通信原理复习大纲

二：复习大纲

第1章绪论

1，什么叫通信？通信系统的一般模型是什么？

通信的定义：是指由一地向另一地进行消息的有效传递。

一般模型：

2

型）？

图1-3 数字频带通信系统的模型3，什么叫数字频带传输通信系统？什么叫数字基带传输系统？

通常把有调制解调器的数字通信系统叫做数字频带传输通信系统。

与频带传输通信系统相对应的，把没有调制解调器的数字通信系统叫做数字基带传输通信系统。

4，信息及其度量，信息量I 的定义

I=-log 2P(x) 比特 信源的熵的计算

H= -∑P i (x)log 2P i (x) (比特/符号)

5，通信系统的主要性能指标 ：有效性和可靠性

1）数字通信系统的有效性指标用传输速率来衡量？ 2）数字通信系统的可靠性指标用误码率来衡量？

3）模拟通信系统中的有效性指标用系统频带利用率来衡量？（系统频带利用率） 4）模拟通信系统中的可靠性指标用输出信噪比来衡量？（输出信噪比） 5）R B /R b /ηb

/η

B 的计算方法和各自的单位

R B 与R b 的换算：

(N 为进制数)

（N=2的K 次幂）

b b

η B = R B /B 波特/Hz

6）误码率P e 的计算

7）误比特率P eb 的计算

b

B R 1=22222B B b R R R =?=log N

R R BN bN 2log ?=N R R N

B bN 2

log =系统传输的总码元数

接收的错误码元数=

e P 系统传输的总比特数

数系统传输中出错的比特=

eb P

练习：P15, 1-2，1-3，1-4，1-5，1-6，1-7

第2章信道与噪声

1，什么是调制信道？什么是编码信道？各自的范围是什么？

调制信道定义：传输已调信号的信道。

调制信道的范围：是从调制器输出端到解调器输入端。

编码信道定义：是包括调制信道及调制器、解调器在内的信道。

编码信道的范围：是从编码器输出端到译码器输入端。

2，信道容量C的概念？

C。

香农公式:

从香农公式可发现，

1）C为最大值，实际的速率R必须小于或等于C。

2）提高信噪比，可提高信道容量。

3）增加信道带宽，也可有限地增加信道的容量，不过当B增向无穷大时，C趋向固定值。增大B，则所需的S/N减小，这解释了增大宽带时抗干扰能力减

小。B大，则S/N就小，那么抗造性能就减小。

4）信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。

第3章模拟调制系统

调制的定义？

调制的定义：是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。

3.1 幅度调制的原理：用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

AM调制可用包络检波，效率为33.3%？DSB和SSB调制的调制效率可达100%？

3.1.2 AM

1）AM 带宽

B=2f h

2）AM 的解调方法-包洛检波器与相干检波原理 3.1.3 DSB

1） DSB 带宽

B=2f h

2） DSB 的解调-相干解调 3.1.4 SSB

1）SSB 带宽

B=f h

2） SSB 的解调-相干解调 3.1.5 VSB

1）VSB 带宽B 约等于f

h 2） SSB 的解调-相干解调 3．2

门限效应的定义？哪些会存在该效应？

定义：输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。通常把这种现象称为门限效应。

AM 的包络检波 和 FM 的相干解调 都存在门限电压。 3．3 角度调制

1）FM,PM 波的时域表达式

S FM =? ;

对于单音调制

S FM =Acos[ωc t+m f sin ωm t]

m f =k f A m /ωm =?f/f m =?ω/ωm

ω=2πf

2）窄带调频FM 的带宽计算

B=2f m

]

)(cos[)(τ

τωd m K t A t s t

F c FM ?+=∞-)](cos[)(t m K t A t s P c PM +=ω

3）宽带调频FM的带宽计算

B=2(m f +1)f m

3．4 模拟调制系统的比较

各种调制方式的抗噪性能比较，试用香农公式解释为什么宽带调频的抗噪声性能优于调幅。就频带利用率而言，SSB最好，VSB与SSB 接近，DSB、AM、NBFM次之，WAFM最差。（既WAFM的带宽最大）

