通信系统原理复习
通信原理复习资料
通信：由一地向另一地传递消息。
消息的传递是利用通信系统来实现的。
通信系统：完成通讯过程的全部设备和传输介质。
离散消息：书信、电报、数据连续消息：语音、图片、活的图像。
连续（模拟）信号：通信系统中传输的信号为时间的连续函数。
离散信号：当载荷信息的物理量的改变，在时间上离散。
数字信号：不仅在时间上离散，且取值也离散而有限。
信道种类：有线信道和无线信道。
基带信号：从消息变换过来的原始信号。
基带传输：基带信号直接传输。
信源编码：用来提高传输有效性而对信号采取的处理功能。
是为了提高传输可靠性的纠错编码。
编码：在数字通信系统里，为了某种目的对数字信号进行的变换。
通信系统中传输的具体对象是消息，通信的最终目的是传输信息。
信息的量值和事件发生的概率有关系：概率越大。
信息量越小。
反之也成立。
消息所代表的事件出现概率为P（X）,该消息所含的信息量为:I=㏒a（1/ P（X））=-㏒a（P（X））a=2,比特。
a=10,奈特。
信道：（狭义）传输媒介。
（广义）传输媒介+相关设备。
信道容量：C=B㏒2（1+S/N）（b/s）B:信道带宽 S/N：信号/噪声平均功率。
信噪比。
C：信道可能传输的最大信息速率。
物理意义：在模拟的信道上传输数字信号的时候能够达到的最高速率。
结论：1.任何一个信道，都有信道容量C。
2：给定C，可以用不同的带宽和信噪比的组合来传输。
减小带宽，加大发送功率，增大信噪比。
带宽系统有较好的抗干扰性。
当信噪比太小，不能保证通信质量可以用宽带系统。
调制和编码过程就是实现带宽与信噪比互换的手段。
3:C=1/T T:传输时间。
I=TB㏒2（1+S/N）带宽和时间也可以互换。
10lg S/N=分贝。
传输介质:通信系统中连接收发双方的物理通路，通信过程中消息传送的载体。
传输介质分2类：1.硬传输介质。
双绞线、同轴电缆、光纤。
2.软传输介质。
无线电波、地面微波、卫星链路、激光、红外线。
带宽越宽，数据传输速率就越高。
双绞线可用于传输模拟和数字信号。
通信系统原理考试复习
一、综合概念（填空或简答）1、对现代通信系统与通信网的要求有：高质量、大容量、多业务、长距离、抗干扰。
2、个人通信是实现在任何地点、在任何时间、向任何人、传送任何信息的理想通信，其基本特征是把信息传送到个人。
2、有效性传输技术是指有效地利用信道。
使得有更多的信息通过信道传送并分别接收。
3、通信有效性主要包含两个方面的内容：信源处理技术、信道的利用。
4、可靠性传输技术是保证通信质量可靠。
包括检错与纠错编码技术、信道改善技术、保密技术以及高可靠性的调制解调技术等。
5、微波中继通信是利用微波频率作载波，采用中继（接力）方式在地面上进行的无线电通信。
微波频率在0.3～300GHz范围。
6、按与终端复用设备的连接关系，微波站分为终端站、分路站和中继站。
7、可以沟通干线上两个方向之间通信的站称为分路站。
微波分路站和枢纽站统称微波主站。
8、微波站的主要设备包括发信设备、收信设备、天馈系统、电源设备以及监测控制设备等。
9、按照收发信机转接信号时的接口频带划分，分为3种：基带转接方式、中频转接方式、微波转接方式。
10、地形地物对微波传播的影响主要有反射、折射、散射、绕射和吸收。
11、基带接口是数字复用设备与微波信道设备之间、再生转接中间站收发信机之间的接口。
有两种： 近距离接口——需要连接的设备相距较近。
远距离接口——发送端需将信码码型变换，接收端定时提取和信码再生。
12、在选择数字微波中继通信系统的调制方式时考虑的主要因素有：频谱利用率、抗干扰能力、对传输失真的适应能力、抗衰落能力、勤务信号的传输方式、设备的复杂程度。
13、标准中频频率有70MHz和140MHz两种。
14、对流层不同高度的大气压力、温度和湿度不同，因而其折射率也不同，使其中的微波传播不是按直线而是按曲线前进。
15、引入等效地球半径的概念，可以将电磁波射线看作直线。
16、卫星通信是指地球站之间利用人造地球卫星转发信号实现的无线电通信。
17、同步卫星是指在赤道上空约35800km高的圆形轨道上与地球自转同向运行的卫星。
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1. 通信系统的一般模型信息源（简称信源）：产生各种有用消息，把消息转换成原始电信号，如麦克风。
信源可分为模拟信源和数字信源。
发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。
信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。
分为有线信道和无线信道两大类。
噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。
接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器（喇叭）等。
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信源编码与译码目的：完成模/数转换数据压缩（提高信息传输的有效性） 加密与解密目的：保证所传信息的安全 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通（调制）信号2. 数字通信系统的优缺点 (为什么要采用数字通信系统？)优点：较强的抗噪能力（抗失真和干扰） 便于加密，容易实现保密通信易于实现集成化（数字设备可靠性高、数字硬件实现灵活） 便于利用计算机进行数字信号处理更适合数字业务，容易实现多网合一（包括与计算机相连） 缺点：需要更宽的传输带宽 （如一路模拟话音为4KHz, 数字话路为64kHz 带宽） 数字通信的优点以带宽为代价 需要复杂的同步系统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3衡量通信系统的质量指标：（有效性和可靠性指标模拟系统、数字系统分开讨论）1）通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性：在给定带宽条件下，能够传输更多的消息。
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。
2）模拟通信系统：有效性：有效传输带宽（与调制方式有关）可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。
（它是输出端有用信号功率与噪声功率之比）3）数字通信系统有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
通信原理期末总复习重点
3
3 . 23 * 10 Baud
3
第2章的主要知识点
一、随机过程的统计特性
分布函数 Fn ( x1 , x2 , xn ; t1 , t 2 , t n ) P { (t1 ) x1 , (t 2 ) x 2 , (t n ) x n }
2 2 2 2 2
E x 1 cos 0 t E x 1 E x 2 sin 2 0 t E x 2 sin 0 t
2 2 2 2
2
cos
2
0 t sin 2 0 t
2
2 2 （2）R y ( t 1 , t 2 ) E y t 1 y t 2 E x 1 cos 0 t 1 cos 0 t 2 E x 2 sin 0 t 1 sin 0 t 2
e
j 2 f
df n 0 f H
sin H
H
n 0 f H Sa ( H )
第2章的主要知识点
十一、窄带随机过程
1、数学表示 ( t ) a ( t ) cos[ c t ( t )],
a ( t ) 0
(t ) c (t ) cos c t s ( t ) sin c t
dt
0
erfc ( x ) 1 erf ( x )
2
e
2
e
t
2
dt
x
3、概率积分函数 4、Q函数
Q ( x) 1 2 erfc (
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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。
通信原理期末复习重点
第一章绪论1.数字通信系统的组成2.通信系统的分类（按调制方式和复用方式）、3.通信系统主要的性能指标第二章信息论初步第三、四章模拟线性调制和角调制1. 什么是调制？调制的分类（按调制信号和载波分类）2. AM、DSB-SC、SSB的时域表达式、频域表达式、调制、解调的方法3. 希尔伯特变换？写出希尔伯特变换器的递函数，说明它在产生单边带信号中的作用。
4. 抑制载波双边带调制和单边带调制的制度增益，并比较它们的抗噪声性能的优异5. 线性调制，解调的一般模型6. 残留边带滤波器的互补对称特性7. 当调制信号是单频余弦信号时，写出其调频信号的表达式，并给出用瞬时角频率表示的表达式，说明功率是如何分配的？8. 计算带宽的卡森公式9. 调频信号的产生与解调，非相干解调（鉴频）为重点10 用鉴频解调时输出噪声的功率谱有什么特点？大信噪比情况下，信噪比增益与调频指数（频偏比）是什么关系？11 门限效应？哪些模拟调制在什么条件下会出现门限效应？改进门限效应的解调方法是什么？12 欲加重和去加重的用途是什么？13 应用题：用90°相移的两个正交载波可以实现正交复用，即两个载波可分别传输带宽相等的两个独立的基带信号f1（t）和f2（t），而只占用一条信道。
