通信原理精华版复习资料

第一章

基带信号：

1）信源发出的原始信号；

2）没有经过调制的信号；

3）频谱通常从零频附近开始。

已调信号（带通信号）：经过调制以后的信号。

两个基本特征：1）携带有信息；2）频谱通常具有带通形式。

信源编码2个基本功能：1提高信息传输的有效性；2完成模/数（A/D）转换。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

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 P007

（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、远红外线通信。（7）按信号复用方式分类：频分复用（频谱搬移）、时分复用（脉冲调制）和码

分复用（用正交的编码分别携带不同信号）。

通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性

有效性是指传输一定信息量所占用的频带宽度，即频带利用率；

可靠性是指传输信息的准确程度。

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。

第三章随机过程

随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。

随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：

①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。

随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。

各态历经的含义：随机过程中的任一次实现都经历了随机过程的所有可能状态。因此，关于各态历经性的一个直接结论是，在求解各种统计平均时，无需作无限多次的考察，只要获得一次考察，用一次实现的“时间平均”值代替过程的“统计平均”值即可，从而使测量和计算的问题大为简化。

若一个随机过程的统计特性与时间起点无关，即时间平移不影响其任何统计特性，则称之为严平稳随机过程。

广义平稳：（1）均值与t无关，为常数a；（2）自相关函数只与时间间隔~ =t2-t1有关，即R（t1,t1+~ )=R(~ )。

严平稳随机过程必定是广义平稳的，反之不一定成立。

窄带随机过程：若随机过程ξ(t)的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << fc的条件，且 fc 远离零频率，则称该ξ(t)为窄带随机过程。

窄带高斯过程的包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

一个均值为零的窄带平稳高斯过程，它的同相分量和正交分量同样是平稳高斯过程，而且均值为零，方差也相同。同一时刻的同相分量和正交分量互不相关或统计独立。

正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从广义瑞利分布（莱斯分布）。

第四章信道

调制信道分类：随参信道和恒参信道。

随参信道：特性随机变化的信道称为随机参量信道，简称随参信道。

恒参信道：信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。称为恒定参量信道，简称恒参信道。

编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误。用错误概率来描述编码信道的特性。编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造

成的。

恒参信道的主要传输特性通常用振幅--频率特性和相位--频率特性来描述。

码间串扰：在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。

频率失真：指由于信道的振幅——频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。

相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信号产生的失真称为相位失真。

频率失真和相位失真都是线性失真；可以用线性网络进行补偿。

非线性失真：是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系。这种失真主要是由于信道中的元器件不理想造成的。

频率偏移：是指信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。主要是由于发送端和接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起的。

随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。

随参信道的特性（或“时变”表现在哪些方面）：

1）信号的传输衰减随时间而变；

2）信号的传输时延随时间而变；

3）信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。多径传播对信号的影响称为多径效应。

多径传播使信号包络产生的起伏虽然比信号的周期缓慢，但是仍然可能是在秒或秒以下的数量级，衰落的周期常能和数字信号的一个码元周期相比较，故通常将由多径效应引起的衰落称为快衰落。

即使没有多径效应，仅有一条无线电路径传播时，由于路径上季节、日夜、天气等的变化，也会使信号产生衰落现象。这种衰落的起伏周期可能较长，甚至以若干天或若干小时计，故称这种衰落为慢衰落。

由于信道中的噪声n(t)是叠加在信号上的，而且无论有无信号，噪声n(t)是始终存在的。通常称之为加性噪声或加性干扰。

k(t)是时间t的函数，即表示信道的特性是随时间变化的，随时间变化的信道称为时变信道。k(t)可以看作是对时变信道中信号的一种干扰，称为乘性干扰。接收信号的分类

（1）确知信号：接收端能够准确知道其码元波形的信号。

（2）随相信号：接收码元的相位随机变化。

（3）起伏信号：接收信号的包络随机起伏、相位也随机变化。通过多径信道传输的信号都具有这种特性。

将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。

通信系统中的噪声是叠加在信号上的，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。

噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。

热噪声：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。

按噪声性质分类

（1）脉冲噪声；（2）窄带噪声；（3）起伏噪声；