沈保锁《现代通信原理》复习提纲
(完整版)现代通信原理复习资料整合
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。
现代通信系统 复习提纲
GSM系统的网络结构
GSM系统无线接口主要参数
GSM系统的帧结构
GSM系统的逻辑信道分类
GSM的时隙格式
GSM系统的信号处理过程
第6章作业
课本作业：（278页）6.3、6.5、6.6、6.8、6.15
补充作业：
1、GSM系统是一个前向链路处于25MHz的TDMA/FDD系
统，并且将25MHz分为若干个200KHz的无线信道。若一个无
软容量、远近效应、功率控制、语音激活
小区切换（硬切换、软切换、更软切换、接力切换）
位置登记、呼叫传递
第5章作业
课本作业（210页）：5.3、5.4、5.6、5.8
补充作业：
1、设某蜂窝移动通信网的小区辐射半径为8km，根
据同频干扰抑制的要求，同信道小区之间的距离应
大于40km，问该网的区群应如何组成？试画出区群
★★★★★1．GSM系统主要无线接口Um参数
★★2．GSM系统的帧结构
★★★3．GSM系统的信道
★★4．GSM时隙格式
★★★★★5．GSM系统的信号处理
6.3 GSM系统的控制与管理
★★1.频率复用方法
★★2.位置登记
★3.鉴权与加密
★4.设备识别
★5.用户识别码保密
★★6.呼叫接续
★★★7.越区切换
用率为1.5bps/Hz。若信道恶化要用编码效率为1/2的FEC编
码。
（1）、请画出该系统发射端的系统结构框图。
（2）、请求出该系统最大的语音信道带宽。
（3）、请求出该系统信道的最大信息速率。
（4）、请求出该系统的语音编码器最大的传输速率。
★★★4、蜂窝网络结构，
频率再用、区群、同频小区、寻找方法及
通信原理复习提纲解析
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。
《现代通信原理》考纲
《通信原理及实验》课程考纲一、课程的性质与任务《通信原理及实验》是信息工程（包括电子信息与通信专业）本科生一门重要的专业基础课程。
本课程不是从具体电路出发，而是从系统的物理模型和数学模型着手进行分析，系统深入地阐述现代通信的基本原理，其中包括模拟通信和数字通信。
它的一切分析研究都是在“信号分析”和“随机过程”的基础上。
是一门概念性和理论性较强的课程，要适当地多做些练习题，以加深对基本概念的理解。
要求注意掌握好所要求的基本概念。
同时本课程是一门呈上启下的专业基础课，要求有一定的知识面。
包含《高等数学》、《信号与系统》、《概率论与数理统计》、《模拟与数字电子技术基础》、《微型计算机原理》等的基本知识。
虽说是一门概念性和理论性较强的课程，但需要用到已学的知识进行综合思考和灵活应用，对实际电路和系统的设计和分析具有特别重要的指导意义。
所以需要进行一定的实验和参观实践，通过实践活动，学习各种通信系统的组成，原理和性能指标等。
了解一定的通信技术和系统的概念。
这样就能系统地更好学好本课程。
《现代通信原理》课程是一门概念性和理论性较强的课程，同时也是一门综合设计和综合分析具体电路和系统的指导课，是灵活运用所学的综合课。
希望大家用前后联系，理论联系实际，融会贯通地学习。
它是电子信息工程专业的一门重要的学位考试课程。
二、课程考试的基本要求1、掌握通信系统的组成、分类、性能度量及所要解决的基本问题2、系统掌握通信系统的基本原理及其性能的基本分析方法3、了解现代通信技术与理论的发展状况及趋势三、课程考试的基本内容（一）绪论1：常用的通信术语2：通信系统的组成和分类3：数字信号及通信的主要特点4：信息的概念及其度量5：通信系统的基本问题：传输的有效性和可靠性。
（二）随机过程1：随机过程的基本概念随机过程的数字特征：注意“统计平均”与“时间平均”平稳随机过程的定义，各态历经性，相关函数与功率谱密度高斯过程的定义，性质，一维概率密度函数和分布函数2：窄带随机过程的表达式和统计特性正弦波加窄带高斯过程的统计特性白噪声和带限白噪声的概念随机过程通过线性系统的特性（三）信道与噪声1：信道的定义、分类和模型2：恒参信道的传输特性3：随参信道媒质的三个特点，多径传播对信号的影响4：连续信道的信道容量，香农公式及应用 5：信道加性噪声的统计特性（四）模拟调制系统1： 模拟线性调制：主要研究了调幅信号以及由它派生出的其它形式的已调信 号（双边带信号、单边带信号、残留边带信号）的时域和频域特性，以及它们 的产生与解调方法，这些已调波与调制信号之间呈线性关系，因此把它们统称 为线性调制。
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
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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。
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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
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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
