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通信原理知识点

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第1课 绪论

一、通信与通信系统的一般概念

1. 通信：传输与交换消息的过程。

2. 电通信：用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输与交换，以达到通信的目的。

3. 通信系统：为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。

二、通信系统的组成和各部分的作用

1. 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。（如电话机、话筒、摄像机、计算机以及各种数字终端设备）

2. 发送设备：对原始电信号进行各种处理和变换，使它变换成适合于信道中传输的形式。（调制、放大、滤波及数字发送设备中的编码功能等）

3. 信道（传输媒介）：发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒介（有线和无线两大类）

4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号（放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能）

5. 信宿（收信者）：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息（人、各种终端设备、计算机）

噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。

三、模拟通信与数字通信

1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号

2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。

3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟（连续）信号不一定在时间上也连续；数字（离散）信号不一定在时间上也离散

4. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：（1） 抗噪声性能好；（2） 数字接力通信（中继）时可以消除噪声的积累；（3） 可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量；（4） 便于加密，实现保密通信；（5） 便于处理、存储、交换；（6） 便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功 能增强。

5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。（以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。）

[问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？

答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。

[问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？

答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。 信 源 发送设备 信 道 接收设备 收信者

噪声源 （发送端） （接收端）

四、通信系统的分类

1、按消息的物理特征分类（业务）

如电报、电话、数据、图像通信系统

2、按调制方式分类

基带传输：未经调制的信号直接传输（音频和数字基带）

调制传输：对各种信号变换方式后进行传输的总称。

3、按信号特征分类

最常用分为模拟与数字通信系统两大类

4、按信号复用方式分类

频分复用：用频谱搬移使不用信号占据不同的频率范围（主要用于模拟通信）

时分复用：用脉冲调制使不同信号占据不同的时间区间（主要用于数字通信）

码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号（主要用于扩频通信）

5、按传输媒介分类

最常用分为有线（包括光纤）与无线

五、通信方式

1、按消息传输的方向与时间关系分

单工：单方向传输（一点发、一点收）.例如遥控。

半双工：通信双方（两点）均能收发消息但不能同时收发。例如无线对讲机。

全双工：通信双方（两点）能同时收发信号。例如电话。

2、按数字信号码元的排列方式分

串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输,它占用一条通路。适合远距离。

并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，

适合近距离。

六、通信发展简史

1838年 有线电报发明，成为使用电通信的标志。

1876年 有线电话发明，是现代通信的开端。

1878年 第一个人工交换局，21个用户。

1896年 无线电报发明，无线通信的开端。

1906年 电子管的发明，使有线、无线通信迅速发展。

20世纪30年代 通信理论体系形成。

20世纪50年代 晶体管和集成电路问世，模拟通信高速发展，数字通信方式形成，计算机和通信技术密切结合，人机通信、机器与机器之间的通信逐渐实现。

20世纪80年代 通信网迅速发展，除传统的电话网、电报网以外，其它先进的通信网蓬勃发展，如移动通信网、综合业务数字网、公用数据网、智能网、宽带交换网等。

七、通信系统的质量指标

(1) 通信系统的质量指标主要有：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使用等。其中最主要的是有效性和可靠性，它们二者是对立统一的。

(2) 模拟通信系统的质量指标

1．有效性

有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量。模拟通信的有效性是指传输一定的信息量所消耗的信道资源数（带宽或时间），通常用有效传输带宽来衡量。同样的消息采用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。频带宽度越窄，则有效性越好。

2．可靠性

可靠性是指接收信息的准确程度，模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号与接收端恢复的模拟信号之间的误差程度。在实际的模拟通信系统中，其可靠性是用接收终端的输出信噪比来度量的，这是因为在信道是理想的情况下，误差是由信号传输时的加性噪声产生的，而加性噪声一般用信噪比衡量。信噪比越大，通信质量越高。

(3) 数字通信系统的质量指标

1．有效性

数字通信的有效性用传输速率来衡量。

（1）码元速率（传码率）

码元及码元长（宽）度：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一位N进制信号，此时间间隔内的信号称为N进制码元，时间间隔的长度称为码元长度。

