通信原理复习材料
通信原理考研资料
通信原理考研资料通信原理是指在信息传输中使用的基础原理和技术，包括信号的产生、调制、传输、接收等过程。
它是现代通信技术的基础，广泛应用于无线通信、有线通信、卫星通信等各个领域。
以下是关于通信原理的考研资料：1.信号的产生：通信系统中所使用的信号可以分为模拟信号和数字信号两种。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
产生信号的方法通常包括放大器、振荡器、滤波器等。
2.信号的调制：调制是将要传输的信号与载波信号相结合，使信号能够在传输过程中更稳定、更容易传输。
常见的调制方式包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）、脉冲调制（PM）等。
3.信号的传输：通信信号可以通过空气、光纤、电缆等传输介质进行传输。
不同的传输介质对信号的传输有不同的要求，例如在光纤中，信号的传输速度会更快、更稳定。
4.信号的接收：接收信号时需要对信号进行解调，将模拟信号或数字信号还原为原始信号。
解调的方法与调制一样，例如对于射频信号，可以通过射频解调器将信号还原为基带信号。
5.通信系统的性能指标：通信系统主要包括信号源、编码器、调制器、传输介质、解调器和接收器等组成部分。
通信系统的性能指标包括信噪比、频带宽度、误码率、传输速率等。
通信系统的性能指标越好，表示其传输效果越好。
6.传播路径的衰减：在信号传输的过程中，会受到多种因素的干扰和衰减，例如自由空间中的距离衰减、多径传播引起的多径衰减、大气衰减等。
这些衰减会导致信号质量的下降，从而降低通信质量。
7.信道编码：信道编码可以提高信号在传输过程中的可靠性，减少误码率。
常见的信道编码方法包括卷积码、纠错码和扩频码等。
这些编码方法通过在信号中注入冗余信息，实现对传输信号的纠错和恢复。
8.多址技术：多址技术是用于实现多个用户在同一个通信信道上传输数据的技术。
常见的多址技术包括时分多址（TDM）、频分多址（FDM）和码分多址（CDM）等。
9.多天线技术：多天线技术是利用多个天线进行通信的技术，可以提高信号传输的容量和可靠性。
通信原理复习资料整理
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。
通信原理复习提纲
通信原理复习提纲第一章绪论基本知识点：1. 通信基本概念：通信，信息，消息，信号；2. 信息量、主要性能指标计算；3. 数字通信系统的一般模型与组成4. 通信系统的分类5. 通信系统的发展典型例题：1、已知彩色电视图像由5×105像素组成。
设每个像素有64种彩色度，每种彩色度有16个亮度等级。
如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等且统计独立，则每种像素携带的平均信息量为_________bit/符号；每个画面的平均信息量为_________bit。
2、在数字传输系统中,码元速率为1200波特,信息速率为4800bps,则信号最多可取______种不同的状态；若要使得码元速率与数据速率相等,则信号可取______种状态。
3、一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每个字母用二进制脉冲编码，分别用00、01、10、11表示，每个脉冲宽度为5ms。
(1)当不同字母等概出现时，试计算传输的平均信息速率。
(2)当出现概率分别为1/4、1/8、1/8、1/2时，试计算传输的平均信息速率。
4、单位时间内传输的二进制信息位数是指______速率,而单位时间内传输的码元个数是指_______速率。
第二章预备知识基本知识点：1. 随机过程的描述方法2. 平稳过程（广义）的定义与证明3. 随机过程通过线性系统4. 窄带随机过程及其描述方法、数字特征5. 高斯白噪声的定义及自相关函数、功率谱密度6. 信道容量计算7. 信道的分类与模型典型例题：1、均值为0，双边功率谱密度为n0/2的高斯白噪声的自相关函数为__________________。
2、高斯随机过程通过线性系统后仍是高斯过程。
（判断说法是否正确）3、已知随机过程)cos()(θω+=tAtXc，其中θ是在)2,0(π内均匀分布的随机变量。
试证明X(t)是广义平稳的。
4、广义信道可以分成编码信道和调制信道。
（判断）6、随机过程通过线性系统，若输入是广义平稳的，则输出也是广义平稳的；。
通信原理知识点总结期末
通信原理知识点总结期末一、基本概念1. 通信通信是指信息的传输，传送者通过某种介质向接收者发送信息的过程。
通信可以是单向的，也可以是双向的。
2. 信号信号是指用来携带信息的电磁波、电流或其他形式的波。
3. 信道信道是信号传输的媒介，可以是电缆、无线电波、光纤等。
4. 调制调制是指将要传输的信号通过调制电路转换成适合传输的信号的过程。
二、信号1. 周期信号和非周期信号周期信号是指在一定时间内具有相同模式的信号，常见的周期信号有正弦信号和方波信号。
非周期信号是指在一定时间内不能找到重复模式的信号。
2. 信号的频谱信号的频谱是指一个信号在频率域上的分布情况，可以通过傅里叶变换得到。
3. 基带信号和带通信号基带信号是指未经调制的信号，通常位于低频段。
带通信号是指经过调制的信号，分布在一个频段内。
4. 数字信号和模拟信号数字信号是用数字表示的信号，模拟信号是用模拟波表示的信号。
三、调制技术1. 调幅调制（AM）调幅调制是通过改变载波的幅度来传输信号的一种调制技术。
2. 调频调制（FM）调频调制是通过改变载波的频率来传输信号的一种调制技术。
3. 调相调制（PM）调相调制是通过改变载波的相位来传输信号的一种调制技术。
4. 数字调制数字调制是将数字信号转换成模拟信号或其他数字信号的过程，包括PCM、ASK、FSK、PSK等技术。
四、信道编码1. 信道编码信道编码是为了提高信道传输性能而对信号进行编码的一种技术。
2. 纠错编码纠错编码是指通过在发送端对数据进行编码，在接收端进行译码并进行纠错来保证数据传输的准确性。
3. 条码编码条码编码是一种将二进制数转换成具有一定规律的编码的技术，常用的有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
五、数字通信系统1. 数字信道仿真数字信道仿真是指利用计算机对数字通信系统的信道进行模拟和仿真的技术。
2. 数字通信系统中的基带传输在数字通信系统中，基带传输是指未经调制的信号在信道中的传输过程。
通信原理复习提纲
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A点i)NS(o)N(B点数字通信系统3、信系统的分类：模拟基带传输系统模拟通信系统模拟调制传输系统通信系统数字基带传输系统数字通信系统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2．数字通信①传输速率系统有效性a 、码元速率R s ：每秒钟传输的码元数,单位波特band,R s 也称波特率b 、信息速率R b :单位时间传输的信息量,单位bit/s,R b 称比特率 一个二进制码元的信息量1bit 一个M 进制码元的信息量M 2log bit R b =Rs M 2log bit/s R S=MRs2log bandc 、频带利用率：单位频带能传输的信息速率 ηb =BR b单位bit/ ②差错率系统可靠性误比特率P b =传输总码元（比特）数错误码元（比特）数 误信率误码元率P s =信息量）传输总码元数（传输总量）错误码元数（错误信息 误码率 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AM1、 调制时域表达式：s AM t= A 0+ft·cosωc t+θc频域表达式：[])]()([21)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+++-=F F A S AM 带宽： W f B H AM 22== 基带信号最高频的2倍 输入功率： f c AMP P t f A P +=+=2)(222调制效率：)()()(2121)(2122022202t f A t f t f A t f P P P fc f AM+=+=+=η 对单频余弦ft ：2/)(22m A t f = 22220222AMAM mmAM A A A ββη+=+=满调幅 1=AM β;则 31=AM η 效率低,主要是载波功率大,又不携带信息所至; 2、解调1、相干解调原理：t t f t t s c c DSB ωω2cos )(cos )(=•t t f t f c ω2cos )(21)(21+=低通滤波后得：)(21)(t f t s d = 2、非相干解调原理：包络检波、平方律检波必须有载波分量才能解调二、抑制载波的双边带调幅DSB-SC1、 调制 时域表达式: t t f t s c DSB