通信原理重点知识总结(PPT56页)
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通信原理总结PPT课件(通信原理)
，即 ｆｃ≥２ｆｍ 即可产生抑制载波的双边带调
幅信号。第二项即是。
7
8
例2 已知调幅波的表达式为：
Sm(ｔ)=0.125COS2（104）t + 4COS2(1.1104)t+0.125 COS2(1.2104)t
试求其中：
1) 载频是多少？
2) 调幅指数为多少？
3) 调制频率是多少？
解 Sm(ｔ)=[４＋0.25COS2(０.1×104)t］ COS2（1.1104）t
13
例5 已知(15,11)汉明码的生成多项式为
g(x)=x4+x3+1
试求其生成矩阵和监督矩阵
解 n=15 k=11
r=4
101010101111000
H=
110011110100100 111100111000010
111111000010001
14
G=[Ik PT]
1
1
1 1
0
=1 1
1
01 1
H = [P Ir]=
1110100 0111010 1101001
20
例9： +32sinω1t），f1=1KHz，fc=100MHz。 1）该角调波为调频还是调相？ 2）若为调频波，频敏度Kf=106rad/V-S，求 调制信号m（t）的表达式，m（t）的峰值、
1
1
1111 0111 1011 0011 1101 0101 1110 0110 1010 1100 1001
15
例6 已知双边带调制系统的等效模型 如图示：
•A
LPF
×
B
＋
×
C
LPF
其中，LPF的截止频率为4000Hz，噪声N（t） 为高斯白噪声，其双边功率谱密度 n0/2=2×10-7W/Hz，若要求从A到C的通信信 道容量不小于40000bit/s，试求B点信号 SDSB（t）的最小功率。
幅信号。第二项即是。
7
8
例2 已知调幅波的表达式为：
Sm(ｔ)=0.125COS2（104）t + 4COS2(1.1104)t+0.125 COS2(1.2104)t
试求其中：
1) 载频是多少？
2) 调幅指数为多少？
3) 调制频率是多少？
解 Sm(ｔ)=[４＋0.25COS2(０.1×104)t］ COS2（1.1104）t
13
例5 已知(15,11)汉明码的生成多项式为
g(x)=x4+x3+1
试求其生成矩阵和监督矩阵
解 n=15 k=11
r=4
101010101111000
H=
110011110100100 111100111000010
111111000010001
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G=[Ik PT]
1
1
1 1
0
=1 1
1
01 1
H = [P Ir]=
1110100 0111010 1101001
20
例9： +32sinω1t），f1=1KHz，fc=100MHz。 1）该角调波为调频还是调相？ 2）若为调频波，频敏度Kf=106rad/V-S，求 调制信号m（t）的表达式，m（t）的峰值、
1
1
1111 0111 1011 0011 1101 0101 1110 0110 1010 1100 1001
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例6 已知双边带调制系统的等效模型 如图示：
•A
LPF
×
B
＋
×
C
LPF
其中，LPF的截止频率为4000Hz，噪声N（t） 为高斯白噪声，其双边功率谱密度 n0/2=2×10-7W/Hz，若要求从A到C的通信信 道容量不小于40000bit/s，试求B点信号 SDSB（t）的最小功率。
通信原理(总复习)-通信PPT课件
通信原理
2021
1
第1章 绪 论
• 内容：通信的基本概念，通信系统的组成，通信系 统的分类与通信方式，信息及其度量，通信系统的
主要性能指标。
• 重点：1.通信系统的一般模型，模拟和数字通信系统 模型。（框图，各部分基本功能）
•
2．信息及其度量（信息。
• 难点：1.通信系统的主要性能指标。
• 6.平稳随机过程通过线性系统
若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 且
E[0 (t)] a
h( )d
a H (0)
P0 ( f ) H ( f ) H ( f ) P2i0(2f1) H ( f ) 2 Pi ( f )
9
• 7.窄带随机过程
– 结论1：一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t) ，它的
信 源 译
码
受 信 者
噪声源
2021
3
图1-5 数字通信系统模型
• 3.数字通信的优缺点
• 优点 – 抗干扰能力强，且噪声不积累 – 传输差错可控 – 便于处理、变换、存储 – 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 – 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 – 易于加密处理，且保密性好
• 缺点： – 需要较大的传输带宽 – 对同步要求高
• 6.计算离散信源的信息量、熵
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
（b）
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特 / 符号）
