通信原理复习资料(1)

第一章

1、模拟信号与数字信号的区别：取值个数是否连续变化。

2、信息源 →发送设备→信 道→接收设备→受信者 （发送端） ↑ （接收端） 噪声源

图1-1 通信系统一般模型

3、模拟信息源→调制器→信 道→解调器→受信者 ↑ 噪声源

图1-4 模拟通信系统模型

4、信息源→信源编码→加密→信道编码→数字解调→信道→数字解调→信道译码→解密→信源译码→受信者 ↑ 噪声源 图1-5 数字通信系统模型

①单工、半双工、全双工通信（点对点之间的通信，按消息传递方向与时间关系来分） 单工：广播、遥测、遥控、无线寻呼。

5、通信方式 半双工：同一载频的普通对讲机(BB 机)，问询和检索。 （P 8-9） 全双工：电话，计算机之间的高速数据通信。

②并行传输和串行传输（在数据通信中，按数据代码排列方式不同来分）

6、信息量和平均信息量的公式（P10-11）（例题参见习题1-1和1-2）

信息量：①一般式

I=L

a

)

(1

x P = - Log a P(x) ②常用式 I=Log 2

)

(1

x P = - Log 2 P(x) 传送等概率的二进制波形之一的信息量为1b ，传送等概率的四进制波形之一的信息量2b ，此时，一个四进制波形需要用两个二进制脉冲表示，同理，传送等概率的八进制波形之一的信息量3b ，这时至少需要三个二进制脉冲。

综上，传送M 进制波形之一的信息量为：I=Log 2P 1= Log 2M

/11

=Log 2M

若M 是2的整幂次，比如M=2k

（k=1，2，3²²²） 则： I= - Log 22k

=k 也就是说，传送每一个M （2k M ）进制波形的信息量就等于用二进制脉冲表示该波

形所需的脉冲数目k.

平均信息量：

H(x)=P(x 1)[- Log2P(x 1)]+P(x 2)[- Log2P(x 2)]+²²²

+P(

x M )[- Log2P(x M )]=∑=M

i P x 1

)i (-Log2P(x i ) (b/符号)

H 称为信息源的熵，当P(

x i ) =1/M （每个符号等概率独立出现）时，信息源的熵有最大值。

具体应用请参看P11例1-2.

7、通信系统的指标：有效性和可靠性

模拟通信系统中：有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。

数字通信系统中：有效性用码元速率、信息速率、和频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。

第三章

1、白噪声：噪声的功率谱均匀分布的频率范围远远大于通信系统的工作频带的噪声。其中“白”字跟和白光中的“白”有相同的意思：是指在电磁辐射可见范围内所有频率分量的数值都相等。

2、高斯白噪声：噪声取值的概率分布服从高斯分布的白噪声，它是分析信道加性噪声的理想模型，通信中的主要噪声源-----热噪声就属于这类噪声。它在任意两个不同时刻上的取值之间互不相关，且且统计独立。

3、带限白噪声：白噪声通过带限系统后，其结果就是带限噪声。理论分析中常见的有低通白噪声和带通白噪声。

第四章

1、信道的两大类：有线信道 和 无线信道。无线信道：利用电磁波在空间中的传播来传输信号；有线信道：利用人造的传导或光信号的媒体来传输信号。

2、何为多径效应？它对信号的传输有何影响？

答：定义：多径传播对信号的影响称为多径效应。

影响：1、多径效应不仅是衰落的经常性成因，而且是限制传输带宽或传输速率的根本因素之一。2、岁参信道对于信号传输的影响主要是多径效应。3、多径效应会使数字信号的码间串扰增大。

3、快衰落：由多径效应引起的衰落就叫快衰落。

慢衰落：衰落的起伏周期可能很长，甚至以若干天或若干小时计的衰落就叫慢衰落。 频率选择性衰落：和频率有关的衰落现象。（详参见P76）

4、在一个阻值为R 的电阻两端，在频带宽度为B 的范围内，产生的热噪声电压有效值为： kTRB V

4=(V)

式中：k= 1.38x10¯²³(J/K),为波尔兹曼常数。T 为热力学温度（K ）；R 为阻值（Ω）；B

为带宽（Hz ）. 5、香农公式：

)N S (12l +

=og B t C (b/s) 或者)B

o S (12l n +=og B t C (b/s) 其中：S 为信号的平均功率（W ）；N 为噪声功率（W ）；B 为带宽（Hz ），N=

n o B

注意：连续信道的容量Ct 和信道带宽B 、信号功率S 、噪声功率谱密度n 0三个因素有关。 增大信号功率S 或减小噪声功率谱密度n 0，都可以是信道容量Ct 增大。当S →∞或n 0→∞时，Ct →∞。当S/n 0给定时，B →∞，信道容量不会趋于无限大，而只是S/n 0的1.44倍。这是因为当带宽B 增大时，噪声功率也随之增大。

S 、N 、B 关系：带宽和信噪功率比可以互换，增大带宽可以将低信噪功率比而保持信道容量不变。

6、参看书上例题：例4-2（P82）和习题4-7（P85）

例4-2 已知黑白电视机图像信号每帧有30万个像素，每个像素有8个亮度电平，每个电平独立以等概率出现，图像每秒发送25帧。若要求接受图现象信噪比达到30dB ，试求所需传输带宽。 【解】：因为每个像素独立地以等概率取8个亮度电平，故每个像素的信息量为： Ip=-log2(1/8)=3 (b/pix) 并且每帧图像的信息量为

I F=300 000 x 3=900 000 （b/F ） 因为每秒传输25帧图像，所以要求传输速率为 Rb=900 000 x 25=22 500 000=1065.22⨯

(b/s)

信道的容量Ct 必须不小于此Rb 的值。将上述数值代入香农公式 )N

S (12l +

=og B t C

得到：1065.22⨯

=Blog2(1+1000)

≈ 9.97B

最后得到所需带宽

B=(10

65.22⨯)/9.97=2.26 (MHz)