题型
填空题20题 每题一分简答题 3题 共18分作图题 2题 共27分计算题 3题 共35分
第一章
1、消息、信息与信号
消息是信息的物理形式；信息是消息的有效内容；信号是消息的传输载体。2、通信系统的一般模型：信源—发送设备—信道（噪声源）—接收设备—信宿
数字通信系统模型：信源－信源编码—加密－信道编码－数字调制－信道（噪声源）－数字解调—信道译码—解密—信源译码－信宿
模拟通信系统模型：模拟信源—调制器—信道（噪声源）—解调器—信宿3、数字通信的优缺点
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.易于集成、加密5.可以将来自不同信源的信号综合到一起传输
缺点：1.需要较大的传输带宽2.对同步要求高，因而系统设备复杂4、通信系统的分类（记忆）
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、图像通信系统等。按调制方式分类：基带传输系统和带通传输系统 。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 。
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等。按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用。5、通信方式
按照信号传输方向和时间的关系分为三类：单工、半双工和全双工通信。（1）单工通信：消息只能单方向传输的工作方式，
（2）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，（3全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式。按数据码元传输方式分为串型和并行传输。
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。
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。
其他分类方式：同步通信和异步通信、专线通信和网通信。6、信息及其度量（计算）等概率传输时，信源的熵最大。通常广泛使用的单位为比特，这时有
若有M个等概率波形（P = 1/M），且每一个波形的出现是独立的，则传送M进制波形之一
的信息量为 百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳，省得麻烦迫对于非等概率情况。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)独立出现每个符号所含平均信息量（信息源的熵）为
7、通信系统的主要性能指标有效性：带宽和频带利用率
可靠性：抗燥性能（输出信噪比）、误码率
第四章
1、无线信道：利用电磁波在空间的传播来传输信号。无线信道电磁波的频率 － 受天线尺寸限制。无线信道包括电磁波的分类：
地波：频率 < 2 MHz，有绕射能力，距离：数百或数千千米 ，用于AM广播。
天波：频率：2 ~ 30 MHz，特点：被电离层反射，一次反射距离：< 4000 km，用于远程短波通信。
视线传播：频率 > 30 MHz，距离: 和天线高度有关，用于卫星和外太空通信、超短波及微波通信。
增大视线传播距离的其他途径：1.中继通信：无线电中继2.卫星通信：静止卫星、移动卫
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3.平流层通信
除上诉三种传播方式外，电磁波还可以经过散射方式传播。散射传播
电离层散射：机理 － 由电离层不均匀性引起，频率 － 30 ~ 60 MHz，距离 － 1000 km以上。
对流层散射：机理 － 由对流层不均匀性（湍流）引起，频率 － 100 ~ 4000 MHz，最大距离 < 600 km。
流星流星余迹散射：流星余迹特点 － 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km，存留时间：小于1秒至几分钟，频率 － 30 ~ 100 MHz，距离 － 1000 km以上，特点 － 低速存储、高速突发、断续传输。
2、有线信道主要分为三类：明线、对称电缆：由许多对双绞线组成、同轴电缆。
传播光信号的有线信道是光纤。光纤结构：纤芯，包层。按折射率分类：阶跃型，梯度型；按模式分类：多模光纤，单模光纤。
3、信道的数学模型：调制信道和编码信道
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。乘性干扰使信号产生各种失真，包括线性失真、非线性失真、时间延迟以及衰减等。因乘性干扰随时间变，故信道称为时变信道。因噪声干扰与信道输入端信号电压相乘，故称其为乘性干扰。
因乘性干扰作随机变化，故又称信道为随参信道。若乘性干扰变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。编码信道模型主要用于定量表示错误的转移概率描述其特性。
4、信道特性对信号传输的影响：恒参信道产生的失真主要是线性失真，通常用线性网络补偿。随参信道对于信号传输的影响主要是多径效应。恒参信道的影响：
恒参信道举例：各种有线信道、卫星信道…
恒参信道—非时变线性网络—信号通过线性系统的分析方法。线性系统中无失真条件：
振幅～频率特性：为水平直线时无失真。
相位～频率特性：要求其为通过原点的直线，即群时延为常数时无失真。频率失真：振幅～频率特性不良引起的频率失真—波形畸变—码间串扰解决办法：线性网络补偿
相位失真：相位～频率特性不良引起的对语音影响不大，对数字信号影响大解决办法：同上
非线性失真（可能存在于恒参信道中）
定义：输入电压～输出电压关系。是非线性的。其他失真：频率偏移、相位抖动变参信道的影响
变参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。变参信道举例：天波、地波、视距传播、散射传播…变参信道的特性：衰减随时间变化；时延随时间变化
多径效应：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。多径效应的影响：多径效应会使数字信号的码间串扰增大。为了减小码间串扰的影响，通常要降低码元传输速率。因为，若码元速率降低，则信号带宽也将随之减小，多径效应的影响也随之减轻。
结论：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 － 衰落周期和码元周期可以相比。另外一种衰落：慢衰落 － 由传播条件引起的。 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。经过信道传输后的数字信号分为三类：
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。
5、信道中的噪声（高斯白噪声）
噪声：信道中存在的不需要的电信号。又称加性干扰。
按噪声来源分类：人为噪声 － 例：开关火花、电台辐射。自然噪声 － 例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声。
热噪声：来源：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 频率范围：均匀分布在大约 0 ～ 1012 Hz。性质：高斯白噪声。
热噪声经过接收机带通滤波器的过滤后，其带宽受到了限制，成为窄带噪声。
噪声等效带宽的物理概念：以此带宽作一矩形滤波特性，则通过此特性滤波器的噪声功率，等于通过实际滤波器的噪声功率。
6、信道容量（计算）：指信道能够传输的最大平均信息速率。离散信道容量：
每个发送符号xi的平均信息量，既信源的熵
接收yj符号已知后，发送符号xi的平均信息量
收到一个符号的平均信息量=[H(x) – H(x/y)] （比特 / 符号）容量C的定义：每个符号能够传输的平均信息量最大值
(比特/符号)
当信道中的噪声极大时，H(x / y) = H(x)。这时C = 0，即信道容量为零。信道容量Ct等于:
(b/s)
连续信道容量：
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S － 信号平均功率 （W）； N － 噪声功率（W）； B － 带宽（Hz）。
连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。
当给定S / n0时，若带宽B趋于无穷大，信道容量不会趋于无限大，而只是S / n0的1.44倍。这是因为当带宽B增大时，噪声功率也随之增大。
【例4.6.2】已知黑白电视图像信号每帧有30万个像素；每个像素有8个亮度电平；各电平独立地以等概率出现；图像每秒发送25帧。若要求接收图像信噪比达到30dB，试求所需传输带宽。【解】因为每个像素独立地以等概率取8个亮度电平，故每个像素的信息量为Ip = -log2(1/ 8) = 3 (b/pix)
并且每帧图像的信息量为IF = 300,000 X3 = 900,000 (b/F)因为每秒传输25帧图像，所以要求传输速率为Rb = 900,000 X25 = 22,500,000 = 22.5X106 (b/s)
信道的容量Ct必须不小于此Rb值。将上述数值代入式：得到
最后得出所需带宽相同定理
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(建议下载)通信原理复习题
