通信原理知识点

第一章

1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。

2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，

3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。

4.数字通信已成为当前通信技术的主流。

5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。

6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。

7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。

8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。

9.一个二进制码元含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，信源的熵有最大值。

10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。

11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。

12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。

13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。

第二章

14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。

15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。

16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。

17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。

18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。

19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。

20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。

21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。

22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|²，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|²δ（f-nf0）的形式。

23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。

24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。

25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信号的平均功率。互相关函数反映两个信号的相关程度，它和时间无关，只和时间差有关，并且互相关函数和两个信号相乘的前后次序有关。

26.能量信号的自相关函数和其能量谱密度构成一对傅里叶变换。

27.周期性功率信号的自相关函数和其功率谱密度构成一对傅里叶变换。

28.能量信号的互相关函数和其互能量谱密度构成一对傅里叶变化。

29周期性功率信号的互相关函数和其互功率谱密度构成一对傅里叶变换。

第三章

1.通信中的信号和噪声都可以看作随时间变化的随机过程。

2.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。

3.随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。若一个随机过程的统计特性与时间起点无关，则称其为严平稳过程。

4.数字特征则是另一种描述随机过程的简洁手段。若过程的均值是常数，且自相关函数R（t1，t1+τ）=R（τ），则称该过程为广义平稳过程。

5.若一个过程是严平稳的，则它必是广义平稳的，反之不一定成立。

6.若一个过程的时间平均等于对应的统计平均，则该过程是各态历经性的。

7.若一个过程是各态历经性的，则它也是平稳的，反之不一定成立。

8.广义平稳过程的自相关函数R（τ）是时间差τ的偶函数，且R（0）等于总平均功率，是R（τ）的最大值。功率谱密度是自相关函数傅里叶变换（维纳——辛钦定理）：

这对变换确定了时域和频域的转换关系。

9.高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。一维概率分布只取决于均值和方差。二维概率分布主要取决于相关函数。高斯过程经过线性变换后的过程仍为高斯过程。

10.正态分布函数与Q（x）或erf（x）函数的关系在分析数字通信系统的抗噪声性能时非常有用。

11.平稳随机过程通过线性系统后，其输出过程也是平稳的，且

12.窄带随机过程及正弦波加窄带高斯噪声的统计特性，更适合对调制系统/带通型系统/无线通信衰落多径信道的分析。

13.瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络一般为莱斯分布。当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。

14.高斯白噪声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，且统计独立。

15.白噪声通过带限系统后，其结果是带限噪声。理论分析中常见的有低通白噪声和带通白噪声。

第四章

1.无线信道按照传播方式区分，基本上有地波、天波和视线传播三种；另外，还有散射传播，包括对流层散射、电离层散射和流星余迹散射。

2.为了增大通信距离，可以采用转发站转发信号。用地面转发站转发信号的方法称为无线电中继通信；用人造卫星转发信号的方法称为卫星通信；用平流层平台传发信号的方法称为平流层通信。

3.有线信道分为有线电信道和有线光信道两大类。有线电信道有明线、对称电缆、同轴电缆之分。有线光信道中的光信号在光纤中传输。

4.光纤按照传输模式分为单模光纤和多模光纤。按照光纤中折射率变化的不同，光纤又分为阶跃型光纤和梯度型光纤。

5.信道的数学模型分为调制信道模型和编码信道模型两类。调制信道模型用加性干扰和乘性干扰表示信道对于信号传输的影响。加性干扰是叠加在信号上的各种噪声。

6.经过信道传输后的数字信号分为三类：第一类为确知信号；第二类为随机信号；第三类为起伏信号。

7.噪声能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。按照来源分类，噪声可以分成人为噪声和自然噪声两大类。自然噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子的热运动。热噪声本身是白色的。但是，热噪声经过接收机带通滤波的过滤后，其带宽受到了限制，成为窄带噪声。

8.信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量。按照离散信道和连续信道的不同，信道容量分别有不同的计算方法。离散信道的容量单位可以是b/符号或是b/s，连续信道容量的单位是b/s。

9.连续信道容量的公式得知，带宽、信噪比是容量的决定因素，带宽和信噪功率比可以互换，增大带宽可以降低信噪功率比而保持信道容量不变。但是，无限增大带宽，并不能无限增大信道容量。

第五章

1.调制在通信系统中的作用至关重要，它的主要作用和目的：将基带信号（调制信号）变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能。