ωcos )()(=频域表达式: )(21)(21)(00ωωωωω++-=F F S DSB 效率 1=DSB η 高抑制了载波 带宽： W f B H DSB 22==2、解调：只能相干解调,不能用包络检波解调三、单边带调制SSB1、 产生：1滤波法形成单边带信号一级滤波法)()()(ωωωH S S DSB SSB =规一化值cf f ∆=α 要求不低于310- 多级滤波法2用相移法实现单边带信号t t f t t f t s c c USB ωωsin )(ˆ21cos )(21)(-=t t f t t f t s c c LSB ωωsin )(ˆ21cos )(21)(+=2、单边带信号的解调由于单边带信号抑制了载波,故必须用相干解调法 四、残留边带调制VSB1、产生 常用滤波法抑制了载波频域表达式)]()()[(21)(C C VSB VSB F F H S ωωωωωω++-=时域表达式)(*)()(t h t s t s USB DSB VSB =2、解调 VSB 抑制了载波,故要用相干解调 五、线性调制系统的抗噪声性能噪声只对已调信号的接收产生影响,故对通信系统的抗噪声性能研究,可只考虑解调器的抗噪声性能;1、分析模型t t c C d ωcos )(=)()()()(t n t s t n t s i i i +=+2、双边带调制相干解调的抗噪声性能输出信噪比 W n t f E N S 02002)]([= 输入信噪比 Wn t f E N S i i 024)]([=信噪比增益 200==ii DSB N S N S G3、单边带调制相干解调的抗噪声性能[]W n t f E N S 02004)(=[]Wn t f E N S i i 024)(= 100==ii SSB N S N S G 必须注意：2=DSB G ,而1=SSB G ,并不能说明双边带调制抗噪声性能优于单边带调制;因为上述讨论中双边带的平均功率是单边带信号的2倍;如果在i S 、o n 、W 都在相同的条件下比较,二者信噪比相等;4、常规调幅包络检波的抗噪声性能包络检波一般模型 St A t f m m ωcos)(=大信噪比情况输入信噪比W n t f E A N S i i 02204)]([+= 输出信噪比 ()[]Wn t f E N S o O O 22=信噪比增益 ()[]()[]t f E A t fE G O AM 2222+=上式说明 AM G 与直流分量O A 有关,AM G 随O A 减小而增加,但对常规调幅来说为了不发生过调幅[]max )(t f A O ≥故总有AM G 1 ,解调后信噪比恶化;对10000的调制))((max t f A O =,[]2)(2OA t f E =;则最大信噪比增益 32=AM G 小信噪比情况：)(t f 与噪声分不开,调制信号已被噪声干扰,无法解调 第3章 模拟角调制调频 FM角 调 制 非线性调制调相 PM 一、角调制的基本概念 １． PM ：[])(cos )(t f K t A t s PM C PM +=ω PM K 为移相常数瞬时相位)()(t f K t t PM C +=ωθ 瞬时频率dtt df K dt t d t PMC )()()(+==ωθω 单频余弦波调制的PM t A t f m m ωcos )(=t A k t A t s m m PM c PM ωωcos cos[)(+=]cos cos[t t A m PM c ωβω+=调相指数 m PM PM A k =β ２． FM ])(cos[)(dt t f k t A t s FMc FM ⎰+=ωFM K 为频偏常数瞬时频率 )()(t f K t FM C +=ωω 瞬时相位 ⎰⎰+==dt t f K t dt t t FM C)()()(ωωθ单频余调制的FMdt t A k t A t s m m FM c FM ⎰+=ωωcos cos[)( ]sin cos[t t A m FM c ωβω+=m mmmFM FM f f A k max max∆=∆==ωωωβ 调频指数 π2maxmFM A k f =∆ 最大偏频 二、窄带角调制窄带角调制条件：调频或调相引起的瞬时相位偏移远小于30度NBFM ： 6)(maxπ〈〈⎰dtt f k FMNBPM ： 6)(max π〈〈t f k PM1、 窄带调频NBFM⎰-≈t dt t f Ak t A t s c FM c FM NB ωωsin ])([cos )(⎥⎦⎤⎢⎣⎡++---+++-=c c c c FM c c NBFM F F Ak c A S ωωωωωωωωωωδωωδπω)()(2)]()([)(单频调制情况()()[]t t k AA t A t s m c m c mFMm c NBFM ωωωωωω--++=cos cos 2cos )(2．窄带调相;)](cos[)(t Af k t A t s PM c NBPM +=ωt t f Ak t A c PM c ωωsin )(cos -≈[])]()(2)]()([)(c c PMc c NBPM F F jAk A S ωωωωωωδωωδπω+--+++-= 也与常规调幅相似,且带宽相等; 三、宽带调频1、单频信号的宽带调频;调制信号 t A t f m m ωcos )(=时域表达式 ()t t A t s m FM c FM ωβωsin cos )(+==)sin sin(sin )sin cos(cos t t A t t A m FM c m FM c ωβωωβω-t n J A m c FM n n )cos()(ωωβ+=∑∞-∞=频域表达式 ()()[]m c m c FM n nFM n n JAS ωωωδωωωδβπω+++--=∑∞-∞=)()(带宽：卡森公式)(2)1(2max f f f m m FM FM ∆+=+=ββm f ---- 调制信号最高频,m ax f ∆----- 最大频偏功率分配 总功率：f c FMP P P +== 22A 载波功率 )(222FM c J A P βο=边带功率 )(22212FM n f J A P βο∑∞=⨯=四、宽带调相1、宽带调相信号表达式 调制信号t A t f m m ωcos )(=调相信号]cos cos[)(t A k t A t s m m PM c PM ωω+=)cos cos(t t A m PM c ωβω+=m PM PM A k =β 最大角频偏 m PM ωβω=∆max2、信号频带宽度 m PM PM f B )1(2+=β随调制信号频率变化,不利于充分利用信道频带;五、调频信号的产生与解调1、产生1直接调频法----用调制信号改变电抗元件参数,进而改变振荡器频率2倍频法----先产生NBFM 信号;然后倍频和混频成WBFM 信号2、调频信号的解调1非相干解调----适用窄带和宽带调频信号解调 具有线性频率／电压转换关系的鉴频器 2相干解调----适应对NBFM 信号解调 六、调频系统的抗噪声性能1、 非相干解调的抗噪声性能输入信噪比 FMi i B N A N S 022=输出信噪比 mm f n A t f t f E f f N S 02max 222max 002)()([)(3⋅∆= 信噪比增益 )()()]([)(3max 222max 00mFMm i i FMf B t f t f E f f N S N S G ∆== 在单频调制时 )1(32FM FMFM G ββ+=门限效应——当输入信噪比下降到一定程度时,输出信噪比急剧恶化;2、相干解调的抗噪音声性能只适合窄带调频信号窄带调频信号输入、输出信噪比m o NBFM o i i f n A B n A N S 22222== 322228)]([3mo FM o o f n t f E k A N S π= 信噪比增益m FM i i o o NBFMf t f E k N S N S G 22222)]([3π==max 222max )()]([)(6t f t f E f f m ∆= 单频调制时21)()]([max22=t f t f E ,m FM f f max ∆=β,常取101=FM β 则3.0≤NBFM G结论：NBFM 相干解调比WBFM 非相干解调信噪比增益低得多;NBFM 相干解调不存在门限效应;七、采用预加重和去加重改善信噪比 八、频分复用FDM复用：若干独立的信号在同一信道中传送,可提高信道利用率;复用 {1、频分复用原理 FDM ：是对信道进行频域分割,每路信号占一个频段,接收端用滤波器将多路信号分开,分别解调和终端处理;2．