高级通信原理各章要点
通信原理 知识点总结
通信原理知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是携带信息的载体,可以分为连续信号和离散信号、模拟信号和数字信号、周期信号和非周期信号等多种类型。
2. 信号的时域和频域表示信号可以在时域和频域上进行分析和表示,时域表示信号的波形随时间的变化,频域表示信号的频谱分布和频率成分。
二、调制和解调1. 调制的概念和分类调制是指将基带信号转换成载波信号的过程,可以分为模拟调制和数字调制两大类。
2. 调制的方式和特点调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制等,不同调制方式有不同的特点和适用范围。
3. 解调的原理和方法解调是指将调制后的信号还原成原始信号的过程,可以通过同步解调、非同步解调和数字信号处理等方法实现。
三、信道传输1. 信道的基本特性信道是信号传输的通道,包括有线信道和无线信道两种,具有传输损耗、噪声干扰、多径效应等特点。
2. 信道的调制和编解码为了提高信道传输的可靠性和效率,需要对信道进行调制和编解码处理,包括信道编码、信道调制和信道估计等技术。
3. 信道的误码性能和改进方法信道传输存在误差和丢失,需要通过纠错编码、自适应调制和多路径衰减补偿等技术来改进信道的误码性能。
四、多址接入技术1. 多址接入的原理和分类多址接入技术是指多个用户共享同一信道进行通信的技术,包括频分多址、时分多址、码分多址和空分多址等多种方式。
2. 多址接入的调度和管理多址接入需要进行合理的调度和管理,包括动态分配资源、碰撞检测和退避算法等技术。
3. 多址接入的性能和优化方法多址接入技术对系统性能有较大影响,需要通过功率控制、干扰对抗和协议优化等方式来改进系统的多址接入性能。
五、调制解调器和调制解调器的应用1. 调制解调器的功能和结构调制解调器是进行调制和解调的设备,主要由调制器和解调器两部分组成,具有信号处理和传输功能。
2. 调制解调器的性能和参数调制解调器的性能参数包括端到端时延、误码率、传输速率等,对通信系统的性能有重要影响。
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结一、引言通信原理是现代社会中不可或缺的基础设施之一。
它不仅关乎我们日常生活的方方面面,也涉及到社会的发展和进步。
本文将对通信原理的一些重要知识点进行总结和分析,以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
二、模拟信号与数字信号通信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,它的值可以在某个范围内任意取值。
而数字信号是离散的信号,它的值只能是有限个取值中的一个。
模拟信号可以通过采样和量化的方式转换为数字信号,而数字信号可以通过重构和滤波来恢复原始模拟信号。
三、信号的传输与调制在通信中,信号的传输是一个重要的环节。
为了将信号传输到远距离或者通过不同媒介进行传输,需要对信号进行调制。
调制是一种将低频信号转换成高频信号的过程。
常见的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
调制的本质是将信息信号与载波信号进行合成,通过不同的合成方式来改变信号的特性。
四、传输介质与信道容量传输介质是指信号在传输过程中所经过的物理介质,如电缆、光纤、空气等。
不同的传输介质具有不同的特性,包括传输速率、传播延迟和信号衰减等。
而信道容量则是指信道所能传输的最大数据量。
信道容量的大小与传输带宽、信噪比以及信号调制方式有关。
通过合理选择传输介质和优化调制方式,可以提高信道容量,实现更快速、更稳定的信息传输。
五、信道编码与纠错在信道传输中,信号可能会受到各种干扰和损耗,从而导致传输错误。
为了保证信号的准确传输,可以使用信道编码和纠错技术。
信道编码是一种将输入信息转换为编码信号的过程,它可以增加冗余信息,提高信号的可靠性。
纠错技术则是一种通过添加冗余信息,使接收端能够检测和修正传输错误的方法。
常见的纠错技术有海明码、卷积码和LDPC码等。
六、调制解调与协议调制解调是指将调制后的信号转换为原始信号的过程。
调制解调器在通信系统中起着关键作用,它能够将模拟信号转换为数字信号,或者将数字信号转换为模拟信号。
通信原理各章重要知识常考知识总结通信原理习题及详细答案(第六版)
第一部 通信原理部分习题答案第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解:英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解:平均信息量,即信息源的熵为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送,每一消息的出现是相互独立的,试计算其平均信息量。
解:平均信息量∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212- =1.75bit/符号1—4 一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A ,01代替B ,10代替C ,11代替D ,每个脉冲宽度为5ms 。