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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
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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）。
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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
通信原理复习提纲
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。
《现代通信网络》复习提纲
第1章概述1. 通信系统（定义、组成）。
2. 通信网（构成要素、基本结构）。
3. 电路交换（时分交换）4. 存储-转发交换（分组交换）5. SDH传输网（重点）第2章电话通信网1. 固定电话网的等级结构。
2. 长途网的网络结构。
3. 本地网的网络结构。
4. 固定电话网的路由选择（重点）。
5. 移动电话通信系统的组成（重点）。
第3章ATM（重点）1. B-ISDN（概念、业务、信息传递方式）。
2. ATM（3.2节-3.5节）（重点）。
3. 多协议标签交换MPLS（概念、组成、原理、转发等价类、数据报格式）。
第4章基于IP的通信网（重点）1. IP网络（TCP/IP参考模型）。
2. 传统以太网（CSMA/CD、MAC子层协议）。
3. 交换式以太网（概念、交换机）3. 宽带IP城域网（分层结构、IP over ATM、IP over SDH）。
4. 路由器（基本构成、基本功能）。
5. 路由选择协议（RIP、OSPF、BGP）（重点）。
第5章接入网1. 接入网概述（接口、功能模型）。
2. ADSL（系统结构、频带分割）。
3. HFC接入网（网络结构、工作过程、双向传输）。
4. 光纤接入网（功能参考配置、拓扑结构）5. ATM无源光网络APON6. 以太网无源光网络EPON（网络结构、设备功能、工作原理及帧结构）第6章电信支撑网1. No.7信令网（组成、网络结构、连接方式）。
2. 同步网（滑动的产生）。
第9章下一代网络及软交换技术1. 软交换的概念。
现代通信原理考试必备复习资料
通信是指在同一地点的双方或多方之间进行迅速有效的信息传递。
利用电磁波或光波来传递各种消息的通信方法就是常说的电信（即是通信）。
信号一般以时间为自变量，以其某个参变量（如电信号的振幅、频率、相位等）为因变量。
根据信号的因变量的取值是否连续，可以分为模拟信号和数字信号。
模拟信号就是因变量完全随自变量而变化的信号，其自变量可以是连续的，也可以是离散的，但因变量一定是连续的。
数字信号是指信号的因变量和自变量取值都是离散数值的信号。
通常称数字信号为离散信号。
通信系统的基本模型模拟通信系统模型信源和信宿。
信源是信息的发出者，信宿是信息的传送终点，也就是信息接收者。
变换器：把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号的设备信道：是所有信号传输媒介的总称，通常有有线通道和无线通道两种。
反变换器：把信道上接收的信号还原成原来的信息形式。
噪声源：是在实际通信系统中是客观存在的。
以叠加的方式引入。
数字通信系统和模拟通信系统最突出的缺点就是占用频带宽。
通信系统的指标主要应从信息传输的有效性和可靠性两方面来考虑。
有效性是指信息传输的效率问题，即衡量一个系统传输信息的多少和快慢。
可靠性是指接受信息的准确程度。
俩个指标对系统的要求常常相互矛盾，但可以彼此互换。
在模拟通信系统中，有效性一般用系统的有效传输频带来表示；可靠性通常用系统的输出信噪比来衡量的（输出信噪比越高，通信的质量就越好）。
在数字通信系统中，一般用信息传输速率来衡量有效性；可靠性用差错率，即误比特率和误码率来衡量。
数字通信最突出的缺点就是：占用频带宽。
信号是信息的一种电磁表示方法，它利用某种可以被感知的物理参量，如（电压、电流、光波强度、频率）等来携带信息。
码元速率（R B）又称传码率，是指系统每秒传送的码元个数；信息速率(R b）又称比特率，指系统每秒传送的信息量。
一般情况下R B≤R b.调制就是使高频信号的某个参数（如幅度、频率或相位）随基波信号发生相应的变化，其中利用参数来携带信息的高频信号称为载波，而把基带信号称做调制信号，调制后的信号则称做已调信号。
现代通信原理内容结构复习 (1)
绪论知识结构图通信系统通信发展趋通信基本概念名词术语信息及其度量模拟通信系统数字通信系统组成分类通信方式性能度量重点内容：本章为通信学科的基础入门知识。
虽然简单，但很重要。
1.名词术语：码元，码元宽度，传码率，传信率。
误码率，频带利用率。
信息量，平均信息量注意：码元宽度用Ts表示。
他只取决于信号的持续时间长度，而与数字信号的波形无关，因此有关系式R B=1/Ts。
2.基本性能度量指标：有效性。
模拟系统由信号占用带宽，数字系统有频带利用率。
可靠性。
模拟系统为输出信噪比，数字系统为误码率重点公式：信息量计算公式，平均信息量计算，传信率与传码率的关系。