多级调制;目 的：减少载频数量、部件类型,并使滤波器制作容易;多级调制：在一个复用系统内,对同一基带信号进行两次或两次以上同种方式的调制; 3、复合调制两种或两种以上的调制方式形成的复用系统;九、模拟通信系统的应用举例1、载波电话系统载波电话：在一对传输线上同时传输多路模拟电话,使用SSB 的FDM 方式,其设备载波机用于长途通信; 2、调幅广播调幅广播采用常规调幅方式中波载频 535kHz-1605kHz 自由空间传播 地区性广播 短波载频 电离层反射 数千公里调制信号最高频kHz f m 5.4= 电台间隔 kHz B 9≥∆ 3、调频广播()对信道进行频域分割频分复用FDM ()对信道进行时域分割时分复用TDM 对信道进行波形分割波分复用)(CDM单声道调频广播调频广播载频87MHz-108MHz 频带 kHz f f B H 180)7515(2)(2max =+=∆+= 电台间隔 200kHz 双声道立体声调频广播 4、广播电视标准频道{载频范围49;75MH Z ---951;25MH Z伴音调频 调制信号最高频kHz f H 15= 最大频偏 kHz f 50max =∆调频信号带宽 kHz f f B H 130)(2max =∆+= 双边带发射图像调幅 调制信号带宽 0—6MHz 用残留边带发射方式5、 卫星直播电视图像传输：调频 MHz f H 6=; MHz f 7max =∆; 保护间隔1MHzMHz f f f B g H 27)(2max =+∆+=伴音传输：单路伴音 FM多路伴音 数字化时分复用DPSK PCM 4→高频电视信号经一次调制后的伴音与图像信号相加成FDM 基带信号,对70MHz 中频载波调 频,然后经高频、放大后发射; 6、通信卫星的频分多址方式多址方式 {()()()()CDMA TDMA FDMA 码分多址时分多址目前卫星通信多用频分多址7、模拟移动电话移动通信：通信双方中至少有一方是移动的; 模拟移动电话通信{ 模拟移动通信频段 900M 高频话音电子高频 kHz f H 3= 最大频偏 kHz f 5max =∆带宽B=25+3+ =20 规定25kHz第4章 模拟信号的波形编码模拟信号-----编码------数字信号波形编码时域波形 数字序列,数码率16 ~ 64 Kbit/s 重建信号质量好 语音编码 参量编码处理信号,提取语音信号特征参量,变成数字代码,数码率16Kbit/s 以下,重建信号质差{)126()51(--H L VHF VHF VHF ()6813-UHF 模拟信号话音:数字化信令信道:z H Bg kHz一、脉冲编码调制PCM1、PCM 的基本原理抽样：把时间上连续的模拟信号变成时间上离散的抽样信号; 量化：把幅度上连续的模拟信号变成幅度上离散的量化信号; 脉冲编码调制PCM ：以模拟信号为调制信号二进制码以二进制脉冲序列为载波;电话信号的PCM 码： 原始话音：40Hz~10000Hz 滤波后：300Hz~3400Hz PCM 码组：8位二进制码组成 2、抽样抽样：将时间上连续的模拟信号变为时间上离散样值的过程;低通抽样定理：一个频带限制在0,H f 内的连续信号xt, 若抽样频率s f 大于或等于2H f ,则其样值序列{xnT s }可以无失真地重建原始信号xt ;满足抽样定理的最低抽样频率称奈奎斯特Myquist 频率;带通抽样定理：对带通信号B=L H f f -抽样频率应满足)1(2NMB f S +=,式中NB f M H-=,B f N H≤的最大正数;由于M ≤0<1,故S f 在B 2至B 4之间变动;显然抽样频率S f 比H f 2小得多;自然抽样：实际中无法得到理想冲激脉冲序列)(t δ;而只有顶部有持续时间的脉冲序列 平顶抽样：抽样脉冲期间幅度不变的抽样称平顶抽样;理想抽样+保持抽样 3、量化量化：对样值进行幅度离散化的过程;量化间隔k k x x k -=∆+1 均匀化k ∆相等 非均匀化k ∆不相等 量化误差)(x Q x y x q -=-= 量化噪声的平均功率总量化噪声功率为不过载的噪声和过载噪声功率之和;22q q q N οσσ+=4、均匀量化和线性PCM 编码;1均匀量化量化器的量化范围--v 到v, 量化间隔数L,则量化间隔LV k 2=∆=∆均匀量化不过载的噪声功率2222312LV q=∆=σ 2线性PCM 编码：对均匀量化的量化间隔或量化电平用n 位码表示,得到了数字编码信号; 量化信噪比 qN SSNR =表示量化质量; ①正弦信号：输入幅度为m A 的正弦信号,且不过载;22mA S = ,223L V N q =222222332L V A L VA N S SNR m mq ⎪⎭⎫⎝⎛===用n 位二进制码表示L 个量化电平,n L 2= 并令归一化有效值VA D m 2=信号有效值与量化器最大量化电平之比223L D SNR =[]n dBD SNR 2lg 20lg 203lg 10++=n D 02.6lg 2077.4++≈满载正弦波V A m = 21=D 的最大信噪比[]n SNR dB 02.676.1max +≈②语言信号：过载噪声)3(222L V q ≈οσ 总量化噪声平均功率 xVx q q q e LV N σοσσσ2222223--+=+=语言信号平均功率 22)(x x dx x p x S σ==⎰∞∞-量化器的信噪比为 1222223---⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+==x V x x g e L V N S SNR σσσ[]122231lg 10---⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-=x V dBe L D SNR σ, V D x σ=当D 〈时,过载噪声很小,量化噪声是主要的的[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≈2231lg 10L D SNR dBn D 02.6lg 2077.4++≈当信号有效值很大时,过载噪声是主要的 均匀量化器的优缺点：优点：广泛应用于线性A/D 接口计算机A/D 变换,遥控遥测,图像信号,数字化接口; 缺点：在数字电话通信中的不足：A 电话信号动态范围很大m inm axlg20σσ=dB R σ信号有效值 }B 人耳要求电话信噪比25dB 为在动态范围40~50dB 内,[]dB SNR 均大于25dB;n=12位,其信息速率高,传输带宽宽;C 语言信号取小信号时的概率大,均匀量化小信号时的信噪比明显低于大信号;[]DVeSNR xVdB x1.61.6lg 102=≈-≈--σσ 5．非均匀量化：量化间隔不相等的量化; 6．对数量化及其折线近似国际电话电报咨询委员CCITT 建议对语言信号采用A 律μ律压缩特性; 1A 律对数压缩特性;{ A 为压缩系数A=1 无压缩 A 越大压缩愈明显 国际标准： A 律13折线 A= L=256时小信号信噪比改善24 dB 中国采用 2μ律对数压缩特性; μ=0 无压缩 μ越大压缩愈明显;国际标准：μ律15折线 μ=255L=256时,对小信号信噪比改善 dB 欧,美使用;7．A 律PCM 编码原理1常用的二进制码;自然二进制码NBC ： 十进制正整数的二进制码 折叠码FBC PCM 采用折叠码：左边第一位表正,负号;正 1 ,负0发话人音量情绪变化30dB 话机与交换机衰耗30dB~25 50dB~40=)(x f A Axln 1+A Axln 1ln 1++11≤≤x AAx 10≤≤)1ln()1ln()(μμ++=x x f绝对值相同的折叠码,除第一位外都相同,形成相对零电平的对称折叠格雷码RBC ： 任何相邻电平的码组,只有一位码发生变化; （2） 律PCM 编码规则{ 码 2M 3M 4M 表示八段000~111段落段内码 5M 6M 7M 8M 每段分16等分0000~1111 共八位编码1M 2M 3M 4M 5M 6M 7M 8M为了使编码造成的量化误差小于量化间隔k ∆的一半,解码时要加上该层量化间隔的一半,即2ˆˆkk x x∆+= 3 信道误码对信噪比的影响;在自然码、均匀量化及输入信号均匀分布的前提下;可证明ee g p L L N N S N S SNR )1(4122-+=+==式中 S 满载时输信号功率 g N 量化噪声功率 e N 误码噪声功率 L n =2 n 为码元数,L 量化电平 e p 码元的误码率;8．