(1)不同的字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率。
(2)若每个字母出现的可能性分别为P A =l/5,P B =1/4,P C =1/4,P D =3/10 试计算传输的平均信息速率。
解:(1)不同的字母是等可能出现,即出现概率均为1/4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms ,所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号/秒 (2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号 平均信息速率为 198.5 比特/秒1—5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母,划用持续3单位的电流脉冲表示,点用持续1个单位的电流脉冲表示;且划出现的概率是点出现概率的l/3; (1)计算点和划的信息量; (2)计算点和划的平均信息量。
《通信原理》各章节重点知识考点
第一章1、通信系统的模型(了解 图1-1 1-4 1-5)2、数字通信的特点(掌握)①抗干扰能力强,且噪声不积累②传输差错可控③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储④易于集成,使通信设备微型化,重量轻⑤易于加密处理,且保密性好⑥需要较大的传输带宽 3、平均信息量的简单计算(选、填)221log log ()()()I P x bit P x ==- 21()()log ()(/ni i i H x P x P x bit ==-∑符号)当信息源的每个符号等概率出现时,信息源具有最大熵:2()log n(/H x bit =符号)4、码长、码元速率、信息速率、频带利用率定义、单位、计算码元速率RB :每秒传输码元的数目,单位B 二进制与N 进制码元速率转换关系:RB2=RBNlog2N(B) 信息速率:每秒钟传递的信息量,单位bit/s 在N 进制下Rb=RBNlog2N(bit/s)第二章1、随机过程的概念、分布函数、概率密度函数的定义(理解 P36-37) 均值:1[()](,)()E t xf x t dx a t ∞-∞ξ==⎰方差:2222[()]{()()}[()][()]()D t E t a t E t a t t σξ=ξ-=ξ-=自相关函数:1212(,)[()()]R t t E t t =ξξ 协方差函数:121122(,){[()()][{()()]}B t t E t a t E t a t =ξ-ξ- 2、高斯过程的一维概率密度函数(掌握 P46-47)22()f ())2x a x -=-σ 误差函数:2()2)1xz erf x e dz ϕ-==- 互补误差函数:2()1()22)z xerfc x erf x e dz ϕ∞-=-==-3、高斯白噪声及带限噪声的定义、平均功率的计算(掌握 P57-60) 白噪声:0()()(/z)2n n P f f W H =-∞<<∞ 自相关函数:0()()2nR ξτ=δτ 低通白噪声:020()H n f f n P f ||≤={其他自相关函数:0sin 2()=n 2H HH f R f f ππτττ带通白噪声:0f f 2220()c c n B Bf n P f -≤ ||≤ +={其他自相关函数:0sin ()=n cos 2c B R Bf B πππττττ平均功率:N= 0n B4、噪声的功率谱密度与相关函数的关系 线性系统输出/输入功率谱密度的关系计算(掌握 P42-44 P48-49) 平稳过程的功率谱密度()P f ξ与其自身相关函数()R τ是一对傅里叶变换关系,即()()j P f R e d ∞-ωτξ-∞=ττ⎰()=()j R P f e df ∞ωτξ-∞τ⎰或()()j P R e d ∞-ωτξ-∞ω=ττ⎰ 1()=()2j R P e d π∞ωτξ-∞τωω⎰平稳过程的总功率:(0)=()R P f df ∞ξ-∞⎰输出过程0()t ξ的均值:0()]()(0)t a h d H ∞-∞E[ξ=⋅ττ=α⋅⎰输出过程0()t ξ的自相关函数:0120()()R t t R ,+τ=τ输出过程0()t ξ的功率谱密度:2()()o i P f f P f =⎪H()⎪ 输出过程0()t ξ的概率分布:0()()()i t h t d ∞-∞ξ=τξ-ττ⎰第四章1、恒参、随参信道的定义及特点(填选 P72)2、频率选择性衰落的原因(简答 P75-76)第五章1、调制解调的概念(了解 P86),调制的目的(掌握 P86)①提高天线通信时的天线辐射效率②实现信道的多路复用,提高信道利用率③扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落能力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换2、双/单边带调制系统的带宽、抗噪性能的分析、计算(掌握 P98-101)双边带:()()cos DSB c s t m t t =ω 带宽:2DSB H B f = H f 为调制信号的带宽 o n 为单边功率谱密度经低通后输出信号为:1()()2o m t m t =所以解调器输出的有用信号功率为:221()()4o