i 1
2021
P(xM )[ log2 P(xM )]
(1.4 6)
2021
1
第1章 绪 论
• 内容：通信的基本概念，通信系统的组成，通信系 统的分类与通信方式，信息及其度量，通信系统的
主要性能指标。
• 重点：1.通信系统的一般模型，模拟和数字通信系统 模型。（框图，各部分基本功能）
•
2．信息及其度量（信息。
• 难点：1.通信系统的主要性能指标。
• 6.平稳随机过程通过线性系统
若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 且
E[0 (t)] a
h( )d
a H (0)
P0 ( f ) H ( f ) H ( f ) P2i0(2f1) H ( f ) 2 Pi ( f )
9
• 7.窄带随机过程
– 结论1：一个均值为零的窄带平稳高斯过程(t) ，它的
信 源 译
码
受 信 者
噪声源
2021
3
图1-5 数字通信系统模型
• 3.数字通信的优缺点
• 优点 – 抗干扰能力强，且噪声不积累 – 传输差错可控 – 便于处理、变换、存储 – 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 – 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 – 易于加密处理，且保密性好
• 缺点： – 需要较大的传输带宽 – 对同步要求高
• 6.计算离散信源的信息量、熵
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
（b）
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特 / 符号）
i 1
2021
P(xM )[ log2 P(xM )]
(1.4 6)
通信原理期末考试复习重点总结(完整版)(通信原理知识点总结)
通信原理期末考试复习重点总结(完整版)（通信
原理知识点总结）
通信原理知识点总结
通信原理期末考试复习重点总结(完整版)
《通信原理》考试重要知识点
第1章绪论
掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。
熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。
了解内容：通信的概念与发展；
1、信号：消息的电的表示形式。
在电通信系统中，电信号是消息传递的物质载体。
2、消息：信息的物理表现形式。
如语言、文字、数据或图像等。
3、信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。
5、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。
6、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲
的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的。
8、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。
9
、通信系统的一般模型
第1页下一页。
《通信原理详尽》课件
调相广播是指采用调相方式进行无线电广播的方 式。调相广播具有传输距离远、覆盖范围广等特 点。
调频广播与调相广播的比较
调频广播在音质、抗干扰能力和覆盖范围等方面 表现优于调相广播，因此在现代无线电广播中占 据主导地位。
04
数字通信原理
数字信号的特性
离散性
确定性
数字信号在时间上和幅度上都是离散的， 取值一般为二进制形式（0或1）。
信息源
产生原始信息的设备，如麦克 风、键盘等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
目的地
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用物理线路进行信号传输， 如电话线、光纤等。
无线通信
利用电磁波进行信号传输，如 手机、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站进行信号 传输。
数字通信
利用数字信号进行传输，如数 字电视、数字电话等。
信号的特性
幅度、频率、相位等。
信号的频域分析
傅里叶变换、频谱分析等。
信道的分类与特性
信道的分类
01
有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道等。
信道的特性
02
带宽、容量、噪声等。
信道的衰减
03
随距离、频率等因素变化的信号衰减。
信号在信道中的传
信号传输方式
调制传输、基带传输等。
信号在信道中的Biblioteka 真由于信道特性引起的信号失真。
远程控制
通过无线或有线通信技术，实现 工业设备的远程监控和操作。
物联网
将各种传感器、控制器与互联网 连接起来，实现智能化监控和管
理。
自动化生产线
利用通信技术实现生产线的自动 化控制和数据传输。
调频广播与调相广播的比较
调频广播在音质、抗干扰能力和覆盖范围等方面 表现优于调相广播，因此在现代无线电广播中占 据主导地位。
04
数字通信原理
数字信号的特性
离散性
确定性
数字信号在时间上和幅度上都是离散的， 取值一般为二进制形式（0或1）。
信息源