信道知识结构图信 道狭义信道广义信道有线信道无线信道明线同轴电缆光纤及波导短波电离层反射对流层散射微波视距调制信道编码信道恒参信道随参信道有记忆无记忆无失真传输条件幅频和相频畸变多径衰落和频率弥散频率选择性衰落和相关带宽信道特性改善分集接收信道中的噪声白噪声高斯噪声高斯白噪声窄带高斯噪声正弦信道加窄带高斯噪声噪声功率和信噪比信道容量山农公式减小畸变措施重要公式信道容量：)/(1log 1log 022s b B n S B N S B C ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=白噪声功率谱密度函数：)(2)(0∞+<<-∞=ωωn P n高斯噪声的概率密度函数：]2)(exp[21)(22σσπa x x p --= 相关带宽：Bc=1/τm 重点内容：1 信道的定义、分类（狭义、广义等）和模型（广义信道）2 随参信道的特点3 随参信道对信号传输的影响 重点公式：信息容量公式，相关带宽计算，高斯白噪声。
模拟调制系统知识结构图模 拟 调 制 系 统幅度调制（线性调制）角度调制（非线性调制）常规双边带调幅的调制解调频谱及调制效率抑制载波的双边带调幅调制解调频谱及调制效率单边带调幅的调制解调频谱及调制效率残留边带调幅调制解调频谱及调制效率线性调制的抗噪声性能相干解调的抗噪声性能包络检波的抗噪声性能频率调制相位调制窄带调频宽带调频产生直接法间接法解调相干解调非相干解调非相干解调解调产生直接法间接法调频系统的抗噪声性能频分复用重点内容：1、调制的目的、定义和分类2、 AM ，DSB ，SSB ，VSB 调制解调原理系统性能分析，包括各种模拟调制系统的带宽、制度增益、抗噪性能分析，应掌握各类调制方式的计算公式。
通信原理复习重点要点提纲
通信原理复习提纲 一、基本概念 各章小结； 第一章1、模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控（3）便于处理、变换、存储（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点：（1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速模拟通信系统模型信息源信源编码信道译码信道编码信 道数字调制加密数字解调解密信源译码受信者噪声源数字通信系统模型度”问题。
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：可用有效传输频带来度量。
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：用传输速率和频带利用率来衡量。
可靠性：常用误码率和误信率表示。
码元传输速率R B：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R b：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。
现代通信原理复习资料整合汇编
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。
4．数字通信系统模型及各框图作用；数字通信的主要特点；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）。
现代通信原理与技术期末复习重点
现代通信原理与技术期末复习重点第一篇：现代通信原理与技术期末复习重点第1章1.模拟信号与数字信号的定义2.信息及其度量：信息量及平均信息量的定义，给定信源，会计算信源的平均信息量及总的信息量。
3.主要性能指标：模拟通信与数字通信各自的性能指标及其度量方法。
会计算码元速率，信息速率及两者之间的关系；会计算误码率和误信率。
第2章1.狭义平稳和广义平稳的定义以及两者之间的关系。
2.平稳过程自相关函数的性质；理解独立的概念。
3.窄带随机过程的同相分量，正交分量，包络及相位的统计特性。
第3章1.理想恒参信道特性及对信号传输的影响，理解幅度-频率失真和相位频率失真的概念。
2.随参信道传输媒质的特点。
3.理解信道的数学模型中乘性干扰与加性干扰的概念。
4.香农公式的定义以及由香农公式得到的重要结论第4章1.掌握线性调制系统（AM,DSB,SSB,VSB）的调制与解调原理，理解制度增益的概念，会计算输入信噪比和输出信噪比。
2.理解角度调制（非线性调制）的原理，会计算FM信号的带宽和调制指数。
3.各种模拟调制系统的性能比较（选择题）第5章1.给定信源，能编出AMI和HDB3码，并画出波形。
2.无码间串扰的时域和频域条件,奈奎斯特速率，奈奎斯特带宽的定义。
3.掌握无码间串扰基带系统抗噪声性能分析方法（包括单极性信号和双极性信号分析）第6章1.模拟信号数字化（PCM）的过程：抽样，量化和编码。
重点掌握低通抽样定理。
2.掌握13折线A律编码方法第7章1．掌握二进制数字调制与解调原理（2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK）2ASK又称作OOK.,给定信源会画出几种信号的波形图。
理解相对码的概念，给出绝对码能求出相对码。
理解2PSK的相位模糊问题。