画出原理图，并证明无失真恢复基带信号的必要条件是：信道传递函数H（f）必须满足：H(fc+f)=H(fc-f)，0≤f≤W。
第五、六、七章模拟信号的数字化1 画出PCM原理图，说明各部分的作用？2 低通和带通抽样定理，内插公式3 平顶抽样？失真？4 PCM编码信号的传输速率是占用的带宽是多少？（DPCM的原理）5 最佳量化器的分层电平应该怎样选择？量化电平（重建电平）又该怎样选择？6 A率对数压缩特性，压缩系数？7 若13折线A率编码器的过载电平是5V，输入抽样脉冲幅度是1.2V。
设最小量化间隔为单位2个单位，最大量化器的分层电平是4096单位，求输出编码器的码组，解码输出。
通信系统原理复习
• 习题：7-3到7-8，7-11 • 例题：7-7，7-6
第十一章复习要点
• • • • • • • 重点 1、码距和纠错、检错能力之间的关系 2、汉明码的原理和特性 3、线性分组码、循环码的编译码原理 难点 1、卷积码的原理，卷积码的编码、译码方法 另外需掌握用线性代数的思想，将生成矩阵和监 督矩阵转化成典型的形式。
• 例题2、设某数字传输系统传送二进制码元 的速率为2400Bd，试求该系统的信息速率； 若改为传送十六进制信号码元，码元速率 不变，则这时的系统信息速率为多少？ （设各码元独立等概率出现）
第三章复习要点
重点：（1）窄带随机过程的特性；以及正弦波加窄带随机过程的特性 （2） 如何判断随机过程是平稳随机过程 （3）判断是否满足各态历经性
• 例题2、采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位， 已知抽样脉冲值为+835单位，求：
• （1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内 码用自然二进码）； • （2）写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11 位码； • （3）对24路最高频率均为4kHz的信号进行时分复用，采 用PAM方式传输。假定所用的脉冲为周期性矩形脉冲，脉 冲的宽度τ为每路应占用时间的一半。试求此24路PAM系 统的最小带宽。
• 习题：6-3，6-4，6-6，6-7， • 6-11，6-12，6-13，6-18 • 需要记得公式：矩形、三角形的信号时域和频域 表达式的互换
第七章复习要点
• 重点 • 1、二进制数字调制解调的基本原理；（波形、框 图，公式的推导过程等） • 2、二进制数字调制的抗噪声性能分析，特别注意 噪声功率的计算，经常会出现发送信号经过信道会 出现衰减，一般都用dB的形式来表示衰落大小，记 得dB只能进行加减，不能乘除； • 3、各种二进制数字调制的带宽、性能的比较 • 4、多进制数字调制的带宽和频带利用率
通信原理复习资料（有用）
通信原理复习资料（有⽤）第1章1、通信：是指不在同⼀地点的双⽅或多⽅之间进⾏迅速有效的信息传递。
单⼯半双⼯全双⼯串⾏传输：传输慢、但传输距离远。
并⾏传输：传输快、但传输距离近。
两点间直通传输、分⽀传输和交换传输3、信号：是信息的⼀种电磁编码。
信号是信息的载体。
通信系统的基本模弄4、通信系统的主要性能指⽰有效性：是指信息传输的效率。
可靠性：是系统接收信息的准确度。
备注：衡量系统有效性最全⾯的指标是系统的频带利⽤率。
第⼆章⼀、调制的分类：1、根据调制信号分类：模拟调制和数字调制2、根据载波分类：连续载波调制和脉冲载波调制3、根据调制的功能分类：AM、FM、PM4、根据调制前后的频谱关系分类：线性调制和⾮线性调制5、线性调制分为：AM、DSB、SSB、VSB6、单边带调制⽅法有：滤波法、移相法、移相滤波法备注：常规双边带调制（AM）调制效率最低，⽽单边带调（SSB）制效率最⾼解调的⽅法：相⼲解调（同步检波）和⾮相⼲解调（包络检波）。
7、频率调制分为：划分依据是瞬时相位偏移是否⼩于0.5窄带调制（NBFM）宽带调制（WBFM）8、调频分为：直接调频和间接调频间接调频：是选积分，然后再调相如下图：第3章1、PCM （脉冲编码调制）包括三个部分：抽样、量化、编码。
2、数字信息的电脉冲表过程称码型变换。
应该考虑的问题：低频和⾼频频率分量应尽量少，特别是不能含有直流分量；不能有长连0和1码，以便提取同步定时信息；具有⾃检⾃纠能⼒。
3、⼆元码的极性图P534、抽样定理分为：⾃然抽样和平顶抽样（性能⽐⾃然抽样性能好）5、量化分为：均匀量化和⾮均匀量化备注：只要确定了量化器，则⽆论抽样值⼤⼩如何，其量化噪声的平均功率值都是固定不变的；因为，X （T ）较⼩时，输出信噪⽐就很低，弱信号的量化信噪⽐就可能⽆法达到额定要求⽽对还原解调产⽣较⼤的影响。