产生原始信息的设备，如麦克 风、键盘等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
目的地
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用物理线路进行信号传输， 如电话线、光纤等。
无线通信
利用电磁波进行信号传输，如 手机、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站进行信号 传输。
数字通信
利用数字信号进行传输，如数 字电视、数字电话等。
信号的特性
幅度、频率、相位等。
信号的频域分析
傅里叶变换、频谱分析等。
信道的分类与特性
信道的分类
01
有线信道与无线信道、对称信道与非对称信道等。
信道的特性
02
带宽、容量、噪声等。
信道的衰减
03
随距离、频率等因素变化的信号衰减。
信号在信道中的传
信号传输方式
调制传输、基带传输等。
信号在信道中的Biblioteka 真由于信道特性引起的信号失真。
远程控制
通过无线或有线通信技术，实现 工业设备的远程监控和操作。
物联网
将各种传感器、控制器与互联网 连接起来，实现智能化监控和管
理。
自动化生产线
利用通信技术实现生产线的自动 化控制和数据传输。
通信原理的讲义通信技术总结-PPT精品文档
加密
如果需要加密，则可对数字化的源信息 进一步处理，变成加密的源信息。
信道编码
加密或不加密的源数字信息要发送出去， 为保证优良的抗误码性能，需要根据信 道的特点做信道编码，如线性分组码， 循环码，卷积码等。
第二步：信道过程
复 用
基带 或 载波 传输
交换 或 路由
解调 （对基 带及 载波）
解 复 用
复用
复用是将多路低速率信号合并成一路高 速率信号 复用的方式主要有 频分（含波分）、时分、码分
基带或载波传输
如采用基带传输，则必须选择合适的来自 型，考虑的因素主要有：保证无直流， 容易提取同步。 在实际传送过程中，还有可能加扰，加 扰的目的是避免连“1”或连“0”的码出 现。 基带信号可以直接放到信道上传输
如采用载波传输 可以选择ASK、FSK、PSK等方式发射出 去。
传输过程中利用的介质可以是大气（无 线）、光纤、双绞线（有线）等。
解调
对基带信号而言，是从基带码型中恢复 “0”、“2”码序列，涉及同步、码型识 别 对载波传输信号而言，是解调、同步、 码识别问题。
解复用
相对于复用的逆过程 将一路高速率信号，分解成多路低速率 信号。
交换及路由
为保证信号正确到达其目的地 在传输节点上必然存在交换和路由的问 题 包括寻径、差错控制、网络管理、信令 等内容。
第三步：信宿过程
信道解码
解密
解压缩及 反PCM变换
信道解码
信道编码的逆过程
解密
加密的逆过程
解压缩及反PCM变换
通信原理重点知识总结-推荐下载
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资料程中管架，合理原则路交叉料试进行正常工及系统并且指导卷技术继电资料避免调试技确灵料试卷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) 。
通信原理汇总PPT学习教案
按照上式画出的模与角频率关系曲线：
多径效应
曲线的最大和最小值位置决定于两条路径的相对 时延差。而 是随时间变化的，所以对于给定频率的信 号，信号的强度随时间而变，这种现象称为衰落现象。 由于这种衰落和频率有关，故常称其为频率选择性衰落。
第29页/共54页
30
第4章 信 道
定义：相关带宽＝1/ 实际情况：有多条路径。
4.3.1 调制信道模型
ei(t)
f
e0(t)
eo (t) f [ei (t)] n(t)
[ei(t)] n(t)
式中
调制信道数学模型
ei (t) － 信道输入端信号电压；
eo (t) － 信道输出端的信号电压；
n(t) － 噪声电压。
通常假设： f [ei (t)] k(t)ei (t)
这时上式变为：eo (t) k(t)ei (t) n(t)
频率 － 100 ~ 4000 MHz
最大距离 < 600 km
第7页/共54页
8
第4章 信 道
流星流星余迹散射 流星余迹
流星余迹散射通信
流星余迹特点 － 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40
km
分钟
存留时间：小于1秒至几
频率 － 30 ~ 100 MHz
距离 － 1000 第km8页以/共上54页 特点 － 低速存储、高速突发、断续传输
损耗最小点：1.31与1.55 m
第13页/共54页
14
第4章 信 道
4.3 信道的数学模型
信道模型的分类：
调制信道
编码信道
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数 字 调
多径效应
曲线的最大和最小值位置决定于两条路径的相对 时延差。而 是随时间变化的，所以对于给定频率的信 号，信号的强度随时间而变，这种现象称为衰落现象。 由于这种衰落和频率有关，故常称其为频率选择性衰落。
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30
第4章 信 道
定义：相关带宽＝1/ 实际情况：有多条路径。
4.3.1 调制信道模型
ei(t)
f
e0(t)
eo (t) f [ei (t)] n(t)
[ei(t)] n(t)
式中
调制信道数学模型
ei (t) － 信道输入端信号电压；