2.二进制数字调制系统的性能比较第二篇：微型计算机原理与接口技术复习重点题型：填空题30-35分左右简答题30-35分左右读程序题 12分左右两个大题 23分左右1、第三代16位微处理器的特点2、补码的计算3、微型计算机硬件系统的主要构成4、CPU的基本功能、特点及意义5、总线的概念及分类，各种分类的基本特点6、第三、四章指令系统及汇编，这是这门课的核心，如果时间允许应该全部掌握。
现代通信原理期末复习提纲
通信的分类1、按传输媒介分类：有线通信、无线通信2、按信道中所传信号的不同分类：数字信号、模拟信号3、按调制方式分类：基带信号、频带信号通信方式1、按数字信号排序分类：串序传输方式、交序传输方式2、按消息传送的方向与时间分类：单工方式、半双工方式、全双工方式3、按通信网络形式分类：两点间直通方式、分枝方式、交换方式一般通信系统的性能指标1、有效性。
指通信系统传输消息的“速率”，即快慢。
2、可靠性。
指通信系统传输消息的“质量”，即好坏。
3、适应性。
4、经济性。
5、保密性。
6、标准性。
7、维修性。
8、工艺性。
有效性指标的具体表述1、码元传输速率。
码元速率是指单位时间（每秒钟）内传输码元的数目，单位为波特（Baud）,常用符号“Bd”。
2、信息传输速率。
符号Rb。
Rb是指单位时间（每秒钟）传输的信息量。
单位比特/秒（bit/s），简记b/s或bps。
调幅（AM）抑制载波双边带调制（DSB-SC）单边调制（SSB）残留编带调制（VSB）模拟调制系统的特点与应用AM调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，接收要求同步解调，设备较复杂SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。
抽样定理抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。
根据信号是低通型的还是带通型的，抽样定理分低通抽样定理和带通抽样定理；根据用来抽样的脉冲序列是等间隔的还是非等间隔的，又分为均匀抽样定理和非均匀抽样定理；根据抽样的脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，又可分为理想抽样和实际抽样。
低通抽样定理一个频带限制在0~ƒH以内的低通信号χ(t)，如果以ƒs≥2ƒH的抽样速率进行均匀抽样则χ(t)可以由抽样后的信号χδ(t)完全地确定。
PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。
通信原理复习提纲
通信原理复习提纲Just be happy, remember on the morning of June 18, 2022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..非线性调整与线性调制本质的区别在于：线性调制不改变信号的原始频谱结构;而非线性调制改变了信号的原始频谱结构..此外;非线性调制往往占用较宽的带宽..9.调频和调相有何异同点调频是保持不变; _ 与呈线性关系;瞬时相位偏移随调制信号mt做线性变化；调相是和 _0 保持不变; 与呈线性关系;瞬时频率偏移随调制信号mt成比例变化角度调制中的调频和调相在实质上并没有区别;单从已调信号波形来看不能区分两者;只是调制信号和一条信号之间的关系不同而已..一般而言;角度调制信号占用较宽的频带..由于这种信号的振幅并不包含调制信号的信息;因此;尽管接收信号的振幅因传输而随机起伏;但信号中的信息不会受到损失..故它的抗干扰能力较强;特别适合在衰落信道中传输..10.什么是角调制信号的最大频偏什么是角调制信号的带宽频偏常数： kFMrad/s/V;最大频率偏移Δω =kFM 带宽：B≈2 1+ mFM fm = 2 fm + 2Δ f11.什么是调频指数什么是调相指数调频指数 mFM=kFM/ωm=Δω/ωm=Δ f/fm rad调相指数 mPM = kPMrad 调相指数的含义：调制信号可能产生的最大相位偏移..12.模拟信号数字化包括哪几个步骤模拟信号→抽样→量化→编码→数字信号13.抽样过程和量化过程分别是对信号的那部分离散化抽样是对信号自变量的离散化；量化是对信号幅度进行离散化14.什么是低通抽样定理什么是奈奎斯特速率低通抽样定理：设一个带宽有限模拟信号st的最高频率为fH;若抽样频率fs≥2fH;则可以由其抽样信号序列skt无失真地恢复原始信号st..fs=2fH称为奈奎斯特抽样速率..15.什么是频谱混叠克服频谱混叠主要有哪些方法若抽样速率低于奈奎斯特抽样速率;则相邻周期的频谱间将发生频谱重叠;即频谱混叠16.什么是均匀和非均匀量化它们各有何优点M个抽样值区间是等间隔划分的;称为均匀量化..M个抽样值区间是不均匀划分的;称为非均匀量化..均匀量化的好处就是编解码的很容易;但要达到相同的信噪比占用的带宽要大..非均匀量化：当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度实际中常常是这样时;非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；非均匀量化时;量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例..因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同;即改善了小信号时的量化信噪比17.