6、⾮均匀量化分为：A 率13折线（中国使⽤）和U 率15折线。
A=87.6 U=2557、编码：⾃然⼆进制码组、折叠⼆进制码组、格雷⼆进制码组。
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。
通信原理复习重点
通信原理复习重点信与通信系统的基本概念通信与通信系统的基本概念通信与通信系统的基本概念通信念通信与通信系统的基本概念通通信形式（烽火、灯、旗）（（广义）所谓通信，就是信息的传递。
这里的可以认为是一种”“传传递”“信息传输的过程或方式。
（狭义）特指利用各种–电信号和光信号作为通信信号的电通信与光通加性干扰始终存在，不管信号有无;乘性干扰:乘性干扰随信号的消失而消失消息是信息的逻辑载体，信号是消息的物理载体。
基带信号已调（带通）信号1.2.2信源编码和信道编码主要完成的是将模拟信息（模拟信号）转换成数字信号的功能（信源解码的功能相反）；信道编码是将信源编码输出的数字信号变成适合于信道传输的码型（信道解码的功能相反），以提高传输的有效性和可靠性。
数字通信的特点）1抗干扰能力强。
1）便于进行信号加工与处理。
由于信号便于进行信号加工与处理。
由于信号可以储存，技因此可以像处理照片一样对信号随意加工处理（在技术允许的范围内）。
传输中出现的差错（误码）可以设法控制，从而提高了传输质量。
数字信息易于加密且保密性强。
（能够传输话音、电视、数据等多种信息，增加了通信系统的灵活性和通用性。
1.4调制信道和编码信道为了便于对模拟系统和数字系统进行分析，从功能上把广义信道分为调制信道和编码信道。
调制信道是指在具有调制和解调过程的任何一种通信方式中，从调制器的输出到解调器的输入之间的信号传输途径。
编码信道是从编码器的输出到译码器的输入之间的信号传输途径。
1．5编码信道包含调制信道，故受调制信道影响。
（差错率）–信号的特征信号必须具有可观测性、可变化性和可实现性、可控制性。
2.2基带信号为什么是调制信号？这知识称呼问题，在基带传输中输入的原始信号为基带信号，但是在调制传输系统中，输入的基带信号就被称为调制信号，如果利用载波调制后的信号，称为已调信号3.1PCM的基本概念功能：模拟信号与数字信号的转换（A/D，D/A）。
将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D转换方式称为脉冲编码调制（PuleCodeModulation，PCM）。
通信原理复习要点
4
连续信道的信道容量
CBlog21N S(bit/s)
CBlog21nS0B (bit/s)
H
5
[例]已知电话信道的带宽为3.4KHz，试求:
（1）接收端信噪比为30dB时的信道容量；
（2）若要求信道能传输4800b/s的数据，则接收 端
要求最小信噪比为多少？ 解：（1）S/N=1000(即30dB)
解：（1）由已知条件
10lgS10dB ， 则 S10， 所 以
N
N
C B lo g 2 ( 1 N S ) 2 .3 1 0 3 lo g 2 ( 1 1 0 ) 8 1 0 3 b /s
（2）无误码传输时， RbC8103bit/s
RBlogR2bNlo8g21205361000B
H
《通信原理》复习要点
1
H
2
第一章复习要点
通信系统基本组成 信息量计算、主要性能指标
第二章复习要点
常用函数的傅里叶变换
H
3
第三章复习要点
F.T
平稳随机过程（各态历经性，R( ) P ( f )
）
高斯随机过程、窄带随机过程、正弦波加窄带高
斯噪声
平稳随机过程通过线性系统
第四章复习要点
信道的数学模型 调制信道特性对信号传输的影响（恒参、随参） 噪声的分类 连续信道容量的计算
H
14
〔6-6〕设某双极性数字基带信号的基本脉冲波形
如图P6-3所示。它是高度为1、宽度=Ts/3的矩 形脉冲。且已知数字信息“1"的出现概率为3/4 ，”0“的出现概率为1/4；
1)写出该双极性信号的功率谱密度的表示式， 并画出功率谱密度图；
2)由该双极性信号中能否直接提取频率为fs的 分量？若能，试计算该分量的功率。 g(t)
通信原理复习（核心篇）
通信原理复习（核心篇）《通信原理》复习之核心知识点篇一、模拟调制系统1、掌握幅度调制（线性调制）的原理（包括调制模型图、数学表达式）；2、掌握各种调制系统的解调原理；3、掌握信号功率和噪声功率的数学描述方法；4、掌握线性调制系统抗噪声性能分析模型，会分析AM 、DSB 系统的抗噪声性能。
二、非线性调制（角度调制）原理1、角度调制FM 和PM 信号的一般表达式：)](cos[)(t t A t s c m ?ω+=，理解下列概念：瞬时相位、瞬时角频率、瞬时相位偏移、瞬时频率偏移。