码元速率：指单位时间传输的码元数，以 表示，单位：baud（波特，简记Bd）。

， 为码元长度。

码元速率与数字信号进制没有关系，只与码元长度有关。

（2）信息速率（传信率）

单位时间传输的信息量为信息速率，以 表示，单位bit/s（比特/秒）。

对于一个 M 进制数字信号，

。所以，信息速率与进制有关。

对于二进制数字信号， ，有时简称它们为数码率。

（3）频带利用率

，其中B为传输带宽

[例题] 某消息用十六元码序列传送时，码元速率是300 baud，问：其信息速率为多少？若改用二元码序列传送该消息，试求信息速率为多少？

2．可靠性

数字通信的可靠性用差错率来衡量。

（1）误码率

（2）误信率

第2课 确定信号的分析

一、周期信号

周期为T的周期信号 ，可以展开为：

1. 傅里叶级数

2.三角级数 sR1/ssRTSTbRs2logbRRM＝bsRR＝/bbRB162162216(log16)43001200(/)300(/)bSbSSRRbitsRRRbits解：limsessnsnpn（差错码元数）（传输的码元总数）limbebbnbnpn（错误消息的比特数）（传输消息的总比特数）()ft0001()(cossin)nnnftaantbnt00()cos()nnnftcnt

3.指数形式

其中

二、信号的傅里叶变换

三、信号的能量谱与功率谱

归一化能量：信号 在 电阻上所消耗的能量

平均功率：

若 为能量信号，则

若 为周期性功率信号，则

* * 结论：时域内能量信号的总能量等于频域内各个频域分量能量的连续和。周期信号的总的平均功率等于各个频域分量功率的总和。

若

则称 为能量谱密度函数， 为功率谱密度函数。

* * 结论：功率谱只与功率信号频谱的模值有关，而与其相位无关。

四、 波形的互相关和自相关

1.互相关函数

设 和 是两个能量有限的能量号，则它们的互相关函数为：

若 和 是两个功率信号，则：

2.自相关函数

对于两个完全相同的信号，有下述关系：

对于能量信号，有：

对于功率信号，有：

()()1()()2jtjtFftedtftFed()ft12()Eftdt2221lim()TTTPftdtT221()()2ftdtFd22221()TnTnftdtFT()ft()ft220222211() d()()2()22()111lim()d limd()()22T/TT/TTEfttFdEdEfdfFPfttPdPfdfTT－()E()P22()()()()limTTEFFPT1()ft2()ft1212()()()Rtfftd1()ft2()ft2121221()lim()()TTTRtfftdT()()()Rtfftd221()lim()()TTTRtfftdT0()jntnnftFe0221()TjntnTFftedtT

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通信原理知识点2014

通信原理知识点2014

题型以及分值分布：

填空：2*15=30分

判断：1*10=10分

简答：2*5=10分

综合计算：5*10=50分

1． 通信方式分类，简述每一种通信的传输特点，并列举相应的实际应用的例子。

2． 衡量通信系统性能优劣的主要的两个指标

3． 传信率与传码率计算

4． 信息量计算

5． 广义平稳和严平稳之间的关系

6． 自相关函数、功率谱密度、功率，如习题2-5

7． 由自相关函数计算均值、方差、功率

8． 恒参信道无失真传输条件

9． 发送xi接收yj过程中所获得的信息量的表示

10． 连续信道容量

11． AM调制基本原理，调制效率

12． 双边带调制解调基本原理、信噪比计算，如习题5-8

13． 单音调频波调频指数、最大频率偏移、带宽的计算

14． 调频系统抗噪声性能与带宽的关系

15． FM、PM直接和间接实现

16． 各种模拟调制系统性能比较

17． 由眼图可以获得的信息以及与系统性能之间的关系

18． AMI和HDB3编译码

19． 双极性数字信号的频谱特征

20． 无码间串扰条件

21． 数字基带系统最大码元传输速率、频带利用率的计算

22． 数字调制解调方法（框图）

23． 画2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK已调波形，ASK与FSK、PSK信号之间的关系，如习题7-1