o S m t m t == 经低通后,解调器最终的输出噪声为:1()()2o c n t n t =所以输出噪声功率为:22111()()444o o i i o N n t n t N n B ====解调器输入信号平均功率:221()()2i m S s t m t == ⇒解调器输入信噪比:21()2i i o m t S N n B = 输出信噪比:221()()414o o o i m t S m t N n B N ==⇒制度增益:/2/o o DSB i i S N G S N ==单边带:11()()cos ()sin 22SSB c c s t m t t m t t ∧=ω+ω 带宽:SSB H B f = H f 为调制信号的带宽经低通后输出信号为:1()()4o m t m t =所以解调器输出的有用信号功率为:221()()16o o S m t m t ==1144o i o N N n B == ⇒输出信噪比: 221()()16144o o o o m t S m t N n B n B ==输入信号平均功率:221()()4i m S s t m t == ⇒ 221()()44i i o o m t S m t N n B n B == ⇒ 制度增益:/1/oo SSB i i S N G S N == 3、卡森公式(P110)、门限的概念(P104)(了解 选填)用相干解调解调各种线性调制信号时不存在门限 AM 包络检波小信噪比时会出现门限效应 FM 小信噪比时也会出现门限效应调频波的有效带宽为:2(1)2()FM f m m B m f f f =+=∆+ m f 时调制信号的最高频率,f m 是最大频偏f ∆与m f 的比值4、FM 优于AM 的原因(P118-119)在大信噪比情况下,AM 包络检波的输出信噪比为:2()o o o S m t N n B=设AM 信号100%调制,且m(t)为单频余弦波,则22()2A m t =因而2/22o o o m S A N n f = FM :2232o f o o mS A m N n f =所以2(/)3(/)o o FM f i i AM S N m S N = 宽带调频(WBFM )信号的传输带宽FM B 与AM 信号的传输带宽AM B 之间关系为:2(1)(1)FM f m f AM B m f m B =+=+ ⇒2(/)3()(/)o o FM FM i i AM AMS N BS N B =在大信噪比情况下,调频系统的抗噪声性能将比调幅系统优越,且其优越程度将随传输带宽的增加而提高5、频分复用的目的(了解 P123)为了充分利用信道的频带或时间资源,提高信道的利用率 6、AM 包络检波的性能222()()22o i mA m t S s t ==+ 2()i i o N n t n B == ⇒ 22()2i o i o S A m t N n B+=大信噪比时:2()o S m t = 2()o i o N n t n B == ⇒2()o o o S m t N n B = ⇒ 222/2()/()o o AM i i o S N m t G S N A m t ==+ 7、FM 非相干解调性能()cos[()]FM c f s t A t K m d =ω+ττ⎰22i A S =i o FMN n B =22i i o FMS A N n B =大信噪比:222()()()o od f S m t K K m t == 223283d o mo K n f N Aπ= ⇒ 23(1)FM f f G m m =+ 第六章1、基带信号的波形及其功率谱(了解 P133-138) s(t)=u(t)+v(t)22u 1212()()()(1))))(1))]()s v s s s s s m P f P f P f f P P f f f mf P mf f mf ∞=-∞=+=-⎪(-(⎪+⎪(+-(⎪δ-∑G G [PG G平均功率:1()()2s s S P d P f df π∞∞-∞-∞=ωω=⎰⎰单极性基带信号功率谱密度为22()(1))(1))]()s s sssm P f f P P f f P mf f mf ∞=-∞=-⎪(⎪+⎪-(⎪δ-∑G G双极性基带信号功率谱密度为22()4(1))(21))]()s s sssm P f f P P f f P mf f mf ∞=-∞=-⎪(⎪+⎪-(⎪δ-∑G G2、码间串扰的概念、传码率与系统带宽(掌握 P146)由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰。
通信原理知识点讲解
第一章绪论本章小节常用通信术语通信系统的组成和分类,通信方式数字通信系统的主要特点离散信源的信息量,平均信息量(熵)码元速率,信息速率,频带利用率,误码率基本概念与学习要点1.1 常用术语通信:克服距离上的障碍,交换和传递消息。
消息:有待于传输的文字、符号、数据和语音、活动图片等。
前者称为离散消息(指消息状态是可数的或离散的),后者称为连续消息(指消息状态连续变化)。
信号:与消息一一对应的电量。
它是消息的物质载体,即消息是寄托在电信号的某参量上,若该参量是离散取值的,这样的信号则称为数字信号。
若电信号的该参量连续取值,则称为模拟信号。
通信系统:传递信息所需的一切技术设备的总和。