2、FM 信号的表达式：])(cos[)(?+=ττωd m K t A t s f c FM ，能够根据调制信号m(t)，求出最大频率偏移和调频指数；3、PM 信号的表达式：)](cos[)(t m K t A t s p c PM +=ω，能够根据调制信号m(t)，求出最大相位偏移和调相指数；4、窄带调频条件：6)(πττ<t d m AK t A t s c f c NBFM ωττωsin ])([cos )(?-=5、宽带调频条件：窄带调频条件不满足时，则为宽带调频。
掌握并理解宽带调频波的带宽：)(2)1(2m m f f f f m B +?=+= 卡森公式要能够根据已知条件，计算宽带调频波的带宽。
6、调频信号的产生：理解VCO 的基本特性，了解NBFM 信号的产生，间接法产生WBFM 信号原理。
掌握WBFM 信号产生的阿姆斯特朗法，完全理解例题5－1。
7、鉴频器原理，NBFM 信号的相干解调原理。
8、了解调频系统的抗噪声性能分析方法。
9、理解“门限效应”，“预加重”和“去加重”的概念。
10、各种模拟调制系统的性能比较，P122表5－1。
11、复习布置的习题。
三、数字基带传输系统1、数字基带信号的概念，数字基带信号的常用波形。
2、基带信号的频谱（功率谱）特性，记住随机序列可以分解成稳态波和交变波，稳态波是周期的，故其功率谱由冲激构成，交变波的功率谱是连续的。
通信原理复习提纲10.12
《通信系统原理》复习提纲注：1、重点是基本概念、基本理论和基本方法。
2、数学计算是讲清原理的工具，为原理服务的。
3、考试是考查是否懂得原理的方法。
第1章 绪论一、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，数字通信的优点模拟信号的数字传输系统二、信息和信息熵。
1、信息：消息中所含有效内容。
信息量的计算。
2、信息熵（平均信息量）：信源每符号平均所含信息量。
3、最大熵：信源等概时，信息熵达到最大。
H 0=H max =log 2 M三、通信系统的主要性能指标。
速度上——有效性。
质量上——可靠性。
模拟通信系统 有效性——带宽B ，信号所占用的频率范围的宽度。
可靠性——信噪比 NS =γ。
传码率R B ：单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud ） 。
有效性 码元宽度（每个码元的长度/码元时间）T ＝1/R B (s) 数字通信系统（传输速率） 传信率：R b = R B ·H =R B M 2log ( bit/s )可靠性（差错率）：误码率 P e ；误信率 P b第3章 随机过程一、基本概念。
1、随机过程是所有样本函数的集合。
随机过程是在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。
随机过程是样本和时间的双重随机函数。
通信系统中的信号和噪声均属于随机过程，可用统计特性（概率密度函数和概率分布函数）和数字特征（均值、方差、相关函数）描述。
2、随机过程无确定表达式，频谱密度不确定，只有功率谱密度确定，可用功率谱密度描述其频域特性。
)()(ωτξP R ⇔3、最常见的随机过程：高斯随机过程（正态随机过程）概率分布特点。
概率密度函数)2)(exp(21)(22σσπa x x f --= a 为均值，σ2 为方差（均为常数） 二、高斯白噪声的特点。
1、平稳、遍历的随机过程。
2、概率密度函数是高斯型。
（均值为零）3、功率谱密度均匀分布（常数）。
功率谱密度)/(2)(0Hz W n f P n = （双边谱） )(+∞<<-∞f)/()(0Hz W n f P n = （单边谱） )0(+∞<<f 正频率4、自相关函数为冲激函数 δ(τ) n 0 / 2。
通信原理复习整理
通信原理复习整理第一章1. 通信：信息的传递；信息的传输和交换2. 通信的目的：传递消息中包含的信息。
3. 通信系统一般模型：4. 信源编码：是为了提高有效性，通过减少数据中的冗余。
5. 信道编码：通过人为加入冗余，提高数据的抗干扰能力。
6. 模拟信号语音与数字信号语音的区别：数字信号的抗干扰能力强，且噪声不累积但是需要较大的传输带宽，而且频带利用率较低。
7. 极低频（Extremely low frequency ，ELF ）、超低频（Super Low Frequency ，SLF ）、特低频(ULF, Ultra Low Frequency)、甚低频（VLF ，very low frequency ）、低频（LF ）、中频（MF ，Medium Frequency ）、高频（HF ，High frequency ）、甚高频（very High frequency ）、特高频、超高频、极高频。
8. 模拟和数字通信系统的区别：信道不同。
