通信原理知識(shí)點(diǎn)

1、第一章1.通信的目的是傳輸消息中所包含的息。消息是信息的物理表現(xiàn)形式，信息是消息的有效內(nèi)容。.信號(hào)是消息的傳輸載體。2.根據(jù)攜載消息的信號(hào)參量是連續(xù)取值還是離散取值，信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)， 3.通信系統(tǒng)有不同的分類方法。按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)（信號(hào)特征分類），相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)。4.數(shù)字通信已成為當(dāng)前通信技術(shù)的主流。5.與模擬通信相比，數(shù)字通信系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)，可消除噪聲積累；差錯(cuò)可控；數(shù)字處理靈活，可以將來(lái)自不同信源的信號(hào)綜合剄一起傳輸；易集成，成本低；保密性好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是占用帶寬大

2、，同步要求高。 6.按消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系，通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信。7.按數(shù)據(jù)碼先排列的顧序可分為并行傳輸和串行傳輸。8.信息量是對(duì)消息發(fā)生的概率（不確定性）的度量。9.一個(gè)二進(jìn)制碼元含1b的信息量；一個(gè)M進(jìn)制碼元含有l(wèi)og2M比特的信息量。等概率發(fā)送時(shí)，信源的熵有最大值。10.有效性和可靠性是通信系統(tǒng)的兩個(gè)主要指標(biāo)。兩者相互矛盾而又相對(duì)統(tǒng)一，且可互換。在模擬通信系統(tǒng)中，有效性可用帶寬衡量，可靠性可用輸出信噪比衡量。11.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，有效性用頻帶利用率表示，可靠性用誤碼率、誤信率表示。12.信息速率是每秒發(fā)送的比特?cái)?shù)；碼元速率是每秒發(fā)送的碼元個(gè)數(shù)。13.碼元速率在數(shù)值

3、上小于等于信息速率。碼元速率決定了發(fā)送信號(hào)所需的傳輸帶寬。第二章14.確知信號(hào)按照其強(qiáng)度可以分為能量信號(hào)和功率信號(hào)。功率信號(hào)按照其有無(wú)周期性劃分，又可以分為周期性信號(hào)和非周期性信號(hào)。15.能量信號(hào)的振幅和持續(xù)時(shí)間都是有限的，其能量有限，（在無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間上）平均功率為零。功率信號(hào)的持續(xù)時(shí)間無(wú)限，故其能量為無(wú)窮大。 16.確知信號(hào)的性質(zhì)可以從頻域和時(shí)域兩方面研究。17.確知信號(hào)在頻域中的性質(zhì)有4種，即頻譜、頻譜密度、能量譜密度和功率譜密度。18.周期性功率信號(hào)的波形可以用傅里葉級(jí)數(shù)表示，級(jí)數(shù)的各項(xiàng)構(gòu)成信號(hào)的離散頻譜，其單位是V。19.能量信號(hào)的波形可以用傅里葉變換表示，波形變換得出的函數(shù)是信號(hào)的頻

4、譜密度，其單位是V/Hz 。20.只要引入沖激函數(shù)，我們同樣可以對(duì)于一個(gè)功率信號(hào)求出其頻譜密度。21.能量譜密度是能量信號(hào)的能量在頻域中的分布，其單位是J/Hz。功率譜密度則是功率信號(hào)的功率在頻域中的分布，其單位是WHz。22.周期性信號(hào)的功率譜密度是由離散譜線組成的，這些譜線就是信號(hào)在各次諧波上的功率分量|Cn|²，稱為功率譜，其單位為w。但若用函數(shù)表示此譜線。則它可以寫成功率譜密度|C（f）|²（f-nf0）的形式。23.確知信號(hào)在時(shí)域中的特性主要有自相關(guān)函數(shù)和互相天函數(shù)。24.自相關(guān)函數(shù)反映一個(gè)信號(hào)在不同時(shí)間上取值的關(guān)聯(lián)程度。25.能量信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R(O)等于信號(hào)