什么是PCM 脉冲编码调制18.DPCM的基本工作原理是什么经过抽样的语音信号;各抽样之间存在着相关性..于是可以由前面的抽样值预测当前的抽样值；预测必然会有误差;然后对实际值与预测值之差值进行编码..由于差值的功率比信号功率小得多;所以对差值编码所需的位数也可以显着减少..19.DM的基本工作原理是什么在 DPCM基础上;当信号的抽样频率提高;相邻抽样之间的相关性增加;差值信号功率减小;编码位数也随之减少..当仅使用一位编码表示差值时;这一编码方法称为增量调制..当差值为正时;编码为1；当差值为负时;编码为020.什么是单级性码、双极性码、归零码和非归零码单极性波形：用正负电平和零电平分别表示1和0；双极性波形：用正电平和负电平分别表示1和0；非归零波形NRZ：在整个码元周期T 内电平保持不变；归零波形RZ：在码元周期T内电平只持续一段时间;余下时间返回到零电平21.随机脉冲信号序列的功率谱有何特点22.什么是码间串扰其产生的原因是什么相邻码元间的互相重叠称为码间串扰..由于系统传输特性Ｈf不理想而造成的各码元之间的相互干扰23.数字基带传输系统不会引起码间串扰的条件是什么当传输速率为1/T;数据传输带宽为1/2T;这时在理论上不存在码间串扰..24.什么是奈奎斯特准则什么是奈奎斯特速率奈奎斯特准则：为得到无码间串扰的传输特性;系统传输函数不必须为矩形;而容许是具有缓慢下降边沿的任何形状;只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称2 倍带宽速率为传输速率的上限;称为奈奎斯特速率..25.什么是系统的“滚降”特性滤波器的边沿缓慢下降;通常称之为“滚降”..具有滚降特性的滤波特性仍然保持传输速率;但是它占用的带宽增大了..因此频率利用率有所降低..26.什么是部分响应波形什么是部分响应系统部分响应波形：频带利用率既高、“尾巴”衰减又大、收敛又快的传输波形利用部分相应波形传输的基带系统称为部分响应系统..27.什么是眼图它有什么功用所谓“眼图”;就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号;以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形.. 由此图可以看出：1 眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔..显然;最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻..2 眼图斜边的斜率;表示系统对定时抖动或误差的灵敏度;斜率越大;系统对定时抖动越敏感..3 眼图左右角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围;称为零点失真量;在许多接收设备中;定时信息是由信号零点位置来提取的;对于这种设备零点失真量很重要..4 在抽样时刻;阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量..5 在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限;噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决..6 横轴对应判决门限电平..28.什么是均衡器有哪几类均衡器为了减小码间串扰;通常需要在系统中插入另一种滤波器来补偿..这种滤波器称为均衡器..均衡器的种类：频域均衡器和时域均衡器29.什么是ASK、FSK、PSK和DPSK二进制振幅键控2ASK二进制频移键控2FSK二进制相移键控2PSK二进制差分相移键控2DPSK30.什么是相干解调什么是非相干解调相干解调是指利用乘法器;输入一路与载频相干同频同相的参考信号与载频相乘..而非相干解调不使用乘法器;不需要接收机和载波同步..31.与数字基带信号带宽相比;ASK、FSK、PSK和DPSK的带宽分别为多少ASK: B2ASK=2BA FSK: Δf=| f1-f0 | + 2 fc PSK: DPSK: B=2Rb32.ASK、FSK、PSK和DPSK的频谱分别是怎样的ASK：FSK：PSK：DPSK：33.FSK和PSK信号相邻码元之间波形不连续的原因何在FSK：开关法产生的2FSK信号;分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号;故相邻码元的相位不一定是连续的..PSK：当一个码元中包含有整数个载波周期时;则相邻码元的边界处波形是不连续的..34.2PSK和2DPSK信号的异同点是什么2DPSK 信号的功率谱密度与 2PSK 信号的功率谱相同..两者都有良好的误码率特性..2PSK 不利于长距离传输..2DPSK 利于长距离传输..35.什么是星座图它有何功用数字通信领域中;经常将数字信号在复平面上表示;以直观的表示信号以及信号之间的关系..这种图示就是星座图..36.按错误码的统计特性区分;信道可以分为哪几类随机信道：这种信道中的错码是随机出现的;并且各个错码的出现是统计独立的..例如;由白噪声引起的错码..突发信道：这种信道中的错码是相对集中出现的;即在短时间段内有很多错码出现;而在这些短时间段之间有较长的无错码时间段..例如;由脉冲干扰引起的错码..