通信原理复习大纲
第一章
知识点:
1. 什么是信息、消息、通信?
信息是指消息中所包含的对受信者有意义的内容(或有效内容)。 消息是指信源所产生的信息的物理表现。 通信是指一地向另一地进行消息的有效传递
2. 通信系统一般模型具有哪些模块,模拟通信系统、数字通信系统有哪些模块,各模块具有什么功能。(重点)
通信系统一般由信息源、发送设备、信道、噪声源、接受设备、信宿组成。
数字通信系统有信源、信源编码、信道编码、调制、信道、同步。 模拟通信系统有:信源、调制、信道、解调、信宿 信源:将消息转换为电信号的设备。
信源编码:降低数字信号的冗余,提高数字信号的有效性 。 信道编码:增加冗余字符,纠错编码,提高传输的可靠性。 调制:使编码信号特性与信道特性相适应,以通过信道传输 。 信道: 基带信道--可传输很低的频率分量。 频带信道--不能传输很低的频率分量。
同步:数字通信系统中不可缺少的组成部分。发端、收端间需共同的时间标准使收端准确知道每个符号的起止时刻,实现同步接收 3. 什么是基带信号、什么是频带信号?
基带信号:由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。因 而称为数字基带信号。
频带信号:将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制 信号(已调信号或频带信号)
4. 数字通信系统具有哪些特点?
(1)由于数字信号的可能取值数目有限,所以在失真没有超过给定值的条件下,不影响接受的正确判决。
(2)可采用纠错编码等差错控制技术,从而提高系统的抗干扰性。 (3)可采用数字加密技术,从而提高系统的保密度。
(4)可以综合传输各种模拟和数字输入消息,并且便于存储和处理。 (5)和模拟通信设备相比,设计和制造更容易、体积更小、重量更轻。 (6)可以通过信源编码进行压缩,以减小多余度,提高信道利用率。
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(7)输出信噪比随带宽按指数增长。 5. 通信系统可以分为哪些类型? 数字通信系统和模拟通信系统
6. 通信系统的主要性能指标是什么?提高各项指标可以采用什么方法?(重点)
主要性能指标:有效性、可靠性
可以用降低有效性的方法提高可靠性、也可以用降低可靠性的办法提高有效性。
7. 信息速率(Rb)、码速率(RB)、数字进制(M)之间的计算关系。
Rb=RBlog2 M
8. 给定码元概率情况下平均信息量的计算。(重点)
I?log2N(N为信息的数目)
9. 无线信道分为哪些类型?各自的具有什么样的传播特性? 地波传播
频率:2MHz 以下,有一定的绕射能力
绕射:电磁波沿弯曲的地球表面传播所具有的能力 通信距离:可达数百~数千 km 天波传播
频率:2~30MHz 电离层反射
通信距离:单次可达4000km,多次可达10000km 视线传播
频率:30MHz以上
类似光波做视线传播(将穿透电离层) 天线高度h与传播距离D(=2d)的关系:
D 2=8rh≈50h (r为地球的等效半径) 10. 有线信道分为哪些类型?各自的具有什么样的传播特性? 明线:
本身是导电裸线或带绝缘层的导线。其传输损耗低,但是易受天气和环境的影响,对外界噪声干扰比较敏感 对称电缆:双绞线
双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成,把两根导线按一定密度互相缠绕在一起,可降低信号干扰的程度,性能较稳定。 同轴电缆
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由于外导体通常接地,所以能够很好的起到屏蔽作用,可以增强传输 11. 信道特性对信号传输有哪些影响? 恒参信道对信号传输的影响:
畸变的影响: 波形失真(相位失真)、码间串扰。 线性失真: 频率失真和相位失真- 属于线性失真 可用“线性补偿网络”纠正,- “均衡”
非线性失真:振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 … 非线性失真 - 难以消除 随参信道对信号的影响: 变参信道的共性 :
衰落: 衰减随时间变化; 传输时延:随时间变化; 多径传播: 快衰落。
频谱由单一频率变成窄带频谱。
三类信号: 确知信号 随相信号 起伏信号 问题:
1. 画出数字通信系统的一般模型,并简要说明模型中各模块的作用 2. 通信系统的性能体系有哪两项主要指标?在实际的模拟或数字系统中,为提高其中的某一项指标,可采用哪些具体措施?(对应于每一项指标至少给出两项具体措施)
3. 某信息源符号集由A,B,C,D组成,设每个符号独立出现,其概率分别为1/4,1/2,1/8、1/8则该信息源输出符号的平均信息量是多少?
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第二章
知识点:
1. 确知信号分为哪些类型? 周期信号和非周期信号
2. 能量信号、功率信号的概念。(重点) 能量信号: ?0?E??s2(t)dt????若信号的能量为一正有限值:则信号为能量信号。
功率信号:
若信号的平均功率P?lim1?T/2s2(t)dt是一个有限的正值,但是其能量无
t??T?T/2限大,则信号为功率信号。
3. 信号的功率谱密度、能量谱密度、自相关函数、互相关函数是怎样定义的? 功率谱密度:
12limST(f) 设一能量信号为s(t),则其功率谱密度为:P(f)?T??T能量谱密度:
?E?设一个能量信号s(t)的能量为E,则其能量由下式决定:???s2(t)dt
?自相关函数:能量信号的自相关函数定义 R(?)????s(t)s(t??)dt
1T/2功率信号的自相关函数定义R(?)?Tlim?s(t)s(t??)dt ??T?T/2?互相关函数:能量信号的互相关函数定义:R12(?)????s1(t)s2(t??)dt
1T/2功率信号的互相关函数定义:R12(?)?Tlim?s1(t)s2(t??)dt ??T?T/24. 什么叫随机过程?
随着时间t而变化的随机变量,称为随机过程。随机过程可以看成是由一个事件A的全部可能“实现”构成的总体,记为X(A, t)。 5. 随机过程的有哪些数字特征,具有什么样的物理意义?(重点) 数学期望:又称统计平均值,表示摆动中心 方差:表示偏离摆动中心的程度 自相关函数:信号及自身延迟的关联程度 6. 什么是白噪声,什么是高斯白噪声?
白噪声:是指具有均匀功率谱密度的噪声Pn(f)即Pn(f)?n0/2 问题:
1、什么是功率信号?什么是能量信号?
2、随机过程均值、方差的物理意义是什么? 均值:摆动中心 方差:偏离摆动中心的程度
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第三章
知识点
1. 什么是调制?调制在通信系统中的作用是什么? 用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波。载波是一个确知的周期性波形
频谱搬移 :容易辐射 实现频率分配 多路复用 提高抗干扰性 还与传输效率有关
2. 线性调制中AM、DSB、SSB、VSB调制方法,频谱特性(能给出功率谱密度图)、带宽、解调方法,抗噪声性能。(重点) 振幅(AM):调制方法:
频谱特性:
带宽:2fm
双边带(DSB):调制方法:
1S(?)?[M(???c)?M(???c)]调制信号m(t)没有直流分量时,得到DSB2DSB信号。时域表示式:无直流分量A0sDSB(t)?m(t)cos?ct 频谱特性:
两个边带包含相同的信息,无载频分量
带宽:2fm
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