5、的能量；而功率信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)R(O)等于信號(hào)的平均功率?；ハ嚓P(guān)函數(shù)反映兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)程度，它和時(shí)間無(wú)關(guān)，只和時(shí)間差有關(guān)，并且互相關(guān)函數(shù)和兩個(gè)信號(hào)相乘的前后次序有關(guān)。26.能量信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和其能量譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。27.周期性功率信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和其功率譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。28.能量信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)和其互能量譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變化。29周期性功率信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)和其互功率譜密度構(gòu)成一對(duì)傅里葉變換。第三章1.通信中的信號(hào)和噪聲都可以看作隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程。2.隨機(jī)過程具有隨機(jī)變量和時(shí)間函數(shù)的特點(diǎn)，可以從兩個(gè)不同卻又緊密聯(lián)系的角度來(lái)描述：隨機(jī)過程是無(wú)窮多個(gè)樣本函數(shù)的集合；隨機(jī)

6、過程是一族隨機(jī)變量的集合。3.隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特性由其分布函數(shù)或概率密度函數(shù)描述。若一個(gè)隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)特性與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，則稱其為嚴(yán)平穩(wěn)過程。4.數(shù)字特征則是另一種描述隨機(jī)過程的簡(jiǎn)潔手段。若過程的均值是常數(shù)，且自相關(guān)函數(shù)R（t1，t1+）=R（），則稱該過程為廣義平穩(wěn)過程。5.若一個(gè)過程是嚴(yán)平穩(wěn)的，則它必是廣義平穩(wěn)的，反之不一定成立。6.若一個(gè)過程的時(shí)間平均等于對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)平均，則該過程是各態(tài)歷經(jīng)性的。7.若一個(gè)過程是各態(tài)歷經(jīng)性的，則它也是平穩(wěn)的，反之不一定成立。8.廣義平穩(wěn)過程的自相關(guān)函數(shù)R（）是時(shí)間差的偶函數(shù)，且R（0）等于總平均功率，是R（）的最大值。功率譜密度 是自相關(guān)函數(shù) 傅里葉變換（維

7、納辛欽定理）： 這對(duì)變換確定了時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換關(guān)系。9.高斯過程的概率分布服從正態(tài)分布，它的完全統(tǒng)計(jì)描述只需要它的數(shù)字特征。一維概率分布只取決于均值和方差。二維概率分布主要取決于相關(guān)函數(shù)。高斯過程經(jīng)過線性變換后的過程仍為高斯過程。10.正態(tài)分布函數(shù)與Q（x）或erf（x）函數(shù)的關(guān)系在分析數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能時(shí)非常有用。11.平穩(wěn)隨機(jī)過程 通過線性系統(tǒng)后，其輸出過程 也是平穩(wěn)的，且12.窄帶隨機(jī)過程及正弦波加窄帶高斯噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，更適合對(duì)調(diào)制系統(tǒng)/帶通型系統(tǒng)/無(wú)線通信衰落多徑信道的分析。13.瑞利分布、萊斯分布、正態(tài)分布是通信中常見的三種分布：正弦載波信號(hào)加窄帶高斯噪聲的包絡(luò)一般為萊斯分布

8、。當(dāng)信號(hào)幅度大時(shí)，趨近于正態(tài)分布；幅度小時(shí)，近似為瑞利分布。14.高斯白噪聲是分析信道加性噪聲的理想模型，通信中的主要噪聲源熱噪聲就屬于這類噪聲。它在任意兩個(gè)不同時(shí)刻上的取值之間互不相關(guān)，且統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。15.白噪聲通過帶限系統(tǒng)后，其結(jié)果是帶限噪聲。理論分析中常見的有低通白噪聲和帶通白噪聲。第四章1.無(wú)線信道按照傳播方式區(qū)分，基本上有地波、天波和視線傳播三種；另外，還有散射傳播，包括對(duì)流層散射、電離層散射和流星余跡散射。2.為了增大通信距離，可以采用轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。用地面轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的方法稱為無(wú)線電中繼通信；用人造衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的方法稱為衛(wèi)星通信；用平流層平臺(tái)傳發(fā)信號(hào)的方法稱為平流層通信。3.有線