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
1.2 通信系统的组成1.通信系统的一般模型通信系统的一般模型如下图1-1所示图1-11)信源和收信者(信宿)信源是发出信息的源,其作用是把消息转换成原始电信号。
信源可分为模拟信源和数字信源。
模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出连续幅度的模拟信号;数字信源(如电传机、计算机等各种数字终端设备)输出离散的数字信号。
信宿是传输信息的归宿点,其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。
2)发送设备发送设备的基本功能是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息中传输的信号。
变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式。
对数字通信系统来说,发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。
3)信道信道是指传输信号的通道,可以是有线的,也可以是无线的,有线和无线均有多种传输媒质。
信道既给信号以通路,也对信号产生各种干扰和噪声。
传输媒质的固有特性和干扰直接关系到通信的质量。
4)接受设备接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换,即进行解调、译码、解码等等。
它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始信号来。
对于多路复用信号,接收设备还具有解除多路复用和实现正确分路的功能。
通信原理 知识点 总结
通信原理知识点总结一、信号传输信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
信号传输可以通过导线、光纤、无线电波等介质进行。
在信号传输中,需要考虑信道的带宽、信号的功率与频率等因素,以确保信息的传输质量。
1.1 信道带宽信道带宽是指信道所能通过的频率范围。
对于有限带宽的信道,信号的频率必须控制在信道可通过的频率范围内,以避免频率分量丢失。
通常情况下,信道带宽越宽,传输的信息量就越大。
1.2 信号功率信号功率是指信号的能量大小。
在传输过程中,信号的功率要足够大才能克服传输介质的阻力,保证信息传输的可靠性。
而过大的功率会引起干扰,影响其他信道的正常传输。
1.3 信号频率信号频率是指信号的周期性变化,它是信号传输中非常重要的一个参数。
信号的频率决定了信号的波形和频谱特性,对信号的编码、调制和解调等过程都有影响。
二、编码调制编码调制是指将数字信号或模拟信号转换成适合传输的信号的过程。
在通信中,对于数字信号,需要通过编码将其转换成模拟信号,再通过调制的方式转换成适合传输的信号;而对于模拟信号,则可以直接进行调制。
编码调制的过程主要包括数字信号的编码、调制器的调制和解调器的解调等步骤。
2.1 数字信号的编码数字信号的编码是将数字信号转换成模拟信号的过程。
在编码过程中,需要考虑信号的时域特性、频域特性和效率等因素,以确保信号在编码后能够准确地表示原始信息。
2.2 调制器的调制调制器是将编码后的信号,通过改变其幅度、频率或相位等特性,转换成适合传输的信号的装置。
调制的方式有很多种,如调幅调制、调频调制和调相调制等,不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输要求。
2.3 解调器的解调解调器是接收端用来将调制信号还原成原始信号的装置。
解调器必须能够准确地将信号的幅度、频率或相位等特性恢复,以保证信息的传输质量。
三、传输介质传输介质是指信息在传输过程中所经过的物理媒介,包括导线、光纤和空气等。
不同的传输介质有着不同的特性,对信号的传输速率、传输距离和传输质量都有影响。
高级通信原理第6章无线通信系统的链路预算分析
针对性能评估结果,识别系统存 在的瓶颈和问题,如误码率较高、 吞吐量不足等。
优化措施
提出针对性的优化策略,如改进 信道编码方式、采用更高效的调 制技术、实施分集技术等,以提 高系统性能。
系统概述
优化效果
简要介绍案例所涉及的无线通信 系统的基本架构、工作原理和主 要特点。
对比优化前后的性能数据,验证 优化措施的有效性,并给出性能 提升的具体数值。
通过增加冗余信息提高系统抗干扰能 力,降低误码率。
调制技术
选择合适的调制方式以提高频谱利用 率和传输效率。
分集技术
利用多条独立路径传输相同信息,提 高接收信号的可靠性。
功率控制
根据信道条件和业务需求调整发射功 率,实现系统性能与能耗的平衡。
案例分析:某无线通信系统性能评估与优化
问题诊断
性能评估
采用上述性能指标对系统进行全 面评估,分析系统在不同场景下 的性能表现。
计算噪声功率
根据接收端引入的噪声源和噪声系数,计算噪声功率。
计算信噪比和误码率
根据发射功率、接收灵敏度、路径损耗和噪声功率,计 算信噪比和误码率。
分析结果
根据计算结果,评估无线通信系统的性能是否满足要求 ,如果不满足,则需要调整系统参数或采取其他措施进 行优化。
03
无线通信系统链路预算分析
发射机链路预算分析
高可靠性
提高系统抗干扰能力和鲁棒性 ,保障通信质量和服务连续性
。
02
链路预算基本概念与原理
链路预算定义及意义
