什么是信息、消息、通信?信息是指消息中所包含的对受信者有意义的内容(或有效内容)。
消息是指信源所产生的信息的物理表现。
通信是指一地向另一地进行消息的有效传递2.通信系统一般模型具有哪些模块,模拟通信系统、数字通信系统有哪些模块,各模块具有什么功能。
(重点)通信系统一般由信息源、发送设备、信道、噪声源、接受设备、信宿组成。
数字通信系统有信源、信源编码、信道编码、调制、信道、同步。
模拟通信系统有:信源、调制、信道、解调、信宿信源:将消息转换为电信号的设备。
信源编码:降低数字信号的冗余,提高数字信号的有效性。
信道编码:增加冗余字符,纠错编码,提高传输的可靠性。
调制:使编码信号特性与信道特性相适应,以通过信道传输。
信道:基带信道--可传输很低的频率分量。
频带信道--不能传输很低的频率分量。
同步:数字通信系统中不可缺少的组成部分。
发端、收端间需共同的时间标准使收端准确知道每个符号的起止时刻,实现同步接收3.什么是基带信号、什么是频带信号?基带信号:由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
频带信号:将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)4.数字通信系统具有哪些特点?(1)由于数字信号的可能取值数目有限,所以在失真没有超过给定值的条件下,不影响接受的正确判决。
(2)可采用纠错编码等差错控制技术,从而提高系统的抗干扰性。
(3)可采用数字加密技术,从而提高系统的保密度。
(4)可以综合传输各种模拟和数字输入消息,并且便于存储和处理。
(5)和模拟通信设备相比,设计和制造更容易、体积更小、重量更轻。
(6)可以通过信源编码进行压缩,以减小多余度,提高信道利用率。
(7)输出信噪比随带宽按指数增长。
5. 通信系统可以分为哪些类型?数字通信系统和模拟通信系统6. 通信系统的主要性能指标是什么?提高各项指标可以采用什么方法?(重点)主要性能指标:有效性、可靠性可以用降低有效性的方法提高可靠性、也可以用降低可靠性的办法提高有效性。