混合信道：这种信道中的错码既有随即的又有突发的37.差错控制技术主要有哪几种它们各有什么特点检错重发：在发送码元序列中加入一些差错控制码元;接收端能够利用这些码元发现接收码元序列中有错码;但是不能确定错码的位置..这时;接收端需要利用反向信道通知发送端;要求发送端重发;直到接收到的序列中检测不到错码为止..采用检错重发技术时;通信系统需要有双向信道..前向纠错FEC：接收端利用发送端在发送序列中加入的差错控制码元;不但能够发现错码;还能确定错码的位置..在二进制码元的情况下;能够确定错码的位置;就相当于能够纠正错码..反馈校验：这是不需要再发送序列中加入差错控制码元..接收端将接收到的码元转发回发送端;在发送端将它和原发送码元逐一比较..若发现有不同;就认为接收端收到的序列中有错码;发送端立即重发..这种技术的原理和设备都很简单..其主要缺点是需要双向信道;传输效率也比较低..检错删除：它和第一种方法的区别在于;在接收端发现错码后;立即将其删除;不要求重发..这种方法只适用于少数特定系统中;在那里发送码元中有大量冗余度;删除部分接收码元不影响应用..38.什么是码率、码重、码距和最小码距编码序列中信息码元数量 k 和总码元数量 n 之比 k/n 称为码率..在分组码中;将码组内“1”的个数称为码组的重量;简称码重..把两个码组中对应位取值不同的位数称为码组的距离;简称码距..其中最小的距离称为最小码距..39.码元速率、带宽、信噪比和误码率之间的关系是怎样的提高码元速率;势必使信噪比下降;误码率增大..采用纠错编码后;误码率将降到原来的水平;但带宽增大..40.什么分组码分组码：一类重要的纠错码;它把信源待发的信息序列按固定的κ位一组划分成消息组; 再将每一消息组独立变换成长为 nn＞κ的二进制数字组;称为码字..41.什么是线性码码元间的关系为线性时;称为线性码..42.什么是循环码具有某种循环特性的线性分组码..二、绘图题1.AM的调制与解调实现框图2.DSB的调制与解调实现框图3.SSB的调制与解调实现框图4.VSB的调制与解调实现框图5.AM的时域波形图和频域频谱图6.DSB的时域波形图和频域频谱图7.SSB的频域频谱图8.VSB的频域频谱图9.低通抽样时域波形图的频域频谱图10.DPCM的编解码实现框图11.DM的编解码实现框图12.单极性码、双极性码、非归零码和归零码的波形图13.单极性码、双极性码、非归零码和归零码的频谱图14.数字双相码的波形图15.密勒码的波形图16.传号反转码的波形图17.AMI码的波形图18.HDB3码的波形图19.ASK的调制与解调实现框图20.FSK的调制与解调实现框图21.PSK的调制与解调实现框图22.DPSK的调制与解调实现框图23.ASK的时域波形图和频域频谱图24.FSK的时域波形图和频域频谱图25.PSK的时域波形图和频域频谱图26.DPSK的时域波形图和频域频谱图27.QPSK的调制与解调实现框图三、计算题1.信息量、平均信息量和总信息量的计算2.码元速率、信息速率、误码率和误比特率的计算3.角调制信号的带宽计算4.AM信号的功率计算5.PCM编码计算6.PCM解码计算7.二进制信号的功率谱计算8.数字基带传输系统的频谱计算9.数字调制系统的功率谱计算10.线性分组码的编解码计算11.循环码的编解码计算。
现代通信原理复习大纲
第1章绪论一、本章知识点1、概念本章有许多基本概念，可作为填空、选择题。
2、计算1)信息量和熵的计算。
2)码元速率、信息速率、误码率的计算。
二、本章小结1.通信的最初含义是指由一地向另一地传递消息，现已扩展到包含交换、网络等。
本课程主要研究传输。
消息是指信源所产生的信息的物理表现。
信息是指消息中所包含的对受信者有意义的内容。
2.信号是指消息的物理载体。
通信系统中的信号常指电信号。
根据原来承载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号可分为模拟信号和数字信号。
3.根据信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可分为模拟通信系统和数字通信系统。
与模拟通信系统相比，数字通信系统优点突出，因而得到广泛应用。
4.本章介绍的通信系统模型均属点对点通信模型。
在这些模型中，主要完成两种变换：非电量↔电量，基带信号↔频带信号。
前者把各种非电信号变换为电信号，从而利用电通信系统进行传输；后者利用调制技术进行频谱搬移，以适应在带通型信道中传输。
此外，亦存在有直接以基带信号进行传输的系统−基带通信系统；它无需载波调制，只适用于低通型信道。
在数字通信系统中，常采用各种编码技术来达到特定目的。
5.信息量是对消息源发出的消息所包含的信息进行度量的重要参数。
若消息x出现的概率为P（x），则它所包含的信息量I= -loga P(x) ，通常a=2，则I的单位为bit。
对于由M个离散独立等概率消息（符号）组成的消息源，它发送的每个消息（符号）所包含的信息量为log2 M(bit) （bit）。
对于离散独立非等概率消息（符号）组成的消息源，则采用平均信息量−每个符号所包含的信息量的统计平均值（称为熵）来描述H(x)=P(x 1)［log 2P(x 1)］+ P(x2)［log 2P(x 2)］+ … + P(xn)［log 2 P(xn)］= （bit/符号） 等概时具最大熵M x H 2log )(= （bit/符号）6. 有效性和可靠性是通信系统的两个重要的性能指标。