链路预算定义
链路预算是指在无线通信系统中,对 信号在传输过程中的各种损耗和增益 进行定量分析和计算,以确定系统性 能的过程。
链路预算意义
通过链路预算,可以预测无线通信系 统的覆盖范围、通信质量、系统容量 等关键性能指标,为网络规划、优化 和故障排除提供重要依据。
高级通信原理第5章 数字信号频带传输(于秀兰)
交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,利用这种已调信号
在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。
sQAM t mI t cos ωct mQ t sin ωct
mI t
相乘器
相乘器
相加器 信道
cosωct
cosωct
相乘器
mQ t
相乘器
sin ωct
2
1 2 b 1 Q N 2 0
4PSK
参见北邮教材200页
结论:4PSK的误比特率和2PSK相同。
例题
数字调制系统的最佳接收机的误码分析
M进制PAM的错误概率
M进制PSK的错误概率
M进制QAM的错误概率
M进制FSK的错误概率
( -3,1)
(3,1)
( -4.61,0)
( -2.61,0)
(2.61,0)
(4.61,0)
( -1,-1) ( -1,1) ( -3,-3) (3,-3) (0,-2.61)
(0,-4.61)
(a )
(b )
QAM的星座图
在矢量图中可以看出各信号点之间的距离,相邻
点的最小距离直接代表噪声容限的大小。比如,随着
r 2r s m s m , m 1,2,...M
D' r, s m 2r s m s m
相关度量: C r, sm 2r s m s m 可见, 距离 Dr, sm
N
2
2
2
2
2 r t sm t dt m
T 0
R R s log2 M ,
R 1 log2 M W 1
通信原理知识点笔记总结
通信原理知识点笔记总结一、信号与系统1.1 时域和频域时域表示信号随时间的变化,频域表示信号在频率上的特性。
通信系统中的信号通常是在时域和频域上进行分析和处理的。
1.2 信号的分类根据波形和性质,信号可以分为连续信号和离散信号。
连续信号是信号在时间上连续变化的,而离散信号是在某些时刻取特定数值的信号。
1.3 傅里叶变换傅里叶变换是将信号在时域上的波形转换到频域上的表示,可以分析信号的频谱特性。
傅里叶逆变换则是将信号从频域上的表示还原为时域上的波形。
1.4 采样和量化在数字通信中,信号需要经过采样和量化处理,将连续信号转换为离散信号,以便进行数字化处理和传输。
1.5 系统的传递函数系统的传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系,可以用来分析系统的性能和稳定性。
二、模拟调制与解调2.1 模拟调制模拟调制是将数字信号调制成模拟信号,以便在传输过程中减小信号的失真和干扰。
常见的模拟调制方式包括调幅调制(AM)、调频调制(FM)和调相调制(PM)。
2.2 AM调制原理AM调制是通过改变载波的幅度来传输信息,信号可以直接调制到载波上。
2.3 FM调制原理FM调制是通过改变载波的频率来传输信息,信号是通过改变载波的频率来实现。
2.4 PM调制原理PM调制是通过改变载波的相位来传输信息,信号是通过改变载波的相位来实现。
2.5 解调解调是将模拟信号还原成原始数字信号的过程,通常通过相应的解调器实现。
三、数字调制与解调3.1 数字调制数字调制是将数字信号调制成模拟信号的过程,常见的数字调制方式有ASK、FSK和PSK 等。
3.2 ASK调制原理ASK调制是通过改变载波的幅度来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
3.3 FSK调制原理FSK调制是通过改变载波的频率来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
3.4 PSK调制原理PSK调制是通过改变载波的相位来传输数字信号,可以通过调制器将数字信号转换为模拟信号。
(整理)通信原理各章重要知识、常考知识总结_通信原理习题及详细答案(第六版)_樊昌信_曹丽娜_编著国防工业
第一部 通信原理部分习题答案第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解:英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解:平均信息量,即信息源的熵为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送,每一消息的出现是相互独立的,试计算其平均信息量。
解:平均信息量∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212- =1.75bit/符号1—4 一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A ,01代替B ,10代替C ,11代替D ,每个脉冲宽度为5ms 。
(1)不同的字母是等可能出现时,试计算传输的平均信息速率。
(2)若每个字母出现的可能性分别为P A =l/5,P B =1/4,P C =1/4,P D =3/10 试计算传输的平均信息速率。