模拟是线性关系，数字是一一对应关系。
9. 通信方式按消息传递的方向与时间的关系分类：①单工（广播、遥控、无线寻呼）：A 发送，B 只能接收；②半双工（对讲机、问询及检索）：A 、B 均可收发消息，但不能同时进行 ③全双工（视频通话、PSTN 网络）：A 、B 可同时收发消息P9 图1-610. 按数据代码排列方式分并行传输和串行传输，并行（MTP 口）：计算机和打印机之间；串行（com 口）：键盘11. 信息量： I =log a 1)P(x)=−log a P (x ) bit平均信息量 H (x )=−∑P (Xi )[log 2P(xi)]M i=1 （b/符号）M 为符号数14. 通信系统主要性能指标: 有效性、可靠性有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源；可靠性：接受信息的准确程度。
1）模拟通信系统的有效性：用有效传输频带测量2）模拟通信系统的可靠性：用接收端解调器输出信噪比来度量3）数字通信系统的有效性：用码元传输速率R B 、信息传输速率R b 、和频带利用率η来衡量4）数字通信系统的可靠性：用误码率P e 和误信率P b 来衡R B =1T (B ) R b =R B log 2M (b s ) η=R B B (B/Hz) ηb =R b B(b s ∗Hz ⁄) P e =错误码元数传输总码元数P b =错误比特数传输总比特数多进制时：P e ≥P b ，在二进制时 P e =P b例题：课后题第二、三章1. 功率信号频谱：C n =C (nf 0)=1T ∫s(t)e −j2πf 0nt dt T 2⁄−T 2⁄2. 展开成傅里叶级数：S (t )=∑C n ∞−∞e j2πnt T ⁄3. 功率信号是时域离散信号4. 能量信号频谱密度：S (f )=∫s(t)e −j2πft dt ∞−∞5. 原信号：S (t )=∫S(f)e j2πft df ∞−∞6. 能量信号是频域连续信号7. 一般来说，能量信号都是非周期信号，功率信号都是周期信号，还有少数信号既不是能量信号也不是周期信号8. 连续信号：E =∫|S(t)|2dt ∞−∞离散信号：∑|S(n)|2∞n=−∞ 当0<E <∞，P =0时，为能量信号；平均功率为有限值，E =∞时，为功率信号9. 思考题：分别说明能量信号和功率信号的特性：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。
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)N(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 （band ）c 、频带利用率：单位频带能传输的信息速率 ηb =BR b单位bit/s.Hz 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（AM ）1、 调制时域表达式：s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc 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f(t)：2/)(22m A t f =2222222AMAMmmAM AAAββη+=+=满调幅1=AMβ。
通信原理总复习简介
半个小时内总的接收的码元=4000*30=120000 Baud
Pe=216/120000=0.18%
第一章 绪论 1、四元信源的四个符号出现的概率分别 为1/2、1/4、1/8、1/8，平均信息量 为（ 7/4 bit/符号）。理论上，四元信 源的最大信息量为（ 2 bit）。 2、在四进制系统中每秒钟传输1000个四 进制符号，则此系统的码元速率为 （ 1000 B ），信息速率为 （2000b/s ）。 3、当无信号时，加性噪声是否存在？ （ 存在 ）。乘性噪声是否还存在？ （ 不存在 ）。
通过数学分析同样可以证明，具有奇对称滚降特性H(f ) 的系统，它的无码间干扰传输速率为
2W Rs (n 1,2,3,..... ) n 其中，W是滚降曲线中点所对应的频率。此系统的带宽为 B=(1+α)W，可得它的最大无码间干扰速率为Rsmax=2W，所以 此余弦滚降系统的最大频带利用率为 Rs max 2W 2 max Baud/Hz B (1 )W (1 )
Rb2=RB2=600 (b/s)
(2) 若改为8进制
则 RB8=72 000/(2×60)=600 (B)
Rb8=RB8· log28=1 800 (b/s)
第二章