9、信道分為有線電信道和有線光信道兩大類。有線電信道有明線、對(duì)稱電纜、同軸電纜之分。有線光信道中的光信號(hào)在光纖中傳輸。4.光纖按照傳輸模式分為單模光纖和多模光纖。按照光纖中折射率變化的不同，光纖又分為階躍型光纖和梯度型光纖。5.信道的數(shù)學(xué)模型分為調(diào)制信道模型和編碼信道模型兩類。調(diào)制信道模型用加性干擾和乘性干擾表示信道對(duì)于信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽＜有愿蓴_是疊加在信號(hào)上的各種噪聲。6.經(jīng)過信道傳輸后的數(shù)字信號(hào)分為三類：第一類為確知信號(hào)；第二類為隨機(jī)信號(hào)；第三類為起伏信號(hào)。 7.噪聲能使模擬信號(hào)失真，使數(shù)字信號(hào)發(fā)生錯(cuò)碼，并限制著信息的傳輸速率。按照來(lái)源分類，噪聲可以分成人為噪聲和自然噪聲兩大類。自然噪聲中的熱噪

10、聲來(lái)自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)。熱噪聲本身是白色的。但是，熱噪聲經(jīng)過接收機(jī)帶通濾波的過濾后，其帶寬受到了限制，成為窄帶噪聲。8.信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⒘?。按照離散信道和連續(xù)信道的不同，信道容量分別有不同的計(jì)算方法。離散信道的容量單位可以是b/符號(hào)或是b/s，連續(xù)信道容量的單位是b/s。9.連續(xù)信道容量的公式得知，帶寬、信噪比是容量的決定因素，帶寬和信噪功率比可以互換，增大帶寬可以降低信噪功率比而保持信道容量不變。但是，無(wú)限增大帶寬，并不能無(wú)限增大信道容量。 第五章 1.調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，它的主要作用和目的：將基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）變換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信

11、號(hào)；實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；改善系統(tǒng)抗噪聲性能。2.調(diào)制，是指按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去控制載波的某個(gè)參數(shù)的過程。根據(jù)正弦載波受調(diào)參數(shù)的不同，模擬調(diào)制分為：幅度調(diào)制和角度調(diào)制。 3.線性調(diào)制的通用模型有：濾波器和相移法。 4.解調(diào)是調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號(hào)中的基帶調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。5.解調(diào)方法：相干解調(diào)和非相干解調(diào)。6.相干解調(diào)適用于所有線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。7.實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的關(guān)鍵是接收端要恢復(fù)出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波。8.包絡(luò)檢波是直接從已調(diào)波的幅度中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。它屬于非相干解調(diào)，因此不需要相干解調(diào)。AM信號(hào)一般都采用包絡(luò)檢波。9.角度調(diào)制包括調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）。10.P

12、M信號(hào)的瞬時(shí)相偏與m（t）成正比。11.NBFM信號(hào)的帶寬約為調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍（與AM信號(hào)相同）12.與幅度調(diào)制技術(shù)相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢(shì)是其較高的抗噪聲性能。13.FM信號(hào)的非相干解調(diào)和AM信號(hào)的非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）一樣，都存在“門限效應(yīng)”。14.多路復(fù)用是指在一條信道中同時(shí)傳輸多路信號(hào)。15.常見的復(fù)用方式有：頻分復(fù)用（FDM），時(shí)分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM）等。16.FDM是一種按頻率來(lái)劃分信道的復(fù)用方式；17.FDM的特征是各路信號(hào)在頻域上是分開的，而在時(shí)間上是重疊的第六章：1.基帶信號(hào)：指未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。這些信號(hào)特征是其頻譜從零頻或很低頻率開始，占據(jù)較寬的頻帶。2.基

13、帶信號(hào)處理或變換的目的是使信號(hào)的特性與信道的傳輸特性相匹配。3.數(shù)字基帶信號(hào)是消息代碼的電波表示。表示形式有：?jiǎn)螛O性和雙極性波形、歸零和非歸零波形、差分波形、多電平波形之分，各有不同的特點(diǎn)。4.碼型編碼用來(lái)把原始消息代碼變換成適合于基帶信道傳輸?shù)拇a型。5.常見的傳輸碼型有AMI碼，HDB3碼，雙相碼、CMI碼、nBmB碼和nBmT碼等。6.HDB3碼常適用于A律PCM4次群以下的接口碼型。7.功率譜分析的意義在于，可以確定信號(hào)的帶寬，還可以明確能否從脈沖序列中直接定時(shí)分量，以及采取怎樣的方法可以從基帶脈沖序列中獲得所需的離散分量。8.碼間串?dāng)_和信道噪聲是造成誤碼的兩個(gè)主要因素。如何消除碼間串?dāng)_