差分脉码调制DPCM 目的：提高数字通信系统频带利用率;1 DPCM 原理：大量分析表明,可根据前些时刻的信号样值预测当前时刻的样值;预测值和实际值之差称差值;统计表明,大多数时间信号功率比差值功率大得多;因此可只传递差值代替信号,则码组位数可显著减少;)(n x 输入抽样信号 )(ˆn x接收端重建信号 )(n d 输入信号下预测信号的差)(n x -)(ˆn x )(n c 是)(n d q 经编码后输出的数字编码信号()1M 极性码符号位+-1)(ˆn x)(~n x )(n d q )(ˆn c)(n d q )(ˆn x)(~n x ++)(n d系统总量化信噪比为 q p SNR G n e E n d E n d E n x E n e E n x E SNR ⋅=⋅==)]([)]([)]([)]([)]([)]([222222上式中)]([)]([22n d E n x E G p =为DPCM 系统相对于PCM 系统的信噪比增益; )]([)]([22n e E n d E SNR q =把差值作为信号的量化信噪比; 要使系统性能提高,必须增大p G 和q SNR ;但语言信号动态范围大,故只有采用自适应系统,才能获得最佳性能;2 ADPCM ：有自适应的DPCM 系统称为自适应差值脉码调制;自适应预测：预测器的预测系数随信号瞬时值变化作自适应调整; 自适应量化：量化阶距随信号瞬时值变化作自适应调整;ADPCM 是近年长途传输中新型的通用语言编码方法,与PCM 比SNR 可改善16~21 dB;相当于编码位数减小3~4位; 9、增量调制)(M ∆特点：编解码器简单,抗误码性能好;比特率低时信噪比高; 应用：军事、工业中专用通信网、卫星通信; 1简单的增量调制;增量调制：当取样速率远大于奈奎斯特速率时,样值之间的关联程度增强,可进一步简化DPCM 系统,仅用一位编码表示抽样时刻的波型变化趋势;M ∆编解码原理：)(t x )1(ˆ1-n x)(n x sT ∆)(~n x 过程M ∆自适应增量调制：∆的大小跟踪输入信号统计特性变化;二、时分复用TDM时分复用：将传输时间划分为若干个互不重叠的时隙,互相独立的多路信号顺序地占用各自的时隙,合成为一个复用信号,在同一信道中传输;作 用：数字信号一般采用时分复用方式传输以提高信道利用率;1、TDM 原理框图编码器M ∆解码器M ∆1帧=n 个时隙,每帧时间必须符合抽样定理要求;2、复接把一定路数的数字电话信号复合成一标准数据流基群,然后将基群复合成更高速的数据信号;准同步数字系列PDH ：四次群以下的数字复接系列,μ律：比特率 sA 律：比特率 s Mbit /048.2 我国采用同步数字系列SDH ： 四次群以上的数字复接系列,全球统一标准三．PCM 基群帧结构：PCM 通信系统属TDM 编码{A 律PCM 30/32 基群帧结构：s Mbit /544.1sMbit /312.6sMbit /736.44sMbit /176.274122423427624⨯4⨯27⨯6⨯130⨯12304⨯234s Mbit /048.22411244⨯4⨯sMbit /488.8s Mbit /368.34sMbit /264.1394⨯4⨯4⨯律μPCM24律A PCM30/32一帧中30个时隙为话路时隙通30路话,另二个为帧同步时隙及信令时隙 抽样频率Hz f s 8000= ,每帧时间帧周期s f T ss μ1251==一帧码元数 32⨯8=256 基群信息速率：s Kbit R b /048.2101252566=⨯=- 平均每路信息速率为64Kbit/s第5章 数字信号的基带传输基带传输系统 数字通信系统频带传输系统调制传输系统数字基带信号：没有经过调制的原始数字信号;如各种二进制码PCM 码,M ∆码等数字调制信号：数字基带信号对载波进行调制形成的带通信号; 一、数字基带信号的码型1、 数字基带信号的码型设计原则：①对传输频带低端受限的信道,线路传输的码型的频谱中应该不含有直流分量；⎩⎨⎧②信号的抗噪声能力强；③便于从信号中提取位定时信息；④尽量减少基带信号频谱中的高频分量,节省传输频带、减小串扰； ⑤编译码设备应尽量简单; 2、 数字基带信号的常用码型：①单极性的不归零码NRZNon Return Zero特点： 不能用滤波法直接提取位定时信号 ②双极性非归零码BNRZ特点：不能用滤波去直接提取位定时信号; ③单极性归零码RZ特点：可用滤波法提取位同步信号 ④双极性归零码BRZ特点：整流后可用滤波提取位同步信号 ⑤差分码电平跳变表1,电平不变表0 称传号差分码 电平跳变表0,电平不变表1 称空号差分码 特点：反映相邻代码的码元变化; ⑥传号交替反转码AMI0用零电平表示,1交替地用+1和-1半占空T 5.0=τ归零码表示; 缺点：连0码多时,AMI 整流后的RZ码连零也多,不利于提取高质量 的位同步信号位同频道抖动大应用：μ律一、二、三次群接口码型：AMI 加随机化;⑦三阶高密度双极性码()3HDB编码原则：1先把消息代码变换成AMI 码;2AMI 码中有四个连0用取代节000V 或B00V 代替;当两个相邻V 中有奇数个1时;用000V ,为偶数个1时用B00V;B 的符号极性与前一非0符号相反,V 的符号与前一非零符号同极性,后面的非0符号从V 符号开始再交替变化;3非四个连0码为AMI 码不变;特点：保留了AMI 的优点,克服了AMI 连0多时位同步抖动的缺点; 应用：A 律一、二、三次群的接口码型; ⑧双相码Manchester 码又称BPH 码 编码原则：1 10, 0 01;特点：易于取位同步信号; 应用：以太网 ⑨信号反转码CMI编码原则 1 11或00,0 01 特点：电平跳跃多,易提取位同步信号;应用：被CCITT 推荐为PCM;四次群接口码型,也用于光纤传输系统;⑩多进制码：不仅用于基带传输,还广泛用于调制传输,提 高频带利用率;二、数字基带信号的功率谱)()()(f P f P f P u a +=∑∞∞=--++--=m s s s ss mf f mf G P mf PG T f G f G P P T )()()1()(1)()()1(12212221δ通常二进制信息1和0是等概,即21=P , )()()(41)()(41)(221221s m ssss mf f mf G mf G T f G f G T f P -++-=∑∞-∞=δ结论： 1. 随机序列的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成,2.于)(1t g 与)(2t g 不完全相同,故)()(21f G f G ≠,连 续谱总是存在；3、离散谱与)(1t g 与)(2t g 的波形及出现的概率有关,而位定时信号的提取必须依赖于离散谱;否则就要变换基带信号波形,以利于定时信号提取;推理：（1） 功率谱的形状取决于单个波形的频谱函数,码形规则仅取加权作用,使功率谱形状有所变化;（2） 时域波形的占空比越小,频带越宽;（3） 凡是0、1等概的双极性码均无离散谱,无直流分量和位定时分量 （4） 单极性归零码的离散谱中有位定时分量;三、无码间串扰的传输波形;码间串扰：前面码元对后面若干码元在s kT t =时刻的抽样值的影响;产生原因：1传输系统的传输特性,如信号带宽大于信道带宽 2噪声;1、无码间串扰的传输条件;充要条件：接收波型的抽样值仅在本码元抽样时刻有最大值,而对其它码元抽样时刻信号值无影响;即T S T n S n οπω=+∑∞-∞=)2( Tπω≤称奈奎斯特第一准则 物理意义：把传递函数在ω轴上以T π2为间隔切开,然后分段沿ω轴平移到⎥⎦⎤⎢⎣⎡-T T ππ,区间,其叠加结果为一常数;2、码间串扰的传输波形①理想低通信号：频带利用率为 z s H BdTT2)21(1max==η②升余弦滚降信号：)()1(2z b H s bit⋅+=αη 10<<α③两种系统比较理想低通系统：频带利用率高,系统时域响应衰减慢,t1对定时信号抽样信号、位同步信号相位抖动敏感;余弦滚降系统：频带利用率低,系统时域响应衰减快,31t对抽样信号的相位抖动要求不严格;四、部分响应基带传输系统奈奎斯特第二准则：在某些码元的抽样时刻进行控制,使其存在码间干扰,而在其余码元抽样时刻无码间干扰,能使频带利用率提高到理论上的最大值,同时还能降低对定时精度的要求;达到此性能的基带传输系统称部分响应系统;特点：频带利用率高,可达z H Bd2,时域响应衰减快,可放宽对定时抖动的要求;1、第I 类部分响应系统对相邻码元的取样时刻产生同极性串扰的系统;)2()2(sin )2()2(sin)(T t T Tt T T t T T t T t p --+++=ππππ])4(1)cos([422T t T t -=ππ )(t p 的幅度约与2t 成反比,相距一码元的xx sin 波形的拖尾相位相反而互相抵消,其合成波拖尾迅速衰减; ={TT B 2121=⋅=ππ )(2211z b b H s bit TT B R⋅=⋅=η为二元码最大值相关编码规则：1-+=n n n a a c 差错扩散 预编码：解除码间相关性,差错不扩散1-⊕=n n n b b a , 1-⊕=n n n b a b , 1-+=n n n b b c 2、部分响应系统的其它形式;部分响应信号可分为I 、II 、III 、IV 、V 类五、数字信号基带传输的差错率1、 单极性NRZ 二元码的误码率：信号平均功率22AS =,噪声平均功率2σ=N , 222σA N S = )(ωp Tπω>)2cos(2T T ω0T πω≤则)2()2(N S Q A Q P b ==σ])4(1[21NS erf -= 2、 双极性NPZ 码的误码率：信号平均功率42A S =,噪声平均功率2σ=N ,224δA N S =则 )()2(N S Q A Q P b ==σ])2(1[21NS erf -= 3、多元码的误码率 )2()1(2σAQ M M P s -=误码率s P 随M 增大而缓慢增加,抗噪声性能下降;六、扰码和解扰七、眼图 