24． MFSK误码率与误比特率之间的关系

25． 低通抽样定理

26． 均匀量化量噪比计算

27． 13折线和15折线性能比较

28． 编码后数字信号的信息传输速率的计算

29． 13折线A率编码，量化误差，均匀量化的11位码，如习题9-9

30． 增量调制能够跟踪信号的最大斜率

31． 时分复用时域和频域的特点

32． 常用的差错控制方法有哪些？简单比较其优缺点。

33． 循环码许用码组，监督矩阵，生成矩阵，编码效率，最小码距，纠检错能力，判断接收码组是否正确

通信原理知识点

通信原理知识点

通信原理知识点

第一章

1、通信的目的就是传输消息中所包含的息。消息就是信息的物理表现形式,信息就是消息的有效内容。、信号就是消息的传输载体。

2、根据携载消息的信号参量就是连续取值还就是离散取值,信号分为模拟信号与数字信号.,

3、通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的就是模拟信号还就是数字信号(信号特征分类),相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。按调制方式分类:基带传输系统与带通(调制)传输系统。

4、数字通信已成为当前通信技术的主流。

5、与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累;差错可控;数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输;易集成,成本低;保密性好等优点。缺点就是占用带宽大,同步要求高。

6、按消息传递的方向与时间关系,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与串行传输。

8、信息量就是对消息发生的概率(不确定性)的度量。

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、有效性与可靠性就是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠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,可靠性用误码率、误信率表示。12、信息速率就是每秒发送的比特数;码元速率就是每秒发送的码元个数。

13、码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。第二章

14、确知信号按照其强度可以分为能量信号与功率信号。功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号与非周期性信号。

15、能量信号的振幅与持续时间都就是有限的,其能量有限,(在无限长的时间上)平均功率为零。功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。

16、确知信号的性质可以从频域与时域两方面研究。

通信原理知识点

17、确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度与功率谱密度。

通信原理考研知识点

通信原理考研知识点

By 夜阑寄语（yljy52725）

1绪论：1、了解通信的基本概念；2、了解通信中相关的消息、信息、信号之间的关系；3、正确区分数字信号和模拟信号；4、掌握各类通信系统（通信基本模型、模拟通信系统模型、数字通信系统模型）；5、掌握数字通信的特点以及通信的方式（单工、双工、半双工）；6、了解各类通信系统分类；7、信息的度量（信息量、熵）；8、通信系统的性能指标（有效性、可靠性）。

2确知信号：1、了解确知信号概念以及信号类型；2、了解功率信号的频谱以及能量信号的频谱密度。

3随机过程：1、掌握随机过程的概念；2、了解各态历经的概念；3、掌握平稳随机过程的自相关函数的性质以及对应的功率谱密度；4、了解高斯随机过程的概念以及掌握其性质；5、平稳随机过程通过线性系统相关参数的变化；6、掌握窄带随机过程的概念以及窄带随机过程对应的各类分量的统计特性；7、掌握高斯白噪声（明确白噪声的概念）。

4信道:1、了解有线信道和无线信道的概念并且常见的该信道类型；2、掌握信道的数学模型（调制信道、编码信道）；3、了解信道特性对信号传输特性的影响；4、了解信道中噪声的类型以及该噪声对信号传输所造成的影响；5、掌握信道容量的概念以及计算式（Shannon公式）。

5模拟调制系统：1、掌握幅度调制（线性调制-AM、DSB、SSB、VSB）系统的概念及一般传输模型和解调模型（包络检波-非相干解调、相干解调）；2、掌握各类线性调制系统（AM、DSB、SSB、VSB）的输出波形以及各类解调方式的抗噪声性能（信噪比增益）；3、掌握判断各类线性调制系统性能的优劣；4、了解角度调制（非线性调制）的概念及对应的（FM、PM）传输模型；5、掌握两类非线性调制之间的相互转换关系（PM->FM）；6、了解非线性调制系统的解调模型及其抗噪性能（信噪比增益）；7、掌握门限效应的概念以及产生的原因；8、了解信号的加重技术；9、掌握各类模拟调制系统的比较以及各自适用的实际情况。