eo (t) － 信道输出端的信号电压；
n(t) － 噪声电压。
通常假设： f [ei (t)] k(t)ei (t)
这时上式变为：eo (t) k(t)ei (t) n(t)
频率 － 100 ~ 4000 MHz
最大距离 < 600 km
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8
第4章 信 道
流星流星余迹散射 流星余迹
流星余迹散射通信
流星余迹特点 － 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40
km
分钟
存留时间：小于1秒至几
频率 － 30 ~ 100 MHz
距离 － 1000 第km8页以/共上54页 特点 － 低速存储、高速突发、断续传输
损耗最小点：1.31与1.55 m
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第4章 信 道
4.3 信道的数学模型
信道模型的分类：
调制信道
编码信道
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数 字 调
通信原理课件同步原理PPT课件
a）窄带滤波器 假设窄带滤波器为单调谐回路，其品质因数为Q。若滤波器的中心
频率W0与载波频率Wc不相等时，会使提取的载波同步信号产生一个稳 态相差
第24页/共56页
2Q w
w0
w w0 wc
希望 小，则Q小；但当Q小时，滤波器的带宽B（
增加，不能保证窄带，相矛盾。此种方法不理想。
） B f0 Q
时还具有了解调功能
第19页/共56页
Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提取载波的常用方法。 ❖ Costas环与平方环相比，在电路上要复杂一些，但它的工作频率为载 波频率，而平方环的工作频率是载波频率的两倍。 ❖ 当环路正常锁定后，Costas环可直接获得解调输出，而平方环则没有 这种功能。
上式含有2W0成分，如果采用一窄带滤波器滤出2W0的分量， 然后再经二分频，便可得所需的载波
cos(w0t)
第14页/共56页
根据上述分析得到平方变换法提取载波的方框图如下：
输入已调 信号
u(t)
（2）平方环法
平方律 e(t) 部件
2滤fc窄波带器
平方变换法提取载波
二分 频 载波输出
在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方 变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常采用平方环法。
一般基带信号的第一零点在f=1/T处。如果信号经过某种 相关编码，其频谱的第一零点在f=1/2T处
在接收端，由窄带滤波器就可以从基带信号中提取位同步信号。
第34页/共56页
位同步插入导频法框图（对应于b)
第35页/共56页
➢由窄带滤波器取出导频的另一路经过移相和放大限幅、微分全波整流、整形 等电路，产生位定时脉冲，微分全波整流电路起到倍频器的作用，因此虽然导 频是 fb /2，但定时脉冲的重复频率变为与码元速率fb相同。 ➢为减小导频对信号的影响，应从接收的总信号中减去导频信号。由窄带滤波 器取出的导频（fb/2）经过移相和倒相后，再经过相加器把基带数字信号中的 导频成分抵消。 ➢图中两个移相器都是用来消除由窄带滤波器等引起的相移，这两个移相器可 以合用。
频率W0与载波频率Wc不相等时，会使提取的载波同步信号产生一个稳 态相差
第24页/共56页
2Q w
w0
w w0 wc
希望 小，则Q小；但当Q小时，滤波器的带宽B（
增加，不能保证窄带，相矛盾。此种方法不理想。
） B f0 Q
时还具有了解调功能
第19页/共56页
Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提取载波的常用方法。 ❖ Costas环与平方环相比，在电路上要复杂一些，但它的工作频率为载 波频率，而平方环的工作频率是载波频率的两倍。 ❖ 当环路正常锁定后，Costas环可直接获得解调输出，而平方环则没有 这种功能。
上式含有2W0成分，如果采用一窄带滤波器滤出2W0的分量， 然后再经二分频，便可得所需的载波
cos(w0t)
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根据上述分析得到平方变换法提取载波的方框图如下：
输入已调 信号
u(t)
（2）平方环法
平方律 e(t) 部件
2滤fc窄波带器
平方变换法提取载波
二分 频 载波输出
在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方 变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常采用平方环法。
一般基带信号的第一零点在f=1/T处。如果信号经过某种 相关编码，其频谱的第一零点在f=1/2T处
在接收端，由窄带滤波器就可以从基带信号中提取位同步信号。
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位同步插入导频法框图（对应于b)
第35页/共56页