八、均衡第6章 数字信号的调制传数字调制：数字基带信号对载波进行调制,使数字基带信号的功率谱搬移到较高的载波频率上,这种调制称数字调制;也称键控;相应的传输方式称数字信号的调制传输; 一、二进制数字调制1、二进制幅度键控2ASK ①产生m(t)tcos )t (m )t (e c o ω=NRZ模拟法键控法tcos c ωe o (t)1信息代码2ASK②时域表达式t nT t g a t s c s n nASK ωcos )()(⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑双边带调幅③ 频谱()ASK 幅度键控数字调制的基本方式()FSK 频移键控()PSK 相移键控⎪⎩⎪⎨⎧=n a 1P 概率0P-1概率⎩⎨⎧功率谱密度为：[])()(41)(c B c B ASK P P P ωωωωω-++=④谱零点带宽b s R f B 22== b R 为码元速率 ⑤ 解调包络检波2①产生②时域表达式：t nT t g a t nT t g a t S s n n s n n fSK 212cos )(cos )()(ωω⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑式中112f πω=,222f πω=,n a 是n a 的反码;{ ,{二进制频移键控可视为不同载波频率的ASK 信号之和; ③ 频谱功率谱密度为 [][])()(41)()(41)(222211112ωωωωωωωωω-+++-++=B B B B FSK P P P P P ④带宽122f f B B B -+≈ B B 为基带信号带宽 ⑤2FSK 调制器;⑥2FSK 解调=n a 1P 概率P-1概率0=n a 0P 概率1P -1概率1 0相位连续⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎰dt )t (m K t cos A )t (e F c o ω 相位不连续()tcos t m t cos 2c 1c ωω+A 包络检波：条件s 2c 1c f 2|f f |>-3．二进制相移键控2PSK 或BPSK 绝对调相① 时域表达式;t nT t g a t S c s n n PSK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑{ 为双极性数字信号若)(t g 是幅度为1,宽度为s T 的矩形脉冲;则t t S c PSK ωcos )(2-+= 为抑制载波的双边带调制; ② 频谱 [])()(41)(2c B c B pSK P P P ωωωωω-++=③ 带宽 s f B 2=④ 2PSK 调制器相乘器、相位选择法 ⑤ 2PSK 的解调因无载波,故只能用相干解调; A 恢复载波的方法;平方环电路,科斯塔斯Costas 环电路锁相环从PSK 信号中恢复载波都存在着“相位模糊”问题, B2PSK 相干解调器4．二进制差分相移键控2DPSK 相对调相,克服倒π=n a P 概率P-1概率1-1+① 产生 绝对码→相对码差分码→ 绝对调相 传号差分码的编码规则为： 1-⊕=n n n b a b 载波变化规律：“1变0不变” ② 频谱 同2PSK ③ 解调相干解调差分译码规则： ∧-∧∧⊕=1n n n b b a 克服了载波相位模糊问题;差分相干解调相位比较法不需恢复本地载波,将DPSK 信号延时一个码元间隔T S 后与DPSK 信号本身相乘,经低通滤波后再抽样判决可恢复原数字信息;二、二进制数字调制系统的性能比较1．有效性 信号带宽：2ASK 2DPSK 为b B s R R f B 222=== 2FSK 为 B=s f f f 212+- 占用信道带宽：2ASK 2DPSK 最小为s f 2FSK 为 最小为s f f f +-12 频带利用率：2ASK 2DPSK)HZ /bps (11α+ 10≤≤α 2FSK)HZ /bps (11α+ 10≤≤α 可见 2ASK 、2DPSK 的有效性相同且优于2FSK2．可靠性类别 相干解调P e非相干解调2ASK ()2r Q4r e 21- 2FSK ()r Q 2r e 21- 2PSK ()r 2Q /2DPSK()r Q 2r e 21-讨 论：为σ22A r =比收滤波输出信号的信噪相干解调优于非相干解调例 2/r 2/r e 21e r21)r (Q --<≈π2PSK 优于2FSK 3db, 2FSK 优于2ASK 3dB,故2PSK 适于传高速数据; 典型值：,10187-<>b P dB r 时误码信噪比dB p N S bb 6441==,优于模拟系统输出信号噪比; 3．其它 2ASK 最佳门限随信号功率变化,不方便2FSK 两个抽样值比较,不需设置判决门限 2PSK 门限为0,与信号功率无关2DPSK 差分相干解调不需要相干载波,比较适用于信道不稳定系统.三、数字信号的最佳接收 四、多进制数字调制系统线性调制系统 MASK. MDPSK. MQAM 等可提高系统的频带利用率 非线性调制系统MFSK 等可提高抗衰落解力,其有效性低于2FSK复习题1．设一宽带频率调制系统,载频振幅为100V,频率为100 MHz,调制信号mt 的频带限制于5KHz ,vs rad500K V 5000)t (m f 22⋅==π，,最大频偏KHz 75f =∆,Pnf= 10-3W/Hz 单边谱,试求：1接收机输入端理想带通滤波器的传输特性H ω；2解调器输入信噪比； 3解调器的输出信噪比；4若mt 以振幅调制方法传输,并以包络检波器检波,试比较在输出信噪比和所需带宽方面与频率调制系统有何区别解：KHz 160)575(2)f f (2B )1(m =+=+∆=⎩⎨⎧<<=其他 ,0MHz08.100f MHz 92.99,1)f (H2.31N S W1601016010N W 50002A S (2)ii 33i 2i =∴=⨯⨯===-，37500500010850005001003f n 8)t (m K A 3N S )3(3322223H0222F 200=⨯⨯⨯⨯⨯==-πππ)t (n )t (m A (t)n (t)]n m(t)[A :tsin n -t (t)cos n t m(t)]cos [A )4(c 2s 2c c s c c c ++≈+++++包络ωωω50050002105000N )t (m N S (t)n (t)n ,m(t)(t)m 30200c 0o =⨯⨯====-噪声解调输出信号()()1610160B B 7550037500N S N S AM FM AM0FM 0====，()()2AMFM AM0FM0iAMiFM )B B (5.4N S N S S S )t (m <∴<且不是正弦信号，但FM 输出信噪比仍远大于AM 输出信噪比;2．设随机二进制序列中的0和1分别由gt 和-gt 组成,它们出现概率为P 及1-P ： 1求其功率谱密度及功率；2若gt 为如图a 所示波形,T s 为码元宽度,问该序列存在离散分量f s =1/T s 否3若gt 改为图b,回答题2所问;解：1∑∞∞---+-=)()()12()()1(4)(2222s s s s s mf f mf G p f f G p p f f p δ⎰∑∞∞-∞∞--+-=2s 22s 2s )mf(G )1p 2(f df )f (G )p 1(p f 4S 20)()()2()(===s s s ss f G fT Sa T T Sa T f G πω故不存在离散谱f s ; 302Sa 2T )f (G ,2fT Sa 2T )f (G s S s s ≠⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππ 由1中P S t 公式可见当p=1/2时无离散谱f s ,p ≠1/2时有离散谱f s ;3、已知信息代码为1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1,试确定相应的AMI 码和HDB 3码,并分别画出它们的波形图; 解：4．假设在某2DPSK 系统中,载波频率为2400Hz,码元速率为1200波特,已知相对码元序列为1 1 0 0 0 1 0 1 1 1;（1）试画出2DPSK 信号波形注：相位偏移Δφ可自行假设；（2）若采用差分相干解调法接收该信号时,试画出解调系统的各点波形； （3）若发送信息符号0和1的概率分别为和,试求2DPSK 信号的功率谱密度;解：123基带信号功率谱 ∑∞∞--++--=)mf ()mf (G a )p 1(pa f )f (G )a a )(p 1(p f )f (P s s 22212s2221s s δa 1=1,a 2=-1,p=,f s =1200, Gf=Sa πf/f s Gmf s =0∴P s =1200×××4×Sa 2πf/1200=1152Sa 2πf/1200 2DPSK 的功率谱 P e f=41p s f+f c +p s f-f c =288Sa 2πf+2400/1200+Sa 2πf-2400/12005．设载频为1800Hz,码元速率为1200波特,发送数字信息为0 1 1 0 1 0;求相对码,若相位偏移Δφ=0°代表“0”、 Δφ=180°代表“1”,试画出这时的2DPSK 信号波形;解：相对码2DPSK 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 相对码绝对码1 1 0 0 0 1 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 0 0 a b c de 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 11 a k b k 2DPSK。