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第一章绪论1 通信系统的基本模型页2图1.2-12 模拟通信系统的基本模型页3图1.2-2数字通信系统的基本模型页3图1.2-33 数字通信和模拟通信相比的优缺点页44 信息量的定义页4 式1.3-15 信息熵的定义页5 式1.3-26 有效性：是指要求系统高效率的传输信息，即在给定的信道内“多”“快”的传送信息可靠性：是指要求系统可靠的传输信息，即在给定信道内接受到的信息要“准”“好”7 模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽表示；可靠性用整个通信系统的输出信噪比来衡量数字通信系统的的有效性指标用传输速率表示；可靠性用差错率来衡量传输速率有两种：码元传输速率和信息传输速率，二者的含义及相应的关系式1.4-1,1.4-2差错率有两种：误码率和误信率，二者的含义及公式1.4-3,1.4-4第二章信道2.1 信道的定义及分类1 调制信道和编码信道的划分页9图2.1-1调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端2.3 恒参信道1 恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络，该网络的传输特性可用幅度-频率及相位-频率特性来表示。
2 幅度-频率特性的定义及式2.3-13 相位-频率特性的定义及式2.3-2，2.3-3 及图2.3-22.4 变参信道多径传播及多径效应的定义页122.5 随机过程的基本概念1 一维分布函数，概率密度，及n维的分布函数和概率密度的定义，式2.5-1到2.5-42 随机过程的数字特征：数学期望，方差，协方差，自相关函数的定义式2.5-5到2.5-83 平稳随机过程的定义式2.5-94 广义平稳随机过程的定义（数学期望及方差与时间无关，自相关函数仅与时间差有关）页165 平稳随机过程的遍历性（各态历经性）：“时间平均代替统计平均”式2.5-10到2.5-126 随机过程通过线性系统：图2.5-2 式2.5-13 到2.5-16维纳-辛钦定理7 平稳随机过程通过乘法器：图2.5-3 式2.5-17 到2.5-222.6 信道的加性噪声1 干扰：周期性的、规律的有害信号噪声：其他的有害信号2 乘性噪声，加性噪声3 加性噪声的来源：人为噪声（可消除），自然噪声（难消除），内部噪声（热噪声和散弹噪声）3 白噪声：定义，式2.6-3 2.6-4，图2.6-14 窄带高斯噪声：w，当高斯白噪声通过窄带网络时，其输出噪声只能窄带网络的带宽W远小于中心频率0集中在中心频率附近的带宽内，这种噪声称之为窄带高斯噪声。
功率谱及波形见20页图2.6-2 窄带噪声的形式：式2.6-5到式2.6-122.7 信道容量1. 信道容量公式（香农公式）式2.7-1及所得到的4个结论第三章 模拟调制系统3.1 调制的概念1 基带信号的定义，调制和解调的定义 页24及表3.1-13.2 幅度调制1 标准调幅（AM ）：定义，及式3.2-1 到 3.2-5 图3.2-1AMd 频谱中含有载频和上、下两个边带，已调波带宽为原基带信号带宽的两倍，频谱与基带频谱呈线性关系，只是将基带信号的频谱搬移，并没有产生新的频率分量，属于线性调制2 双边带抑制载波调制（DSB ）：产生原因：在标准调幅中含有载波分量，但载波分量并不携带有用消息，却耗散大量功率，为提高调制效率，可将不携带消息的载波分量抑制，仅传输携带消息的两个边带。
定义式 3.2-6 3.2-7 图3.2-33 单边带调制（SSB ）：产生原因：双边带调制的传输带宽是基带信号带宽的两倍，信道利用率不高。
SSB 信号的带宽比AM,DSB 带宽减小一倍，提高信道利用率，同时由于抑制载波并仅发送一个边带，既节省边带又节省功率。
图3.2-6滤波法的原理图3.2-7，原理：式3.2-8 到 3.2-16图 3.2-84 残留边带调制（VSB ）：单边带难于实现，上下边带难分离图 3.2-9 3.2-10残留滤波器的特性：在0w 附近具有滚将特性，且要求这段特性对其上半幅度点呈现奇对称（互补对称），而在边带范围内其他处是平坦的3.3 调幅系统的解调1 调幅信号解调的三种方式：相干解调、非相干解调和载波插入法解调2 相干解调：图3.3-1 本地载波与接收信号的载波须同频同相相干解调的过程 式3.3-1 到 3.3-3 图3.3-23 AM,DSB,SSB,VSB 均可以采用相干解调的方法4 非相干解调就是在接收端解调时不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信息来恢复原始信号，其一般指适用标准调幅系统（AM ）。
AM 非相干解调分三种：平方率检波，整流检波，包络检波。
5 包络检波一般不适用其他的信号，但是在接收端插入强载波，就可适用于除标准调幅的其他信号，此方法称载波插入法，但其相位与频率须与接收信号的载波相同。
3.4 调幅系统的抗噪声性能1 模拟通信系统，解调器的抗噪声性能用“信噪比”衡量，信噪比指信号和噪声的平均功率之比，S/N2 信噪比增益：iN /S /N S G i 00 ，越高，解调器的抗噪声性能越好。