➢由窄带滤波器取出导频的另一路经过移相和放大限幅、微分全波整流、整形 等电路，产生位定时脉冲，微分全波整流电路起到倍频器的作用，因此虽然导 频是 fb /2，但定时脉冲的重复频率变为与码元速率fb相同。 ➢为减小导频对信号的影响，应从接收的总信号中减去导频信号。由窄带滤波 器取出的导频（fb/2）经过移相和倒相后，再经过相加器把基带数字信号中的 导频成分抵消。 ➢图中两个移相器都是用来消除由窄带滤波器等引起的相移，这两个移相器可 以合用。
通信原理(全套1162页PPT课件)
108/104
2.4 信號通過線性時不變系統
109/104
2.4 信號通過線性時不變系統
110/104
2.4 信號通過線性時不變系統
111/104
2.4 信號通過線性時不變系統
112/104
2.4 信號通過線性時不變系統
113/104
2.4 信號通過線性時不變系統
114/104
2.4 信號通過線性時不變系統
201/128
3.2 模擬角度調製
202/128
3.2 模擬角度調製
203/128
3.2 模擬角度調製
204/128
3.2 模擬角度調製
205/128
3.2 模擬角度調製
206/128
3.2 模擬角度調製
207/128
3.2 模擬角度調製
208/128
3.2 模擬角度調製
209/128
249/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
250/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
251/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
252/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
253/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
254/128
3.4 *角度調製系統的抗雜訊性能
62/104
2.1 確知信號
63/104
2.1 確知信號
64/104
2.1 確知信號
65/104
2.1 確知信號
66/104
2.1 確知信號
67/104
2.1 確知信號
68/104
2.1 確知信號
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2.4 信號通過線性時不變系統
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3.2 模擬角度調製
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5
信息熵定义
设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即
x1,
x2, , xM
Px1,
Px2,
,
PxM
且有
M
则x1 ,
x2,
x3,…i 1,
P( xM
x所i ) 包 1含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) ， l o g 2 P ( x 2 ) ， ， l o g 2 P ( x M )
由于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵
6
最大信息熵
• 不同的离散信息源可能有不同的熵值。
• 信息源的最大熵发生在每一符号等概率出 现时即
• P(xi)＝ l/n， i＝ l，2，…，n，
• 最大熵值等于
lo2gn(bi/t符号 )
7
信息量
• 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1000B速率传送信息。
中，若码元速率为1200 B，则信息速率
为3600 b/s。
10
数字通信系统的有效性与
可靠性
– 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即Βιβλιοθήκη RB (B/H)zB
或
b
Rb B
b/(sHz)
• 可靠性：常用误码率和误信率表示。
– 误码率
错误码元数 Pe 传输总码元数
– 误信率，又称误比特率
– 信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或 比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps
9
数字通信系统的有效性与
可靠性
–码元速率和信息速率的关系
R bR Blo2M g (b)/s
或
RB
Rb log2 M
(B)
对于二进制数字信号：M = 2，码元 速率和信息速率在数量上相等。
对于多进制，例如在八进制（M = 8）
•把接收到 的信号反 变换，转 换成原始 电信号
•将复原的
原始电信
号转换成
相应的消
息
4
模拟信号与数字信号的区别
– 1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 • 模拟信号和数字信号 – 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续， 例如麦克风输出电压： – 数字信号：代表消息的信号参量取值为有 限个，例如电报信号、计算机输入输出信 号：
于是，每个符号所含平均信息量为
H (x ) P (x 1 )[ lo g 2P (x 1 )] P (x 2 )[ lo g 2P (x 2 )] P (x M )[ lo g 2P (x M )]
M