通信原理知识点
通信原理知识点1. 信号与频谱：通信中的信息可以用信号来表示，信号可以通过不同的频率成分来描述，频谱是信号在频域上的表示，用于分析信号的频率特性。
2. 调制与解调：为了在传输过程中将信息通过载波传送，需要将信息信号调制到载波信号上，这个过程称为调制。
接收端根据接收到的调制后的信号，将其从载波上提取出来，还原为原始信息信号，这个过程称为解调。
3. 基带信号与带通信号：基带信号是指未经调制的原始信息信号，通常具有较低的频率范围。
带通信号是指经过调制后的信号，其频率范围通常偏移原信号的频率。
4. 传输介质：通信中的信号需要通过一种介质进行传输，可以是电磁波、导线、光纤等。
不同的介质对信号的传输有不同的特性和限制。
5. 噪声与信噪比：传输过程中会产生各种干扰和噪声，噪声会影响到信号的质量。
信噪比是信号与噪声功率的比值，是衡量信号质量的一个重要指标。
6. 衰减与失真：信号在传输过程中会遇到各种因素的阻碍和干扰，导致信号的强度减弱和形状失真。
衰减是指信号强度的减弱，失真是指信号波形的畸变。
7. 编码与解码：为了提高信号的可靠性和安全性，通常会对信号进行编码和解码。
编码是将信息转换为特定的编码形式，解码是将编码过的信号恢复为原始信息。
8. 多路复用与分解复用：在多个信号需要同时传输的情况下，可以采用多路复用技术将多个信号合并在一起传输。
分解复用是指将合并的信号进行分解，恢复为原始的多个信号。
9. 信道：信道是指信号传输的路径，可以是有线或无线的传输介质。
信道可以受到信号干扰、损耗和衰减，影响信号的传输质量。
10. 误码率与纠错编码：在信道传输中，可能会引入一些错误，导致接收端接收到的信号与发送端发送的信号不一致。
误码率是指接收到的错误比特数与发送的总比特数之比。
为了提高传输可靠性，通常会在编码过程中加入纠错编码，可以检测和纠正部分错误。
11. 延迟与带宽：信号的传输需要一定的时间延迟，是从信号发送到信号到达接收端的时间差。
通信原理复习提纲
通信原理复习提纲
数字带通传输ห้องสมุดไป่ตู้统与基带传输系统的区别及 其各自的特点
2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK波形绘制 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调方法。
（原理框图） 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的带宽，功率
谱密度特点
29
通信原理复习提纲
2PSK的“倒π”现象，2DPSK的原理，其与2PSK的 区别，2DPSK的产生方法，相干解调法和差分相干 解调法，绝对码和相对码的相互转换。
33
通信原理复习提纲
关于考试
题型：填空题、判断题、简答题、计算题 有关傅里叶变换的常用公式、三角公式、互补
误差函数将在试卷中提供，希望充分利用。 可携带计算器
34
3
通信原理复习提纲
通信系统基本分类和组成。（原理框图 及各部件作用）
模拟通信系统 数字通信系统，数字通信的优点 通信系统的分类、通信方式
4
通信原理复习提纲
信息和信息熵。
信息：消息中所含有效内容。信息量的计 算。
信息熵（平均信息量）：信源每符号平均 所含信息量。
最大熵：信源等概时，信息熵达到最大。 H0=Hmax=log2 M
12
通信原理复习提纲
高斯白噪声和带限白噪声的定义（高斯指统计特 性，带限指频带受限）
白噪声、低通白噪声、带通白噪声的物理概念及 其功率谱密度和自相关函数的特点。
什么是窄带高斯白噪声，其表达式和统计特性 （式3.7-8至3.7-11）。
13
通信原理复习提纲
第1章 绪论 第2章 确知信号 第3章 随机过程 第4章 信道 第5章 模拟调制系统 第6章 数字基带传输系统 第7章 数字带通传输系统 第9章 模拟信号的数字传输 第10章 数字信号的最佳接收
通信原理---总复习资料
模拟通信系统模型
有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。
第五章 模拟调制系统
❖ 线性调制 AM DSB SSB VSB
❖ 非线性调制 PM FM (会计算调相指数，调频指 数调频信号的带宽）
掌握调制方式的表达式
理解抗噪声性能
第五章 模拟调制系统
解调
相干解调 （相干载波） 非相干解调 （门限效应）
log2
P( x)
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特/ 符号） i1
P(xM )[ log2 P(xM )] (1.4 6)
❖ shhdjdjd ❖ shenmedhihs ❖1 ❖2 ❖2
第九章 模拟信号的数字传输
❖
低通抽样定理
抽样
带通抽样定理
均匀量化
量化
非均匀量化 （目的）
编码 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8
极性码 段落码
段内码
第九章 模拟信号的数字传输
❖ 了解差分脉冲编码调制(DPCM)和增量调制原理 ❖ 掌握PCM30/32路时分复用和复帧结构。
第11章差错控制编码
而且均值为零，方差也相同。此外，在同一时刻上
得到的c和s是互不相关的或统计独立的。
数字通信系统
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数 字 调
制
信道
数 字 解 调
信 道 译
码
解
信 源
密
译 码
受 信 者
噪声源
有效性：用传输速率（码元传输速率和信息传输速率） 和频带利用率来衡量。
通信原理复习资料和练习题(完整版)
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。
通信原理知识点总结6
通信原理知识点总结6一、基本概念1. 通信原理的基本概念通信原理是研究信息传输过程中的基本原理和规律，通过各种信号的传输、处理和解调，实现信息的传输和交换。
通信原理研究的内容主要包括信号的产生、传输和接收、调制解调技术、编码解码技术等。
2. 通信原理的基本模型通信原理的基本模型包括信源、信道、信号和接收机。
信源产生需要传输的信息，信道是信息传输的媒介，信号是信息在信道上传输的载体，接收机接收并解读信号。
3. 通信原理的基本要素通信原理的基本要素包括信源、编码、调制、信道、解调、解码、接收机等。
二、信号的特性1. 信号的基本特性信号的基本特性包括幅度、频率、相位、谱特性等。
幅度是信号的振幅大小，频率是信号的周期性，相位是信号的起始相位，谱特性是信号的频谱分布情况。
2. 常见信号的分类常见的信号分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，数字信号是离散变化的信号。
3. 信号的传输信号的传输方式包括基带信号传输和带通信号传输。
基带信号是指未经调制的信号，带通信号是指经过调制后的信号。
三、调制解调技术1. 调制技术的基本原理调制技术是将模拟信号或数字信号转换为适合在信道上传输的带通信号的过程。
常见的调制技术包括调幅、调频和调相等。
2. 调制技术的应用调制技术广泛应用于无线通信、有线通信、数字电视、调频广播等领域。
3. 解调技术的基本原理解调技术是将接收到的带通信号转换为原始模拟信号或数字信号的过程。
常见的解调技术包括包络检测、频率解调和相干解调等。
四、编码解码技术1. 编码技术的基本原理编码技术是将数字信号按照一定规则转换为数字序列的过程。
常见的编码技术包括非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
2. 解码技术的基本原理解码技术是将接收到的数字序列按照一定规则转换为原始数字信号的过程。
五、传输媒体1. 传输媒体的分类传输媒体主要包括导线、光纤和无线电波等。
2. 传输媒体的特点不同的传输媒体有不同的特点，导线传输速度快但受距离限制，光纤传输速度更快没有距离限制，无线电波传输灵活但受干扰影响。
《通信原理》复习材料
《通信原理》复习材料一、填空题1. 通信系统按其传输信号形式可分为 和、 。