解:(1)不同的字母是等可能出现,即出现概率均为1/4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号因为每个脉冲宽度为5ms ,所以每个字母所占用的时间为 2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号/秒 (2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号 平均信息速率为 198.5 比特/秒1—5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母,划用持续3单位的电流脉冲表示,点用持续1个单位的电流脉冲表示;且划出现的概率是点出现概率的l/3; (1)计算点和划的信息量; (2)计算点和划的平均信息量。
通信原理重点知识总结
通信原理重点知识总结概述:通信原理是指通过传输媒介将信息从发出者传递给接收者的过程。
通信原理涵盖了信息的编码、传输、解码等环节,是现代通信技术的基础。
本文将对通信原理的重点知识进行总结,从传输媒介、调制解调、传输信道、误码率等方面展开。
传输媒介:传输媒介是信息传输的物质载体,包括有线媒介和无线媒介。
有线媒介主要包括网线、光纤等,而无线媒介则是通过电磁波进行传输。
传输媒介的选择取决于传输距离、带宽要求以及环境条件等因素。
有线媒介传输可靠性高,带宽大,适用于长距离传输;而无线媒介具备灵活性和便携性,适用于短距离传输和移动通信。
调制解调:调制解调是将原始信号转换成适合传输的信号,以及将接收到的信号转换回原始信号的过程。
常见的调制技术包括模拟调制和数字调制。
其中,模拟调制主要用于模拟信号的传输,包括调幅、调频和调相等技术。
数字调制则是将数字信号转换为模拟信号进行传输,包括调制解调器的调制和解调过程。
调制技术的选择取决于信号的性质和传输要求。
传输信道:传输信道是信息传输中的传输路径,可以是有线传输或无线传输。
有线传输信道主要通过电线或光纤进行传输,信号传输稳定可靠,抗干扰能力较强。
无线传输信道则通过空气中的电磁波进行传输,适用于移动通信和无线网络等场景。
不同传输信道的特点和应用场景决定了通信系统的选择。
误码率:误码率是指在信号传输过程中出现错误码的概率。
通信系统通常会引入纠错编码和差错检测技术来降低误码率。
纠错编码通过在编码信息中添加冗余来实现,可以在一定范围内自动纠正错误。
差错检测技术则是在接收端对接收到的信息进行检测,通过比对校验位来确定是否出现错误。
误码率的控制对于保证通信质量至关重要,尤其对于高可靠性要求的通信系统。
总结:通信原理是现代通信技术的基础,涵盖了传输媒介、调制解调、传输信道、误码率等方面的知识。
了解通信原理的重点知识,可以帮助我们理解通信技术的工作原理和应用场景,提高通信系统的性能和可靠性。
高级通信原理第7章
=
PG G ttr
r LL
fa
(P ) = (P ) + (G ) + (G ) - (L ) - (L )
r dB
t dB
t dB
r dB
f dB
a dB
第七章 无线信道与通信链路预算分析:无线通信链路预算分析
11
噪声温度与噪声系数
噪声源
热噪声近似为高斯白噪声,双边功率谱密度为
P (f ) = 2kTR av
设电波波长为l,Ae为A e源自=l24p
G r
第七章 无线信道与通信链路预算分析:无线通信链路预算分析
7
Gr为接收天线增益:
G r
=
4p
l2
A e
天线发射与接收互易,故发射天线增益
G t
=
4p
l2
A e
例:直径为D的抛物面(碟形)天线,有效面积为
A = 1 pD2h e4
其中, h为效率因子,取值范围为0.5~0.6。天 线增益为
单位面积上的辐射功率为
P¢ r
=
P t
4pd 2
第七章 无线信道与通信链路预算分析:无线通信链路预算分析
5
发射天线增益Gt
采用定向天线后,电波不再是全向辐射。
发射天线增益:定向天线的最大方向上单位 立体角发射的功率与全方向天线的单位立体 角发射的功率之比。
EIRP:相对于全向天线的有效辐射功率
自由空间:无线电波在传输中没有被吸收,同 时没有反射、折射、衍射、散射,只有直射的 信道称为自由空间。
第七章 无线信道与通信链路预算分析:无线通信链路预算分析
3
自由空间传输中的增益与损耗
通路的增益为
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结通信原理是指在信息传输过程中所涉及的基本概念、原理和技术。
它是现代信息技术的核心内容,广泛应用于电信、互联网、无线通信等领域。
本文将以通信原理为主题,对其中的关键知识点进行总结。
一、信息传输基本概念1. 信息:指代传递的内容,可以是文字、图像、声音等形式。
2. 信号:信息在传输中的载体,可以是电信号、光信号等不同形式。
3. 编码:将信息转化为适合传输的信号形式的过程。
4. 解码:将接收到的信号转化为原始信息的过程。
二、信源与信道1. 信源:产生信息的源头,如人类语音、计算机数据等。
2. 信道:信息传输的媒介,可以是导线、光纤、无线电波等不同的物理通道。
三、调制与解调1. 调制:将要传输的信息信号与载波信号相结合的过程,用于增加信号传输的距离和可靠性。
2. 解调:将接收到的调制信号分离出原始信息信号的过程。
四、模拟通信与数字通信1. 模拟通信:以连续变化的信号形式传输信息,如模拟电话通信。
2. 数字通信:将信息转化为离散的二进制数据进行传输,如数字电视、互联网传输。