P (x i) lo g 2P (x i)( 比 特 /符 号 ） i 1
( 1 .4 6 )
即
Pn
(
f
)
n0 2
( f ) － 双边功率谱密度
或
Pn(f)n0 (0f ) － 单边功率谱密度
式中 n0 － 正常数
• 白噪声的自相关函数：对双边功率谱密度取傅里叶 反变换，得到相关函数： R() n0 ()
2
17
高斯白噪声定义
• 白噪声的功率
由于白噪声的带宽无限，其平均功率为无穷大，即
广义平稳与严平稳的关系
把同时满足（1）和（2）的过程定义为 广义平稳随机过程。显然，严平稳随机过程 必定是广义平稳的，反之不一定成立。
在通信系统中所遇到的信号及噪声，大 多数可视为平稳的随机过程。因此，研究平 稳随机过程有着很大的实际意义。
14
高斯随机过程
• 3.3 高斯随机过程（正态随机过程）
• （1）求传送1小时的信息量； • （2）求传送1小时可能达到的最大信息
量。
数字通信系统的有效性与 可靠性
– 数字通信系统
• 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
– 码元（符号）传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送 码元的数目，单位为波特（Baud），简记为B。
1 – 式中T － 码元的R持B续时T间（(秒B)）
• 广义平稳的高斯过程也是严平稳的。
• 因为，若高斯过程是广义平稳的，即其均值与时
间无关，协方差函数只与时间间隔有关，而与时间
起点无关，则它的n维分布也与时间起点无关，故
它也是严平稳的。所以，高斯过程若是广义平稳的，
则也严平稳。
16
白噪声定义
– 白噪声n (t)
• 定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声，
• 1.2 通信系统的一般模型
Terminal
信 源
MODEM
发送设备
PSTN
信道
MODEM
接收设备
Host
信 宿
•把各种 •对原始发信端号
消息转换 完成某种变
成原始电 换，使之适
信号
合在信道中
传输
•信号传噪输声 的通 道，提供了信源 与信宿之间在电 气上的联系。分 为有线信道和无 线信道两大类
收端
– 3.3.1 定义
– 高斯过程(正态随机过程)：通信领域中最重 要的一种过程，大多数噪声都是高斯型的。
– 如果随机过程 (t)的任意n维（n =1,2,...）分
布均服从正态分布，则称它为正态过程或高斯
过程，n维正态概率密度函数表示式为：
fn(x1,x2,.x .n ； .,t1,t2,.t.n).,
通信原理重点知识总结
题型
• 判断题
– 10分，10题
• 选择题
– 10分，10题
• 填空题
– 20分，每空一分
• 简答题
– 20分，每题5分
• 计算题
– 40分，每题8分
第1章知识点
• 通信系统的基本模型 • 模拟信号与数字信号的区别 • 信息量 • 数字通信系统的有效性与可靠性
通信系统的组成
(2)n/2
11 2..n .B1/2ex2 p B 1jn 1kn 1Bjk (xj jaj)x (k ka k)
式中 a k E [( tk )]k 2 ,E [( tk ) a k ] 2
15
高斯随机过程性质
– 3.3.2 重要性质
• 由高斯过程的定义式可以看出,高斯过程的n维分布 只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。 因此，对于高斯过程，只需要研究它的数字特征就 可以了。
或
R(0) n0df 2
错误比特数 Pb 传输总比特数
在二进制中有
Pb Pe
11
第2、3章知识点
• 能量信号和功率信号的定义 • 广义平稳与严平稳的关系 • 高斯随机过程 • 高斯白噪声
能量信号和功率信号的定义
信号分成两类：
能量信号：能量等于一个有限正值， 但平均功率为0.
功率信号：平均功率是一个有限值， 但能量为无限大。
信息熵定义
设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即
x1,
x2, , xM
Px1,
Px2,
,
PxM
且有
M
则x1 ,
x2,
x3,…i 1,
P( xM
x所i ) 包 1含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) ， l o g 2 P ( x 2 ) ， ， l o g 2 P ( x M )
由于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵
6
最大信息熵
• 不同的离散信息源可能有不同的熵值。
• 信息源的最大熵发生在每一符号等概率出 现时即
• P(xi)＝ l/n， i＝ l，2，…，n，
• 最大熵值等于
lo2gn(bi/t符号 )
7
信息量
• 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1000B速率传送信息。
中，若码元速率为1200 B，则信息速率
为3600 b/s。
10
数字通信系统的有效性与
可靠性
– 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即Βιβλιοθήκη RB (B/H)zB
或
b
Rb B
b/(sHz)
• 可靠性：常用误码率和误信率表示。
– 误码率
错误码元数 Pe 传输总码元数
– 误信率，又称误比特率