例：某随机相位余弦波ξ(t)=Acos(wct+θ)，其中 A和wc均为常数，θ是在(0,2π)内均匀分布的 随机变量。 求：（1）数学期望m； （2）ξ(t)的自相关函数； (3) 功率谱密度；
数字调制系统 （1）画出2PSK信号的产生框图。 （2）数字信息{an}1010101,画出其相对码bn的 2PSK信号的波形（设：调制规则“1”-反相， “0”-不变；码元间隔=载波周期；载波的初 始相位为 0） 1010101 1100110 （3）画出2PSK信号的频谱示意图，并说明其 带宽为多少？（设：码元间隔为Ｔｓ） （4）画出2PSK信号的解调框图。并说明其判 决准则。
通信原理复习资料
通信原理复习资料第一章 绪论1.信息的基本概念：消息中所包含的有效内容。
2.信源编码的基本功能：一、提高信息传输的有效性，二、完成A/D 转换。
3.信道编码的目的：增强数字信号的抗干扰能力。
4.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→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者(另：噪声源→信道)5.消息中不确定的内容才构成信息；信息量的多少与接收者收到消息是感到的惊讶程度有关。
消息所表达的事件越不可能发生，越不可预测，信息量就越大。
6.消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。
7.信息量的计算：()()x P x P I 22log 1log -== ()b 8.离散信源的熵的计算：()()()iMi ix P x P x H ∑=-=12log ()符号/b9.通信系统主要的性能指标：有效性、可靠性。
有效性：传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度，时间间隔)； 可靠性：接收信息的准确度。
10.模拟通信系统的有效性可用有效传输频带/带宽来度量；带宽越小，有效性越好。
11.可靠性通常用接收端解调器输出信噪比来度量；输出信噪比越高，通信质量就越好。
12.数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。
码元传输速率:TR B 1=()B （每个码元的长度为T 秒） 消息信息传输速率：M R R B b 2log = ()s b / （M 表示进制） 频带利用率：()Hz B B R B/=η BR b b =η )/(Hz s b ⋅ 13.数字通信系统的可靠性用差错率来衡量；差错率常用误码率和误信率表示。
误码率：传输总码元数错误码元数=e P 误信率：传输比特元数错误比特数=b P第二章 确知信号1.信号可以分成两类：①能量信号：其能量等于一个有限正值，但平均功率为零；②功率信号：其平均功率等于一个有限正值，但能量为无穷大。
第三章 随机过程（有两个计算题）1.从两个角度来说明随机过程：①随机过程是所有样本函数的集合；②随机过程看作是时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。
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第九章复习要点
重点： 1、基本概念：低通、带通抽样定理；语音信号的频 率范围，实际抽样频率为多少； 2、理解13折线分割方法，均匀量化和非均匀间隔 的划分，均匀量化的量化信噪比的计算方法，。 3、PCM编码方法，包括方框图和具体编码译码方 法，传输速率的计算，用折叠码的好处，线性量 化编码位数和量化信噪比之间的关系。 4、时分复用的原理及应用，E体系的基群结构和参 数，以及复用后系统的带宽 5、这章除了填空题以外，每份试卷都包含一个计算 题和一个实验题。
第六章复习要点
• 重点： • 1、数字基带信号的频谱特性，从基带信号功率谱中如何确定带宽、 定时分量和直流分量 • 2、基带传输常用码型的编译码方法，特别是差分编码、AMI、HDB3。 • 3、基带系统的频带利用率的计算 • 4、基带传输系统的抗噪声性能 • 难点： • 1、根据系统传输函数利用奈奎斯特第一准则判断是否存在码间干扰 • 2、根据速率来判断码间干扰 • 3、码间串扰的概念的理解 • 3、部分响应和时域均衡的作用
通信系统原理
复习
第一章复习要点
• 重点：1、码元速率和信息速率之间的转换 • 2、平均信息量的计算（信源熵） • 3、最大传输速率的计算 • 4、误码率的计算 注意：一定要把log计算出来；一定要记住写单位 习题：1.4 例题1：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1/4,1/8, 1/8,3/16和5/16； 信息源以2000Bd速率传送信息。 （1）求传送1小时的信息量； （2）求传送1小时达到的最大信息量。 （3）求信源的平均信息量和最大传输速率
