通信原理知识点归纳

第一章
1.通信—按照传统的理解就是信息的传输。

2.通信的目的：传递消息中所包含的信息。

3.信息：是消息中包含的有效内容。

4.通信系统模型：
5.通信系统分为：模拟通信系统模型和数字通信系统模型。

6.数字通信的特点：
（1）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
便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
（2）缺点：
需要较大的传输带宽
对同步要求高
7.通信方式（信号的传输方式）
（1）单工、半双工和全双工通信
（A）单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
（B）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
（C）全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式
(2)并行传输和串行传输
（A）并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施
缺点：需要n 条通信线路，成本高
（B）串行传输：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用
缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
8.则P(x) 和I 之间应该有如下关系：
I 是P(x) 的函数：I ＝I [P(x)]
P(x) ↑，I ↓；P(x) ↓，I ↑；
P(x) = 1时，I＝0；P(x) = 0时，I＝∞；
9.通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性
码元传输速率R B ：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 。

式中T － 码元的持续时间（秒）
误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切的说，误码率是指码元在传输系统中被传错的概率。

第四章
1.信道连接发送端和接收端的通信设备，其功能是将信号发送端传送到接收端。

2.信道分类：
无线信道 － 电磁波（含光波） 有线信道 － 电线、光纤
3.有线信道：明线，对称电缆，同轴电缆
4.由于信道中的噪声是叠加在信号上的，而且无论有无信号，噪声是始终存在的，因此通常称它为加性噪声或加性干扰
5.
因k (t )随t 变，故信道称为时变信道。

因k (t )与e i (t )相乘，k (t )可以看作是对信号的一种干扰，故称其为乘性干扰。

6，用错误概率描述编码信道的特性，错误概率也叫转移概率。

7.接收信号：
8. 因传播有了起伏的现象称为衰落。

发射信号为单频恒幅正弦波时，接收信号因多径效应变成包络起伏的窄带信号，这种包络起伏称为快衰落（有多效应引起的衰落） － 衰落周期和码元周期可以相比。

慢衰落（起伏周期较长） － 由传播条件引起的。

9.噪声分为人为噪声和自然噪声。

10.信道容量 即
)
()()()(t n t e t k t e i o +=∑∑==+=-=n i n
i i i i i t t t t t t t R 1100)]
(cos[)()]([cos )()(ϕωμτωμ)/(1log 02s b B n S B C t ⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛+=⎪⎫ ⎛+=⎪⎫ ⎛+=⎪⎫
⎛+=1log /1log 1log E B T E B S B C b b b
第五章
1.AM 信号的平均值
2.
3.
E(t)=A 0+m(t)+n c (t)
第六章
1.
数字基带信号 － 未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。

数字基带传输系统 －不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。

2.
S
c AM P P t m A P
+=+=2
)(2220
220()[()()]()
c s E t A m t n t n t =+++
(a)单极性波形：该波形的特点是电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL 、CMOS 电路产生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。

(b)双极性波形：当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。

(c)单极性归零(RZ)波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。

通常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%。

从单极性RZ 波形可以直接提取定时信息 。

与归零波形相对应，上面的单极性波形和双极性波形属于非归零(NRZ)波形，其占空比等于100％。

(d)双极性归零波形：兼有双极性和归零波形的特点。

使得接收端很容易识别出每个码元的起止时刻，便于同步。

3.随机序列s(t)的双边功率谱密度 单边功率谱密度为
4.二进制基带信号的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G 1(f )和G 2(f ) 。

时间波形的占空比越小，占用频带越宽。

若以谱的第1个零点计算， NRZ(τ = Ts )基带信号的带宽为BS = 1/τ = fs ；RZ(τ = Ts / 2)基带信号的带宽为BS = 1/τ = 2fs 。

其中fs = 1/Ts ，是位定时信号的频率，它在数值上与码元速率RB 相等。

5.单极性基带信号是否存在离散线谱取决于矩形脉冲的占空比。

单极性NRZ 信号中没有定时分量，若想获取定时分量，要进行波形变换；单极性RZ 信号中含有定时分量，可以直接提取它。

“0”、“1”等概的双极性信号没有离散谱，也就是说没有直流分量和定时分量。

6.AMI 码：传号交替反转码
编码规则：将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。

例： 消息码: 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 … AMI 码： 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 –1 +1 0 0 –1 +1… AMI 码对应的波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。

AMI 码的优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况；如果它是AMI-RZ 波形，接收后只要全波整流，就可变为单极性RZ 波形，从中可以提取位定时分量
AMI 码的缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。

解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB 码。

7.HDB3码：3阶高密度双极性码
它是AMI 码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI 码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。

编码规则：
2
12()(1)()()S S P f f P P G f G f =--2
212(0)(1)(0)()
s
f PG P G f δ++-212()()()(1)()()s u v S P f P f P f f P P G f G f =+=--2
12[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞
=-∞
++--∑
22
121
2()(1)()(),0S S S S m f PG mf P G mf f mf f δ
∞
=++--≥∑
（1）检查消息码中“0”的个数。

当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；
（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V 称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；
（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。

V的取值为+1或-1；
（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；
（5）V码后面的传号码极性也要交替。

例：
消息码： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 l 1 AMI码：-1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1
HDB码：-1 0 0 0 –V +1 0 0 0 +V -1 +1-B 0 0 –V +B 0 0 +V -l +1
其中的±V脉冲和±B脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。

HDB3码的译码：
HDB3码的编码虽然比较复杂，但译码却比较简单。

从上述编码规则看出，每一个破坏脉冲V总是与前一非“0”脉冲同极性(包括B在内)。

这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连“0”符号，从而恢复4个连“0”码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。

8.码间串扰：系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，拖延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。

9
第七章
1.数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。

数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。

2.数字调制技术有两种方法：
利用模拟调制的方法去实现数字式调制；
通过开关键控载波，通常称为键控法。

基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控
3.
2ASK 信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若只计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有
式中 fs = 1/Ts 即，2ASK 信号的传输带宽是码元速率的两倍。

4.2DPSK 信号的解调方法
（1）相干解调(极性比较法)加码反变换法
原理：先对2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。

在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。

（2）差分相干解调(相位比较）法
5.误码率：是衡量一个数字通信系统性能的重要指标。

也就是说，反变换器总是使误码率增加，增加的系数在1~2之间变化。

从横向比较，对同一调制方式，采用相干解调当时的误码率低于非相干解调方式的误码率。

相干2PSK 的性能最好，2FSK 的次之，2ASK 最差。

6.当前信号码元宽度为Ts 时，2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度近似为2/Ts. 8.2FSK 系统的频带利用率最低。

9.在选择数字调制方式时，还应考虑系统的最佳判决门限对信道特性的变化是否敏感。

10.对于2ASK 系统，判决器的最佳判决门限为a/2(当P(1)=P(0)时)，它与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。

11.三最：2PSK 的性能最好，误码率最小
2FSK 的频带利用率最低 2ASK 最敏感
s ASK f
B 22
第九章
1数字化过程包括三个步骤：抽样，量化，编码 2.电话信号的压缩率
A 压缩律是指符合下式的对数压缩规律： 式中，x － 压缩器归一化输入电压； y － 压缩器归一化输出电压； A － 常数，它决定压缩程度。

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤++≤<+=11,ln 1ln 110,ln 1x A A
Ax A
x A Ax
y。