– 信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或 比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps
9
数字通信系统的有效性与
可靠性
–码元速率和信息速率的关系
R bR Blo2M g (b)/s
或
RB
Rb log2 M
(B)
对于二进制数字信号：M = 2，码元 速率和信息速率在数量上相等。
对于多进制，例如在八进制（M = 8）
•把接收到 的信号反 变换，转 换成原始 电信号
•将复原的
原始电信
号转换成
相应的消
息
4
模拟信号与数字信号的区别
– 1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 • 模拟信号和数字信号 – 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续， 例如麦克风输出电压： – 数字信号：代表消息的信号参量取值为有 限个，例如电报信号、计算机输入输出信 号：
于是，每个符号所含平均信息量为
H (x ) P (x 1 )[ lo g 2P (x 1 )] P (x 2 )[ lo g 2P (x 2 )] P (x M )[ lo g 2P (x M )]
M
P (x i) lo g 2P (x i)( 比 特 /符 号 ） i 1
( 1 .4 6 )
即
Pn
(
f
)
n0 2
( f ) － 双边功率谱密度
或
Pn(f)n0 (0f ) － 单边功率谱密度
式中 n0 － 正常数
• 白噪声的自相关函数：对双边功率谱密度取傅里叶 反变换，得到相关函数： R() n0 ()
2
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高斯白噪声定义
• 白噪声的功率
由于白噪声的带宽无限，其平均功率为无穷大，即
广义平稳与严平稳的关系
把同时满足（1）和（2）的过程定义为 广义平稳随机过程。显然，严平稳随机过程 必定是广义平稳的，反之不一定成立。
在通信系统中所遇到的信号及噪声，大 多数可视为平稳的随机过程。因此，研究平 稳随机过程有着很大的实际意义。
14
高斯随机过程
• 3.3 高斯随机过程（正态随机过程）
• （1）求传送1小时的信息量； • （2）求传送1小时可能达到的最大信息
量。
数字通信系统的有效性与 可靠性
– 数字通信系统
• 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
– 码元（符号）传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送 码元的数目，单位为波特（Baud），简记为B。
1 – 式中T － 码元的R持B续时T间（(秒B)）
• 广义平稳的高斯过程也是严平稳的。
• 因为，若高斯过程是广义平稳的，即其均值与时
间无关，协方差函数只与时间间隔有关，而与时间
起点无关，则它的n维分布也与时间起点无关，故
它也是严平稳的。所以，高斯过程若是广义平稳的，
则也严平稳。
16
白噪声定义
– 白噪声n (t)
• 定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声，
• 1.2 通信系统的一般模型
Terminal
信 源
MODEM
发送设备
PSTN
信道
MODEM
接收设备
Host
信 宿
•把各种 •对原始发信端号
消息转换 完成某种变
成原始电 换，使之适
信号
合在信道中
传输
•信号传噪输声 的通 道，提供了信源 与信宿之间在电 气上的联系。分 为有线信道和无 线信道两大类
收端
– 3.3.1 定义
– 高斯过程(正态随机过程)：通信领域中最重 要的一种过程，大多数噪声都是高斯型的。
– 如果随机过程 (t)的任意n维（n =1,2,...）分
布均服从正态分布，则称它为正态过程或高斯
过程，n维正态概率密度函数表示式为：
fn(x1,x2,.x .n ； .,t1,t2,.t.n).,
通信原理重点知识总结
题型
• 判断题
– 10分，10题
• 选择题
– 10分，10题
• 填空题
– 20分，每空一分
• 简答题
– 20分，每题5分
• 计算题
– 40分，每题8分
第1章知识点
• 通信系统的基本模型 • 模拟信号与数字信号的区别 • 信息量 • 数字通信系统的有效性与可靠性
通信系统的组成
(2)n/2
11 2..n .B1/2ex2 p B 1jn 1kn 1Bjk (xj jaj)x (k ka k)
式中 a k E [( tk )]k 2 ,E [( tk ) a k ] 2
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高斯随机过程性质
– 3.3.2 重要性质
• 由高斯过程的定义式可以看出,高斯过程的n维分布 只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。 因此，对于高斯过程，只需要研究它的数字特征就 可以了。
或
R(0) n0df 2
错误比特数 Pb 传输总比特数
在二进制中有
Pb Pe
11
第2、3章知识点
• 能量信号和功率信号的定义 • 广义平稳与严平稳的关系 • 高斯随机过程 • 高斯白噪声
能量信号和功率信号的定义
信号分成两类：
能量信号：能量等于一个有限正值， 但平均功率为0.
功率信号：平均功率是一个有限值， 但能量为无限大。