14、和減小噪聲對(duì)誤碼率的影響是數(shù)字基帶傳輸中相許研究的問題。9.奈奎斯特帶寬為消除碼間串?dāng)_奠定了理論基礎(chǔ)。=0的理想低通系統(tǒng)可以達(dá)到2Baud/Hz的理論極限值，但它不能物理實(shí)現(xiàn)。實(shí)際中應(yīng)用較多的>0的余弦滾降特性，其中=1的升余弦頻譜特性易于實(shí)現(xiàn)，且響應(yīng)波形的尾部衰減收斂快，有利于減小碼間串?dāng)_和位定時(shí)誤差的影響，但占用帶寬最大，頻帶利用率下降為1Baud/Hz。10.在二進(jìn)制基帶信號(hào)傳輸過程中，噪聲引起的誤碼有兩種差錯(cuò)形式：發(fā)“1”錯(cuò)判為“0”，發(fā)“0”錯(cuò)判為“1”。11.在相同條件下，雙極性基帶系統(tǒng)的誤差雙極性基帶系統(tǒng)的誤碼率比單極性的低，抗噪聲性能好，且在等概條件下，雙極性的最佳判決門

15、限電平為0，與信號(hào)幅度無(wú)關(guān)，因而不隨信道特性變化而變。12.而單極性的最佳判決門限電平為A/2，易受信道特性變化的影響，從而導(dǎo)致誤碼率增大。13.部分響應(yīng)技術(shù)通過有控制地引入碼間串?dāng)_（在接收端加以消除），可以達(dá)到2Band/Hz的理想頻帶利用率，并使波形“尾巴”振蕩衰減加快這樣的兩個(gè)目的。14.部分響應(yīng)信號(hào)是由預(yù)編碼器、相關(guān)編碼器、發(fā)送濾波器、信道和接收濾波器共同產(chǎn)生的。其中，相關(guān)編碼是為了得到預(yù)期的部分響應(yīng)信號(hào)頻譜所必需的。15.預(yù)編碼解除了碼元之間的相關(guān)性。16.實(shí)際中為了減小碼元串?dāng)_的影響，需要采用均衡器進(jìn)行補(bǔ)償。17.實(shí)用的均衡器是有限長(zhǎng)的橫向?yàn)V波器，其均衡原理是直接校正接受波形，盡可

16、能減小碼間串?dāng)_。18.峰值失真和均方失真評(píng)價(jià)均衡效果的兩種度量準(zhǔn)則。19.眼圖為直觀評(píng)價(jià)接收信號(hào)的質(zhì)量提供了一種有效的實(shí)驗(yàn)方法。20.眼圖可以定性反映碼間串?dāng)_和噪聲的影響程度，還可以用來(lái)指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_，改善系統(tǒng)性能。第七章：21.二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的基本方式有：（1）二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）載波信號(hào)的振幅變化；（2）二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）載波信號(hào)的頻率有變化；（3）二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）載波信號(hào)的相位變化。22.由于2PSK體制中存在相位不確定性，又發(fā)展出了差分相移鍵控2DPSK。23.2ASK和2PSK所需的帶寬是碼元速率的2倍；24.2FSK所需的帶寬比2ASK

17、和2PSK都要高。25.各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率取決于解調(diào)器輸入信噪比r。26.在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。27.ASK是一種應(yīng)用最早的基本調(diào)制方式。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，頻帶利用率較高；缺點(diǎn)是抗噪聲性能最差，并且對(duì)信道特性變化敏感，不易使抽樣判決器工作在最佳判決門限狀態(tài)。28.FSK是數(shù)字通信中不可或缺的一種調(diào)制方式。其優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能力較強(qiáng)，不受信道參數(shù)變化的影響，因此FSK特別適合應(yīng)用于衰落信道；缺點(diǎn)是占用頻帶較寬，尤其是MFSK，頻帶利用率較低。目前，調(diào)頻體制主要應(yīng)用于中、低速數(shù)據(jù)傳輸中。29.PSK或DPSK是一種高傳輸效率的調(diào)制方式，