五、基带与带通信号1. 基带信号:原始的信息信号,通常在低频段内。
2. 带通信号:经过调制后的信号,位于高频段,便于在传输过程中更远距离传输。
六、调幅、调频与调相1. 调幅:改变载波信号的幅度,用来携带信息信号。
2. 调频:改变载波信号的频率,用于传输信息。
3. 调相:改变载波信号的相位,用于传输信息。
七、信道编码与解码1. 信道编码:在信道传输过程中对信号进行处理,增强抗干扰、纠错能力。
2. 信道解码:接收端对接收到的信号进行处理,还原原始信息。
八、多路复用与分集技术1. 多路复用:将多个信号通过同一信道同时传输,提高信道利用率。
2. 分集技术:将同一信号通过多个独立信道传输,提高通信的可靠性。
九、噪声与衰落1. 噪声:信号传输过程中产生的不希望的干扰信号。
2. 衰落:信号在传输过程中遇到障碍物或介质变化导致信号强度减弱。
通信原理知识点总结
通信原理知识点总结通信原理是指用于实现信息传递的原理和技术。
在现代社会中,通信已经成为人们生活的重要组成部分,我们日常所接触到的手机、电视、互联网等都离不开通信原理的支持。
在这篇文章中,我将对通信原理的一些重要知识点进行总结和探讨。
一、调制与解调调制和解调是通信原理中最基本的技术之一。
调制是指将要传输的信息信号经过某种方式转换成可以传输的载波信号的过程。
解调是指将接收到的信号还原成原始信息信号的过程。
调制技术有多种,如调频调制(FM调制)、调幅调制(AM调制)等。
调制技术的应用使得信息信号可以通过电波传输,提高了信号传输的效率和质量。
二、信道与信号传输信道是指信息信号传输的介质和路径。
通信中常用的信道有有线信道和无线信道两种。
有线信道是指通过导线传输信号,如电缆、光纤等。
无线信道是指通过无线电波传输信号,如无线电波的传输、卫星通信等。
信号传输是指在信道中传播信号的过程。
信号传输受到信道的损耗、干扰等因素的影响,因此需要在设计信道时考虑信道质量和容量。
三、调制解调器调制解调器是通信设备中的重要组成部分,它实现了信号的调制和解调功能。
在一般的通信系统中,发送方将信息信号通过调制器将其转换为模拟信号,并经过信道传输。
接收方接收到信号后,通过解调器将其还原成原始的信息信号。
调制解调器的设计和选择对于通信系统的性能和可靠性起着关键作用。
四、调频和调幅调频调制(FM调制)和调幅调制(AM调制)是调制技术中常用的两种方式。
调频调制是通过改变载波信号的频率来传输信息信号,如广播电台中的调频广播。
调幅调制是通过改变载波信号的幅度来传输信息信号,如调幅广播。
两者在应用场景、传输距离、抗干扰能力等方面有所差异,需要根据实际需要进行选择。
五、传输速率与带宽传输速率是指信息信号在单位时间内传输的位数,单位为比特/秒(bps)。
带宽是指信号传输时所占用的频率范围。
传输速率和带宽之间存在一定的关系,传输速率越高,所需要的带宽也越大。
《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。
通信原理重点知识总结
通信原理重点知识总结第一章绪论1、通信的目的:传递消息中所包含的信息。
2、信息:是消息中包含的有效内容3、模拟信号信号的参量取值是连续(不可数、无穷多)的(抽样信号未量化仍为模拟信号)数字信号信号的参量取值是可数的有限的4、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统;按照传输媒介、通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统5、模拟消息⇔原始电信号(基带信号);基带信号⇔已调制信号(带通信号)6、数字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信源编码与译码目的:①提高信息传输的有效性②完成模/数转换信道编码与译码目的:增强抗干扰能力,提高可靠性基本的数字调控方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、绝对相移键控(PSK)、相对(差分)相移键控(DPSK)按同步的公用不同,分为载波同步、位同步、群(帧)同步、网同步7、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便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
(便于将来自不同信源的信号综合到一起传输)④易于集成,使通信设备微型化,重量轻⑤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8、按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用按信号特征分类: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频分复用是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范围;时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间;码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号。