2. 通信系统按传输媒介可分为 和、 。
3. 出现概率越 的消息，其所含的信息量越大；出现概率越 的消息，其所含的信息量越4. 某二进制符号出现的概率为1/16，它所包含的信息量为 bits 。
5. 对于各态遍历的平稳随机过程，可以用 代替统计平均。
6. 实平稳随机过程()t ξ的自相关函数为()R ξτ,则()t ξ的交流功率为。
7.某二进制信源，各符号独立出现。
若“1”符号出现的概率为3/4，则“0”符号的信息量为 。
8. 理论上，四元离散信源可能达到的最大熵为 bit /符号。
9. 当二进制信源的每个符号出现概率 时，该信源的熵最大。
10.设某信息源由A 、B 、C 、D 4个信息符号组成，发送A 的概率为1/2,发送其余符号的概率相同，且设每一符号的出现是相互独立的，则该信源的平均信息量为。
11. 某二进制符号出现的概率为1/8，它所包含的信息量为 bps 。
12. 已知某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 四个符号构成，且每一符号独立出现。
若各符号出现的概率分别为12、14、18、18，该信源的平均信息量（熵）为 bits ；该信源在 条件下，有最大平均信息量 bits 。
13. 已知一个十六进制信号的符号速率为1200Baud ，则其对应的信息速率为bps 。
14.某系统传输八进制数字信号，每个码元占有的时间为1ms,各种码元等概率出现，则系统信息速率为 bps 。
15. 已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率为比特/秒。
16．在连续信道中,当传输系统的信噪比下降时,为保持信道容量不变,可采的办法,这是基于香农理论得出的。
17.香农公式可表示为C = ，其中C 表示条件下的 。
18.已知电话信道的带宽为3.4KHZ ，接收信噪比30S dB N=时，信道容量为 Kbps 。
19.若信道带宽为10KHZ ，信噪比为30dB,该信道的最高信息传输速率理论值为。
通信原理复习资料
通信原理复习资料通信原理复习资料通信原理是现代通信技术的基础，它涉及到信号的传输、调制解调、编码解码等一系列关键技术。
在这篇文章中，我们将回顾一些重要的通信原理知识，并提供一些复习资料，帮助读者加深对这一领域的理解。
一、信号的传输信号的传输是通信原理中的基础概念。
信号可以是模拟信号或数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号则是离散的信号。
在信号的传输过程中，常常会遇到信号衰减和噪声干扰的问题。
信号衰减指的是信号在传输过程中逐渐减弱的现象。
它的主要原因包括传输介质的损耗、电磁波的散射和衍射等。
为了克服信号衰减，可以采取增加发送功率、使用信号放大器、改善传输介质等方法。
噪声干扰是指在信号传输过程中受到的外部干扰。
噪声的来源包括电磁辐射、设备内部电路的热噪声、信号源的抖动等。
为了减小噪声干扰，可以采取滤波、编码技术、使用差分信号传输等方法。
二、调制解调调制解调是将信息信号转换成适合传输的信号，并在接收端将其恢复成原始信息的过程。
调制是将低频信息信号转换成高频信号，以便在传输过程中更好地抵抗噪声干扰和信号衰减。
解调则是将调制后的信号恢复成原始信息信号。
常见的调制方式包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
调幅是通过改变载波的振幅来传输信息，调频是通过改变载波的频率来传输信息，调相则是通过改变载波的相位来传输信息。
不同的调制方式适用于不同的应用场景。
解调的过程与调制相反，它将调制后的信号恢复成原始信息信号。
解调的方法包括同步解调、相干解调和非相干解调等。
同步解调是通过与发送端的载波进行同步，恢复出原始信息信号。
相干解调则是通过与发送端的载波进行相干处理，恢复出原始信息信号。
非相干解调则是直接对接收到的信号进行解调。
三、编码解码编码解码是将原始信息信号转换成数字信号或其他形式的信号，并在接收端将其解码成原始信息的过程。
编码是为了提高信息传输的可靠性和效率。
解码则是将编码后的信号恢复成原始信息。
《通信原理》章节总结(大学期末复习资料).docx
第一章总结节1通信的发展1、定义：通信就是由一个地方向另一个地方传递消息。
2、电通信四个发展阶段：电报时代、电子管时代、晶体管时代、集成电路时代节2消息及其度量1、数字信号与模拟信号电信号一般为脉冲或正弦波，携带消息的三个参量：振幅、频率、相位数字信号与模拟信号的区分方法：•取值离散时间离散为数字信号•取值连续时间连续为模拟信号•取值连续时间离散仍为模拟信号即：由取值的方式确定离散信号或连续信号2、消息（信号）的度量与消息发生的概率有关。
定量计算：信息量I=log a［l/P（x）］P（X）为消息X出现的概率a=2 I的单位为bit［常用］a=e I的单位为nita=10 1的单位为哈特莱3、离散消息（数字信号）信息量的计算等概时信息量的计算:I = 10g a 1/P不等概时信息量的计算：I二H二E［X］二工P（Xi）R 结论：等概时，消息的不确定程度最大，爛H最大，即信息量最大。
节3通信系统的构成及特点1、通信系统基本模型主要性能指标为：有效性：描述消息传递的速度（单位时间传输的信息量越大越好）。
可靠性：描述消息传递的质量（收、发差值越小越好）。
2、模拟通信系统有效性：（指消息传输速度）用信息速率衡量，但模拟信号的信息量难求，用系统有效传输频带B来衡量。
可靠性：（指消息传输质量）用系统输出信噪比（S/N）。
来衡量。
3、数字通信系统有效性：用传输速率来衡量。
码元传输速率R B为：多少个码元/秒（单位：波特，B）信息传输速率心为：多少信息量/秒R b= R B H （单位：比特/秒，bit/s ）瓜越大，系统有效性越好频带利用率n二传码率际/传输带宽B （单位：波特/赫兹）n越大，系统有效性越好主要技术：编码技术、调制、解调技术。
数字通信系统的特点：1）•抗干扰能力强；2）・纠错编码可进一步降低输出误码率；3） .便于计算机对信息进行处理；4）•保密性强;5）・对信息的适应性强；6).集成度高，可靠性好；7)・频带利用率较低。
通信原理复习资料1.docx
1.一，填空题.1.一个离散信号源每豪秒发出四种符号中的一个，各相互独立符号出现的概 率分别为1 / 8,1 / 8,1 7 4,1/2,该信号源的平均信息量为 ------------- 。
2.—个均值为零，方差为er?的窄带平稳高斯过程，其包络的一维概率密度 函数为 --------- «相位的一维概率密度函数为 ------------------------ o 3.调制信道范围4. ------------------------------------ AM 系统在 --------------------------- 情况下会出现门限效应 ----------------------- o5•残留边带滤波器的传输特性H(e)应满足： ---------------------------- 。
6. --------------------------------------------------------------- 衡量均衡效果的两个准则是： 准则和 准则。
7. --------------------------------------------------------------------------------------------------- 增量调制中为防止出现过载现象，必须满足 ------------------------------------------- =&在PCM30 / 32路基群帧结构中，TSO 用来传输 ---------------------- ，其信息传输速率 为 ----------- 。
9.在PSK 系统的信息传输速率是1800b/s,其无码间干扰传输的最小带宽 是 ----------- 。
io.采用频域插入导频法实现载波同步时，对插入导频的基木要求有 二，简答题1. 什么是广义平稳？什么是狭义平稳？两者有何关系？2. 写出香浓公式，并说明信道容量C 与B, S,吗之间的关系。
《通信原理》复习提纲
《通信原理》复习提纲一、选择题、填空题、简答题1.模拟和数字通信系统的主要性能指标有哪些？数字：有效性：传输速率，包括码元速率和信息速率；可靠性：错误率，包括误码率和误比特率模拟：有效性：信号的带宽；可靠性：信噪比2.电磁波的主要传播方式有哪几种？它们的特点是什么？电磁波的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。