18、其抗噪聲能力比ASK和FSK都強(qiáng)，且不易受信道特性變化的影響，因此在高、中速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。30.絕對(duì)相移（PSK）在相干解調(diào)時(shí)存在載波相位模糊度的問題，在實(shí)際中較少采用于直接傳輸。MDPSK應(yīng)用范圍更為廣泛。第十章1.信源編碼有兩個(gè)功能：模擬數(shù)信號(hào)數(shù)字化和信源壓縮。2.模擬信號(hào)數(shù)字化的目的是使模擬信號(hào)能在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸，特別是能夠和其他數(shù)字信號(hào)一起在寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)中同時(shí)傳輸。3.模擬信號(hào)數(shù)字化需要經(jīng)過三個(gè)步驟，即抽樣、量化和編碼。4.抽樣的理論基礎(chǔ)是抽樣定理。抽樣定理指出，對(duì)于一個(gè)頻帶限制在0ffh內(nèi)的低通模擬信號(hào)抽樣時(shí)，若最低抽樣速率不小于奈奎斯特抽樣速率2fh，則

19、能夠無(wú)失真地恢復(fù)原模擬信號(hào)。5.對(duì)于一個(gè)帶寬為B的帶通信號(hào)而言，抽樣頻率應(yīng)不小于2B+2(fhNb)/n；但是，需要注意，這并不是說任何大于2B+2(fhNb)/n的抽樣頻率都可以從抽樣信號(hào)無(wú)失真地恢復(fù)原模擬信號(hào)。6.已抽樣的信號(hào)仍然是模擬信號(hào)，但是在時(shí)間上是離散的。7.離散的模擬信號(hào)可以變換成不同的模擬脈沖調(diào)制信號(hào)，包括PAM , PDM和PPM。8.抽樣信號(hào)的量化分為兩大類，即標(biāo)量量化和矢量量化。9.抽樣信號(hào)的標(biāo)量量化有兩種方法：一種是均勻量化，另一種是非均勻量化。10.抽樣信號(hào)量化后的量化誤差又稱為量化噪聲。11.電話信號(hào)的非均勻量化可以有效地改善其信號(hào)量噪比。12.為了便于采用數(shù)字電路

20、實(shí)現(xiàn)量化，通常采用13折線法和15折線法代替A律和律。13.量化后的信號(hào)變成了數(shù)字信號(hào)，但是，為了適宜傳輸和存儲(chǔ)，通常用編碼的方法將其變成二進(jìn)制信號(hào)的形式。14.電話信號(hào)是最常用的編碼PCM，DPCM和M。15.模擬信號(hào)數(shù)字化后，變成了在時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)。這就為時(shí)分復(fù)用（TDM）提供了基本條件。16.由于時(shí)分復(fù)用的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其成為目前代頻分復(fù)用的主流復(fù)用技術(shù)。17.ITU為時(shí)分復(fù)用數(shù)字電話通信定制了PDH和SDH兩套標(biāo)準(zhǔn)建議。18.PDH體系主要適用于較低的傳輸速率，它又分為E和T兩種體系，我國(guó)采用前者（E）作為標(biāo)準(zhǔn)。19.SDH系統(tǒng)適用于15Mb/s以上的數(shù)字電話通信系統(tǒng)，特別是光纖通信系統(tǒng)中。矢量量化是將n個(gè)抽樣值構(gòu)成的n維矢量，在n維歐幾里得空間中進(jìn)行量化，并設(shè)計(jì)量化器（的區(qū)域劃分）使量化誤差的統(tǒng)計(jì)平均值達(dá)到小于給定的數(shù)值。20.量化后的矢量稱為碼字，對(duì)全部碼字進(jìn)行編號(hào)并組成碼書，傳輸時(shí)，僅傳輸碼字的編號(hào)，在接收端將收到的碼字編號(hào)對(duì)照同一碼字查出對(duì)應(yīng)的碼字。21.信源壓縮編碼分為兩類，即有損壓縮和無(wú)損壓縮。22.語(yǔ)音