9、单工、半双工和全双工通信单工通信:消息只能单方向传输的工作方式 半双工通信:通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式全双工通信:通信双方可同时进行收发消息的工作方10、信息及其度量)(log )(1log x P x P I a a-==P (x )表示信息发生的概率,I 表信息中所含的信息量上式中对数的底:若a = 2,信息量的单位称为比特(bit) ,可简记为b若a = e ,信息量的单位称为奈特(nat), 若a = 10,信息量的单位称为哈特莱(Hartley) 。
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第五章 带通数字传输
带通信号与系统的等效低通表示(复表示)
希尔伯特变换、解析信号 带通信号的表示——复包络(等效低通信号) 带通系统的等效低通系统 一般带通系统的构成——频谱搬移 高斯带通随机信号的等效低通信号
基本数字调制系统的等效基带系统
2ASK、2FSK、2PSK的复包络 数字频带传输过程的通用形式 基本数字调制系统的等效基带传输系统
无载波幅度/相位调制(CAP)
基本原理 发送机和接收机的组成
17
第五章 带通数字传输功率谱(带宽、频谱效率) 误码性能
最小频移键控(MSK)
原理、调制与检测方法 功率谱(带宽、频谱效率) 误码性能
GMSK
18
第五章 带通数字传输
7
第三章 数字信号的基带传输
数字基带信号的功率谱密度
数字基带信号功率谱密度的计算 数字基带信号功率谱的特征
连续谱与离散谱 带宽 直流分量与定时分量
8
第三章 基带脉冲传输
匹配滤波器
匹配滤波器的概念 匹配滤波器的冲激响应与频率响应 信号加AWGN经匹配滤波器后输出信号的分
布 信号通过匹配滤波器后的信噪比
高级通信原理
各章要点
通信与信息工程学院 雷维嘉
课程的核心内容
数字信号的最佳接收(匹配滤波器接收机、 相关接收机)
频带信号的等效基带信号(复包络),频带系 统的等效基带系统
数字通信系统的信号空间分析 按信号空间构造的数字通信系统
合成器 分析器 检测器
2
第一章 绪 论
数字通信系统
数字通信系统的组成 各部分的功能
15
第五章 带通数字传输
相干PSK
BPSK、QPSK、MPSK
星座图 调制与检测方法 功率谱(带宽、频谱效率) 误码性能
偏移QPSK、π/4移相QPSK
16
第五章 带通数字传输
混合幅度/相位调制
正交幅度调制(M-QAM)
星座图 调制与检测方法 功率谱(带宽、频谱效率) 误码性能
9
第三章 数字信号的基带传输
AWGN信道(无ISI)下的最佳接收
匹配滤波器接收机的结构 误码性能的分析
带限信道下基带信号的传输
符号间干扰(ISI)产生的原因 无ISI的时域和频域条件 系统有无ISI的判断
10
第三章 数字信号的基带传输
相关电平编码(部分响应)系统
部分响应系统的原理 双二进制信号(第一类部分响应系统) 和修正
未知相位信号的检测
最佳二次方接收机 非相干正交调制接收机
差分PSK与非相干FSK 单载波数字调制的比较 OFDM
原理 发送机与接收机的结构
19
第六章 无线信道与通信链路预算分析
无线通信链路预算分析
自由空间的传播损耗 发送天线和接收天线增益
天线有效面积
接收信号功率的计算
20
白噪声
白噪声的定义 功率谱与自相关函数 高斯白噪声
5
第二章 随机过程、信道与噪声
带通过程
窄带平稳随机信号的一般表达式
包络与相位 同相与正交
带通高斯噪声
包络与相位的分布 同相与正交分量的分布
6
第二章 随机过程、信道与噪声
循环平稳随机过程
循环平稳随机过程的定义 循环平稳随机过程的自相关函数 循环平稳随机过程的功率谱
信道容量
香农公式 香农限
3
第二章 随机过程、信道与噪声
确知信号的复习
能量谱密度与功率谱密度 能量谱密度、功率谱密度与自相关函数的关
系
随机信号复习
(宽)平稳过程的定义和判断 功率谱密度与自相关函数的关系 平稳随机信号通过线性系统
4
第二章 随机过程、信道与噪声
高斯随机过程
高斯过程的概率密度函数 高斯过程的特点
双二进制信号(第四类部分响应系统)
预编码 相关编码 判决
11
第三章 数字信号的基带传输
带限和AWGN信道下最佳基带系统的设计
最佳线性接收机 均衡器 最小均方误差(MSE)准则 自适应均衡 最小均方(LMS)算法
12
第四章 信号空间分析
信号的几何表示
信号空间的概念 信号的合成器与分析器 信号组的基信号(函数)的确定
第六章 无线信道与通信链路预算分析
无线衰落信道
大尺度衰落
路径损耗和阴影衰落
小尺度衰落
多径传输 小尺度衰落的分布
瑞利分别 莱斯分布
21
第六章 无线信道与通信链路预算分析
小尺度衰落的分析
多径传输引起的时延扩展 符号间干扰 平坦衰落与频率选择性衰落
移动引起的时变 快衰落与慢衰落 多普勒频谱扩展
22
第六章 无线信道与通信链路预算分析
降低衰落影响的方法
抗频率选择性衰落的方法
均衡 直接序列扩频技术 跳频扩频 正交频分复用
减少信噪比损耗的方法
采用分集技术 直接序列扩频,Rake接收
23
Gram-Schimidt正交化方法
AWGN信道的等效矢量信道 常见系统的信号星座图
13
第四章 信号空间分析
最佳接收系统
数字传输系统的信号空间模型 最佳检测准则
MAP、ML、最小欧氏距离准则
最佳接收机的结构
相关接收机 相关器与匹配滤波器的等价
最佳接收系统的差错率
旋转、平移不变性 最小距离决定误码率 多元信号差错率的联合界