3 相干解调的抗噪声性能：图3.4-2 ,3.4-3 式3.4-2 到 3.4-294. SSB 和DSB 的相干解调器的性能是相同的，原因：页365 非相干解调的抗噪声性能：AM 包络检波 了解整个过程即可AM 在大输入信噪比时，包络检波器的性能与相干解调的相同门限效应：小信噪比时，不能提取信号的现象。
当输入信噪比低于某一门限值，检波器噪声性能急剧下降，无法解调。
相干解调不存在门限效应3.5 角度调制系统1 角度调制分频率调制（FM ）和相位调制(PM)。
2 基本概念 公式3.5-1 到 3.5-33 相位调制PM ：公式3.5-4 到 3.5-11调相指数 ，调相灵敏度，4 频率调制FM ：公式3.5-12 到 3.5-18调频指数 ，调频灵敏度， 最大频偏5 窄带调频（NBFM ）：满足条件式 3.5-19 到 3.5-26； NBFM 与AM 的频谱区别：页416 宽带调频（WBFM ）：了解过程即可卡森公式的定义及公式：页44 3.5-407 NBFM 的抗噪声性能 ：式3.5-54 到 3.5-678 WBFM 的抗噪声性能 ：式3.5-68 到 3.5-849 门限值：)(10/S i dB N th i ）（10 调频中的预加重和去加重：目的：提高输出信噪比3.6 频分复用（FDM ）1 信道复用的定义及意义2 频分复用的定义总的复用带宽的定义式3.6-13 复合调制，例3.6-1第四章信源编码信源编码的意义：把信源发出的模拟信号转换成以二进制为代表的数字信息序列，完成模拟信号数字化；使传输更有效，把与传输内容无关的冗余信息去掉，完成信源的数据压缩。
4.1抽样定理1 抽样定理讨论的是一个时间连续的模拟信号经过抽样变成离散序列后，如何用这些离散序列样值不失真的恢复原来的模拟信号。
2 理想低通抽样定理：定义及公式；奈奎斯特间隔，乃奎斯特速率最小抽样速率是信号带宽的两倍3 自然抽样：定义自然抽样是抽样脉冲“顶部”随信号变化，保持其自然的变化规律。
4平顶抽样：定义及过程5带通信号的抽样4.2时分复用（TDM）1 时分复用的原理页692 传输TDM-PAM信号所需的信道带宽页70-714.3 脉冲编码调制（PCM）1 抽样，量化，编码三个部分组成，注意对各部分的理解2 均匀量化：定义；均匀量化间隔式4.3-33 量化噪声：定义；量化噪声与量化间隔有关量化误差的范围：4 量化噪声和量化信噪比：式4.3-6 4.3-7例4.3-15非均匀量化：基本思想；可以提高小信号量化信噪比6 μ律和A律：美国、日本、加拿大采用μ律，我国和欧洲采用A律μ律特性：A律特性：7A律13折线特性：图4.3-8大信号的量化间隔是小信号的64倍。
813折线的编码：具体过程及应用例4.3-29PCM系统的抗噪声性能：了解其内容4.4增量调制（∆M）1 基本原理2 不过载失真条件：式4.4-3 到式4.4-63 量化信噪比：式4.4-124 误码信噪比：式4.4-20 式4.4-215 PCM和∆M的性能比较4.5 其他的脉冲数字调制1 总和增量调制第五章数字信号的基带传输5.1 数字基带信号传输系统常用码型1 基带传输信号码型设计的原则：页1122 二元码：各特性及图形表示3 三元码：各特性及图形表示5.2 数字基带信号的功率谱密度1 整体过程：式5.2-1 5.2-16二进制随机脉冲序列的概率谱可能包括连续谱和离散谱。
2 例5.2-1 5.2-25.3 数字基带信号的传输与码间干扰（重点）1 无码间干扰的基带传输特性：页122到1242 具有滚降幅度特性的低通滤波器：页124到1285.4 部分响应系统表5.4-15.5无码间串扰基带传输系统的噪声性能分析5.6 发送和接收滤波器传输函数的最佳分配理解式5.6-1 5.6-45.7眼图意义：评价基带传输系统性能图5.7-2 及各指标的意义5.8均衡1 时域均衡和频域均衡的定义2 横向滤波器的内容例5.8-15.9扰码与解扰了解内容第六章数字信号的载波传输6.1二进制数字调制2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK, 各波形图及解调图，要会画6.2二进制数字调制信号的频谱特性2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK, 功率谱图及带宽，要只记6.3数字信号的最佳接收1 了解最大输出信噪比准则，最小均方误差准则，最大后验概率准则2 匹配滤波（重点）例题6.3-1 结合相关法接收3 二进制数字信号的最佳接收6.4二进制数字调制信号的抗噪声性能（历年的重点）知记一些结论式即可表6.4-16.5多进制数字调制1 MASK 带宽，波形图2 MFSK带宽，波形图3 MPSK带宽，波形图3 MDPSK带宽，波形图第七章现代数字调制技术7.1 恒定包络调制方式1 MSK理解相关内容；图7.1-5及相关解释2 GMSK SFSK TFM OQPSK IJF-OQPSK 相关内容的理解7.2 线性调制方式π图7.2-3,7.2-5QPSK4-QAM 图7.2-8相关解释及说明7.3 正交频分复用(OFDM)了解其实质及优缺点；原理及实现7.4 扩频通信了解相关内容即行第八章同步原理理解其内容，小知识点再给你总结第九章信道编码9.1 信道编码的基本概念理解其内容9.2 几种常用的检错码理解其内容9.3 线性分组码学会应用9.4 循环码理解其内容9.5 纠正和检测突发错误的分组码理解其内容9.6 卷积码理解其内容第十章通信网的概念了解整体的内容，重点细节在帮你整理。