3．5FDM

FDM,TDM,CDM概念与原理？

频分复用（FDM）、时分复用（TDM）与码分复用（CDM）。

原理：“复用”是一种将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传

输的复合信号的方法。

练习题：P68 3-1, 3-10，3-11

第4章数字信号的基带传输

4．1 常用码型

1）单极性不归零，双极性不归零，单极性归零，双极性归零

2）差分波形

1差分：规则：遇“1”相邻码元电平变化；

遇“0”相邻码元电平不变化。

b n=a n○+b n-1 (模2加法)

a n=

b n○+b n-1

3）曼彻斯特码：

编码规则：1 → 1 0 (π相位的一个周期方波)

0 → 0 1 ( 0 相位的一个周期方波)

信号反转码（CMI）：

编码规则：1 →1 1或0 0，要交替

0 →0 1 固定

不同于AMI（传号交替反转）:用双码表示“1”、“0”；破坏连0；代价：二电平，1B2B。

AMI码：－－全称是传号交替反转码。

规则：是单极性方式的变形，即把单极性方式中的“0”码仍与零电平对应，而“1”码对应发送极性交替的正、负电平。

HDB3码

HDB3码的编码规则：

（1）先把消息代码变成AMI码，当无3个以上连“0”码时，则该AMI码就是HDB3码。（2）当出现4个或4个以上连0码时，则将每4个连“0”小段的第4个“0”变换成“非0”码。这个由“0”码改变来的“非0”码称为破坏符号V，而原来的二进制码元序列中所有的“1”码称为信码B表示。当信码序列中加入破坏符号以后，信码B与破坏符号V的正负必须满足如下两个条件：

①B码和V码各自都应始终保持极性交替变化的规律，以便确保编好的码中没有直流成分；

②V码必须与前一个码（信码B）同极性，以便和正常的AMI码区分开来。如果这个条件得不到满足，那么应该在四个连“0”码的第一个“0”码位置上加一个与V码同极性的补信码Bˊ，并做调整。使B码和码合起来保持条件①中信码（含B及Bˊ）极性交替变换的规律。

要求：能够根据信息序列，求出以上各码（曼彻斯特码、信号反转码（CMI）、AMI 码、HDB3码），并画出波形。注：以上码都为双极性码。

4）随机脉冲序列功率谱包括：连续谱和离散谱。连续谱总是存在，而离散谱不一定存在。4．3 无码间干扰的基带传输系统

频域条件:T b=1/(2B) [理想低通滤波器]

奈奎斯特第一准则：

理想低通滤波器：α=0 既是R B=2B

升余弦或三角直线滚将滤波器：α=1 既是：R B =2B/(1+α) 要求：

1）能够根据传递函数,判断是否满足奈奎斯特第一准则；（是否能叠成一直线） 2）能够根据给定的R B (或码元周期Ts=1/R B ),求其所需的最小带宽B ，即为奈奎斯特带宽：B=1/2T b

3）能够根据给定的带宽B,求其所能传输的最大速率R B.max ，即为奈奎斯特码率：

R B.max=2B 、R B 。max =2B/(1+α) ,，

或最小码元周期（T s =1/R B )，奈奎斯特间隔：T s =1/R B ，实际速率R B 可为R B.max 的1/n ，n=1,2,3,4,….

4）能够计算频带利用率,ηB =R B /B [理想低通滤波器]

ηB =2/(1+α) [升余弦]

5）理想低通滤波器存在的问题：实现困难，冲激响应的衰减速度为1/t,较慢；

6）滚降特性滤波器的优点：实现容易，冲激响应的衰减速度为1/t 3,最快 ， 注：三角特性滤波器的衰减速度为1/t 2,较快。 特例：

1）理想低通滤波器

2) 滚降特性滤波器 练习题：P102 , 4-1 ,4-2, 4-3, 4-7, 4-8， 第5章

数字信号的频带传输

2ASK,2PSK,2FSK 名词解释 5．1 2ASK

解释：数字幅度调制又称幅度键控（ASK ），二进制幅度键控记作2ASK 。

带宽:

,频带利用率: 5．2 2FSK

b b

s

ASK f T B B 2222===)/(2

1

2Hz Baud ASK =η

波形:

，带宽,频带利用率

5．3 2PSK/2DPSK

2psk的波形:121页2DPSK的波形：125页

2PSK、2DPSK的带宽都为：2f b

2PSK、2DPSK的频带利用率都为：1/2(Baud/Hz)

什么叫相位模糊？-------倒∏现象就叫相位模糊。

如何克服？---------采用2DPSK相对相移。

5．4性能比较

1）同一制式，不同检测方法

相干与非相干

a)抗噪性能：对于同一制式，不同检测方法，相干检测的抗噪性能优于非

相干检测。

b)设备复杂度：相干检测系统的设备比非相干的要复杂。

2）不同制式，同一检测方法

a)抗噪性能：2PSK的抗噪性能最好，2FSK次之，2ASK最差。

b)带宽：从频带利用率来看，2FSK调制系统最差。[/f2-f1/+2/T b]

c)信道特性敏感度：从信道特性变化的敏感程度看，2ASK调制系统最差。[A/2]

练习题：P153 , 5-1 ,5-5, 5-7, 5-9，5-10

第6章模拟信号的数字传输

6.1 抽样定理

最小抽样频率（奈奎斯特抽样频率）f s=2f m

名词解释：PAM,PDM,PPM,PCM

●脉幅调制（PAM）；

●脉宽调制（PWM）；

●脉位调制（PPM）。

●脉冲编码调制（PCM）

6.2PCM

1)PCM的三个步骤，（抽样量化编码）

2)为了解决小信号信噪比过低的问题，在均匀量化前，采取了什么措施？(压缩扩张)

A律十三折线编码过程：

过程①确定极性码C1

②确定段落码C2 C3 C4

③确定段内码C5~C8

给出特定的电平，能够计算编码序列和量化误差

给出特定的编码序列，能够计算对应的电平和最大可能的量化误差

3)PCM信号的码元速率和带宽

R B = kf s

最小带宽: B PCM= R B /2 (理想低通) ; B PCM= R B (升余弦)

6.3DM

1)名词解释：DPCM （增量脉冲编码调制）

2)ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)

3)TDM（时分复用）

6.4TDM

多路PCM的码率1) R B=f s.N.L (N为话路数，L为码位) （同步信息包含在帧内）

2）R B=f s.（N.L+1）（每帧外加一位同步信息）练习题：P195 6-3, 6-8,6-9, 6-12，6-14，6-15

第7章差错控制编码

8．1 引言

1) 信源编码，信道编码的概念以及目的（信源编码是为了提高数字传输的有效性，信道编码是为了提高数字传输的可靠性）

在数字通信系统中，为了提高数字信号传输的有效性而采取的编码称为信源编码；

为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为信道编码。

2) 差错控制方式，有前向纠错，检错重发和混合纠错

3) 码长，码重，码距，最小码距，编码码率的定义和计算方法

码长：码字中码元的数目；如，码组“1101”码长为4。

码重：码字中非0数字的数目；如，码字101011的码重为4

码距：两个等长码字之间对应位不同的数目，有时也称作这两个码字的汉明距离。

如，“11010”和“10110”，码距为d=2

最小码距：在码字集合中全体码字之间距离的最小数值。

纠错码的抗干扰能力完全取决于许用码字之间的距离，码的最小距离越大，说明码字间的最小差别越大，抗干扰能力就越强。

4）纠，检错能力与最小码距的关系

纠错码的抗干扰能力完全取决于许用码字之间的距离，码的最小距离越大，说明码字间的最小差别越大，抗干扰能力就越强。

8．2 常用简单分组码

1，奇偶检验码（要求：理解其概念和生成方法。）

奇偶监督码

可以表示成为（n，n-1）。如果是奇监督码，在附加上一个监督元以后，码长为n的码字中“1”的个数为奇数个；如果是偶监督码，在附加上一个监督元以后，码长为n的码字中“1”的个数为偶数个。

a n-1+a n-2+…+a1+a0 = 0

奇偶监督码的编码可以用软件实现，也可用硬件电路实现。

习题：P242 , 8-2