• 习题：6-3，6-4，6-6，6-7， • 6-11，6-12，6-13，6-18 • 需要记得公式：矩形、三角形的信号时域和频域 表达式的互换
第七章复习要点
• 重点 • 1、二进制数字调制解调的基本原理；（波形、框 图，公式的推导过程等） • 2、二进制数字调制的抗噪声性能分析，特别注意 噪声功率的计算，经常会出现发送信号经过信道会 出现衰减，一般都用dB的形式来表示衰落大小，记 得dB只能进行加减，不能乘除； • 3、各种二进制数字调制的带宽、性能的比较 • 4、多进制数字调制的带宽和频带利用率 频带利用率
第五章复习要点
重点： （1）幅度调制（线性调制）的原理 幅度调制（ 幅度调制 线性调制）的原理，线性调制的抗噪声性 能分析，解调器输入输出信噪比的分析计算； （2）相干解调和非相干解调的区别，门限效应的原因 （3）角度调制的基本概念，特别是功率，调频指数，带宽， 频偏等 重点：布置过的作业
例1：s (t ) = A cos(ωt ) cos(2ωt ) 这是什么调制， 什么是调制信号，什么是载波信号 例2：s(t ) = cos(ωt ) + 6 cos(2ωt ) + cos(3ωt ) （1）求出调幅系数和调制信号频率以及载波 频率 （2）求出频谱函数画出频谱图
• 习题：7-3到7-8，7-11 • 例题：7-7，7-6
第十一章复习要点
• • • • • • • 重点 1、码距和纠错、检错能力之间的关系 2、汉明码的原理和特性 3、线性分组码、循环码的编译码原理 难点 1、卷积码的原理，卷积码的编码、译码方法 另外需掌握用线性代数的思想，将生成矩阵和监 督矩阵转化成典型的形式。
• 例题2、设某数字传输系统传送二进制码元 的速率为2400Bd，试求该系统的信息速率； 若改为传送十六进制信号码元，码元速率 不变，则这时的系统信息速率为多少？ （设各码元独立等概率出现）
第三章复习要点
重点：（1）窄带随机过程的特性；以及正弦波加窄带随机过程的特性 （2） 如何判断随机过程是平稳随机过程 （3）判断是否满足各态历经性 （4）随机信号通过线性系统的性质（均值，自相关函数，功率谱密度等） （5）平稳随机过程功率谱密度的计算 难点：3-5，重点：3-3，3-8，3-9，3-10 例题：1、随机过程 x(t ) = A cos(ωt + θ ) ， A, ω , θ 是相互独立的随机变量，其 中A的均值为2，方差为4，θ 在区间 (−π , π ) 上均匀分布，ω 在区间（-5，5）上 均匀分布。 （1）随机过程x(t)是否平稳？是否各态历经？ （2）求出自相关函数和功率谱密度和功率 （3）求该系统经过书本63页P3-2后的功率谱密度为多少。
第九章复习要点
• 6、这章实验题有两种题型：一是主要以验 证性实验（PCM和时分复用）的原理问题 为主，主要是问答题；另一种以PCM的 MATLAB实验为主，要求读懂程序，并根 据输入数据给出程序的仿真结果。
例题1：在A律PCM语音通信系统中，设语音信号频率范围为 0~4kHz,试写出当归一化输入信号抽样值等于0.3时。 （1）输出的二进制码组是多少，收端译码后的量化误差为多 少。 （2）写出对应于上面的均匀量化11位码 （3）对8路这样的信号进行时分复用后传输，系统的带宽为 多少 （4）若上述时分复用传输信号采用占空比为1/2的矩形脉冲， 则传输系统的主瓣带宽为多少。
例2：某随机相位余弦波 ξ (t ) = A cos(ω t + θ ) ，其 中A和ωc 均为常数，θ 是在（0，2pi）内均匀 分布的随机变量。 （1）求 ξ (t ) 的自相关函数与功率谱密度； （2）讨论 ξ (t ) 是否具有各态历经性。
c
第四章复习要点
• • • • 重点： 1、随机信道的特性 2、散信道的信道容量 3、连续信道容量，即香农定理，以及信道 容量与带宽B，信号功率S，噪声功率谱密 度n0.
• 例题2、采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位， 已知抽样脉冲值为+835单位，求： • （1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内 码用自然二进码）； • （2）写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11 位码； • （3）对24路最高频率均为4kHz的信号进行时分复用，采 用PAM方式传输。假定所用的脉冲为周期性矩形脉冲，脉 冲的宽度τ为每路应占用时间的一半。试求此24路PAM系 统的最小带宽。