通信原理知识点整理

通信原理知识点整理

数据通信网络：数据通信网构成、拓扑结构、网络协议、网络互连，常用的分组交换网、帧中继网IR、DDN数字数据网、宽带IP网、接入网等。数据通信网是若干个数据通信系统的归并和互联，是数据通信系统的扩展，由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路等组成，能在通信协议支持下完成终端间的数据传输、交换，它收集信息采集、传输、存储及处理为一体。数据通信网和计算机相结合组成计算机网络，网上各点可以使用与之相连的计算机并和网中任何其他用户进行数字通信。从逻辑功能上看，分为通信子网、资源子网、网络节点等。按通信子网使用方式不同，分为公用数据网和专用数据网。按网络覆盖区域范围不同，分局域网和广域网。

分组交换网：分组交换网通常采用网状结构，由分组交换机（NS）、网络管理中心（NCC）、网络集线器（NC）、分组型终端（PT）、非分组型终端（NPT）、分组装拆设备（PAD）等组成。分组交换网协议可分为接口协议和网内协议。分组交换网工作原理：两个用户间存在多个路由的情况下，一份报文的多个分组可各在不同的路由传输。特点：①线路利用率高。②不同种类的终端可相互通信。③信息传输可靠性高。④分组多路通信。⑤计费与传输距离无关。⑥分组交换的网络结构。

物联网：物联网是通过各种信息传感设备及传感网、射频识别系统、红外感应器、条码与二维码、GPS，按约定的通信协议，将“物-物”、“人-物”、“人-人”连接起来，通过各种接入网、因特网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。①物联网是指对具有全面感知能力的物体及人的互联集合。②物联网必须遵循约定的通信协议，并通过相应的软、硬件实现。③物联网可以实现对各种物品（包括人）进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。物联网产生的基础：1.经济危机催生新产业革命。2.传感网技术的成熟应用。3.网络接入和数据处理能力基本适应多媒体信息传输处理的需求。物联网特征：①它是各种感知技术的广泛应用。②它是一种建立在因特网上的泛在网络。③物联网不仅提供了传感器的连接，本身也具有智能处理能力，能对物体实施智能控制。物联网基本属性：①全面感知。利用RFID、传感器等智能感知设施，可随时随地感知、获取物体的信息。②可靠传输。通过各种信息网络与计算机网络的融合，将物体信息实时准确地传送到目的地。③智能处理。利用数据融合及处理、云计算等，对海量数据信息进行分析、融合和处理，向用户提供信息服务。物联网与其它网络及通信技术间的包容、交互作用关系。①物联网隶属于泛在网，但不等同于泛在网，它只是泛在网的一部分；②物联网涵盖了物品间通过感知设施连接起来的传感网，不论是否接入因特网，都属于物联网的范畴；③传感网可以不接入因特网，但需要时可利用各种方式接入因特网；④因特网（包括NGN）、移动通信网等可作为物联网的核心承载网。物联网系统组成：物联网是以数据为中心的面向应用的网络，主要完成信息感知、数据处理、数据回传，以及决策支持等功能，硬件平由传感网、核心承载网和信息服务系统等组成。①传感网包括感知节点和末稍网络；②核心承载网为物联网业务的基础通信网络；③信息服务系统硬件设施主要负责信息的处理和决策支持。物联网软件平台建立在分层通信协议体系上，通常包括：①数据感知系统软件。完成物品的识别和物品EPC码的采集和处理。②物联网中间件系统软件。③网络操作系统。④物联网信息管理系统。物联网关键技术：1.节点感知技术。是实现物联网的基础，包括电子标签、新型传感器、智能化传感网节点技术等。2.节点组网及通信网络技术。物联网工作范围分两部分：①体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体的互联，即传感网；②没有约束机制的智能终端互联。3.数据融合与智能技术。物联网由大量传感网节点构成，信息感知的过程中，各节点存有大量冗余数据，会浪费通信带宽和能量资源，且降低数据采集效率和及时性，需采用数据融合与智能技术进行处理。