地波频率较低（约2MHz以下），趋于沿弯曲的地球表面传播，具有一定的绕射能力，传播距离超过数百千米或数千千米；天波频率较高（2MHz~30MHz），它能被电离层反射，通过电离层反射传播，传播距离可以达10000km 以上；视线传播的电磁波频率高于30MHz，能够穿透电离层不被反射且沿地绕射能力也很差，类似于光波那样传输，利用无线电中继或者卫星通信，平流层通信传播3.什么是信道衰落？其时域和频域特性是怎样的？衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。
导致信号衰落的信道被称作衰落信道。
在时域上，分为慢衰落和快衰落；在频域上，分为平坦性衰落和选择性衰落。
4.噪声按来源可分为哪几种？按性质可分为哪几种？按来源分可以分为人为噪声（电火花、家用电器）和自然噪声（闪电、大气噪声、热噪声）两类；按性质分可以分成脉冲噪声（电火花、闪电）、窄带噪声（交流电源、相邻电台）和起伏噪声（热噪声、散弹噪声、宇宙噪声）三类。
5.模拟信道的模型是什么？6.数字信道的模型是什么？7.模拟调制主要有哪几种？它们的典型应用有哪些？线性调制：振幅调制（AM）-广播，双边带调制（DSB）-立体声广播，单边带调制（SSB）-载波通信、无线电台、数据传输，残留边带调制（VSB）-电视广播、数据传输、传真非线性调制：（角度调制）频率调制（FM）-微波中继、卫星通信、广播，相位调制（PM）-中间调制方式8.什么是线性和非线性调制？它们的主要区别是什么？线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈线性关系。
非线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈非线性关系。
通信原理复习资料(呕心沥血90+版)
通信原理复习资料（呕心沥血90+版）第一章1.模拟通信系统模型模拟通信系统模型模拟通信系统是一种使用模拟信号传输信息的通信系统。
2.数字通信系统模型信息源信源编码加密信道编码数字调制信道噪声源数字解调信道译码解密信源译码受信者数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号传输信息的通信系统。
5.通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性。
有效性是指在传输一定数量的信息时所占用的信道资源（带宽和时间间隔），或传输的“速度”。
可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。
（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频率来衡量。
可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。
（2）数字通信系统：有效性：通过传输速率和频带利用率来衡量。
可靠性：通常用误码率和信号误码率来表示。
码元传输速率rb：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（baud）信息传输速率rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒6、通信的目的：传递消息中所包含的信息7.通信方式可分为单工、半双工和全双工通信8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。
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，信息源的熵有最大值。
第四章1.频道分类：（1）无线信道－电磁波（含光波）（2）有线信道－电线、光纤4.信道模型分类：调制信道和编码信道。
信息源信源编码加密信道编码数字调制信道噪声源调制信道编码信道数字解调信道译码解密信源译码受信者5.调制信道的数学模型eo(t)?k(t)ei(t)?n(t)－调制信道数学模型EI（T）-通道输入处的信号电压；EO（T）-通道输出端的信号电压；n(t)－噪声电压因为K（T）随T变化，所以该信道被称为时变信道。
因为K（T）乘以EI（T），所以它被称为乘法干涉。
因为K（T）是随机变化的，所以它也被称为随机信道。
如果K（T）的变化非常缓慢或很小，则该通道称为常数参数通道。
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题型:选择题(20分10题),填空题(20分,10题),简答题(10分,2题),计算题(50分,5题) 第一章：
1.模拟数字通信系统模型各部分功能；数字通信特点；通信方式示意图
2.信息量计算
3.通信系统主要性能指标
1-4 1-5
第二章
1常见信号傅里叶变换，如冲激函数，正余弦信号，直流信号，门函数2功率谱密度计算
第三章
1.平稳随机过程通过线性系统输出过程的统计特性
2.维纳辛钦定理
3-13 3-14
第4章
连续信道容量计算
书例题4-2 作业4-7
第5章
1.调幅信号表达式,调制器框图，解调框图,带宽计算，功率计算
2.双边带信号表达式, 调制器框图，调制器框图，频谱,解调框图,带宽计算，功率计算
3.单边带信号表达示,频谱,解调框图,带宽计算，功率计算
4.残留边带信号频谱,解调框图
5. 什么是门限效应？
7.PM信号表达示, 功率计算,调制指数(调相指数)计算,
8.FM信号表达示,功率计算,调制指数(调频指数)计算, 带宽
9. 采用预加重/去加重技术可达到什么为什么？为什么？
10.各种模拟调制系统比较（包含DSB，SSB制度增益，二者系统性能比较）5.3 5.7 5.17
第6章
1.常见数字基带信号波形
2.常用的传输码型如AMI,HDB3的编译码，以及他们的特点
4.码间串扰概念,无码间串扰的时域条件频域条件,奈奎斯特带宽,奈奎斯特速率,基带系统极限频带利用率
5.余弦滚降系统与理想低通系统比较
6.眼图概念，眼图模型
7. 第一类部分响应编码基带传输系统的原理框图, 预编码器和相关编码器输出的信号序列。
判决规则
8．部分响应系统中差错传播产生的原因？
9.数字基带传输系统中，造成误码的主要因素和产生原因？
6-7 6-10 6-11 6-12
第7章
1.2ASK信号波形，解调框图及各点时间波形，带宽
2.2FSK信号波形，带宽
3.2PSK信号波形，带宽，
4.2DPSK信号波形，解调框图及各点时间波形，带宽
5.以上四种信号传递数字信息的参量
7.二进制数字调制系统性能比较
7-27-67-77-20
第9章
1.PAM信号特点
2.低通以及带通信号抽样定理应用，计算？
3.A压缩律U压缩律以及近似算法
4.PCM定义
5.13折线A律编码，译码
6. 增量调制原理方框图；系统中的量化噪声；译码器最大跟踪斜率；
7. PCM一次群帧结构
9-9 9-10
例题：
1. 若输入样值为-1250 个量化单位，试用逐次比较法求出13折线A 律特性编码
1250＞0，为负， C1 = 0
1250 在（1024—2048）之间，即在
第8段，∴ C2 C3 C4= 111
12501024246 3.843(20481024)/1664
-== - 3 (0011）2
∴ C5 C6 C7 C8 = 0011
故，编码输出应为01110011。
2.
采用A 压缩律编解码器13折线，设接收端收到的码字01010011，最小量化单位为1个
单位，试计算解码器输出的解码电平
0 1 0 1 0 0 1 1
位于第六段序号为3的量化级，第六段起始电平值为256，量化间隔为16，解码输出
电平为量化级中点，所以解码电平
∴-(256 + 16*3+16/2) =-312量化单位
3. 对于电话传输系统，其传输模拟信号的带宽为4kHz ，因此，采样频率8kHz ，假设按
A 律13折线编成8位码，则传输比特率为 64/kb s ?那么传输带宽至少为 32kHz ?
4. 若在0~3000Hz 频段的理想信道上传输12000bit/s 的二进制信号和四进制信号，哪个有
码间串扰，哪个没有码间串扰？
3000N f Hz =解：由题意知
26000()B N R f Baud ==根据奈奎斯特第一准则
12000()2B b N R R Baud f ==>二进制信号
故此二进制系统存在码间串扰
26000()log 4
b B R R Baud ==四进制信号 故此四进制系统不存在码间串扰
5、已知信号电压的变化范围为（-5.12，5.12）V ，则
（1）采用13折线A 律编码电路，当采样值为-1.03V 的时候，试求编码器输出
码组。
（2）误差电平是多少？
答：（1）采样值-1.03V 对应的量化单位为：
-1.03/5.12*2048=-412∆
-412<0，为负， C1 = 0
412 在（256—512）之间，即在第6段，∴ C2 C3C4= 101
第6段量化间隔为512256=1616
-∆ （412-256）/16=9.75
∴ C5 C6C7C8=1001
故编码输出为01011001
（2）对此8位码组，译码器输出电平为第6段量化间隔9的中间值：
-25616*916/2=-408++∆（）
量化误差：
4124084---∆（）＝ 误差电平：5.12*4/20480.01V =。