通信原理要点与复习纲要.doc

第一章：
（1）通信系统的分类：
1、按信号种类分：模拟通信系统和数字通信系统； 2、按传输介质分类：有线通信系统和无线通信系统； 3、调制与否分类：基带通信系统和调制通信系统； 4、按传送信息的物理特征分类：电话通信系统、电报通信系统、广播通信系统、电视通信系统；
5、按工作波长分类：长波通信系统、中波通信系统、短波通信系统、微波通信系统、光波通信系统。
（2）数字通信的特点：
1、抗干扰能力强； 2、便于进行信号加工和处理； 3、传输中出现的差错可以设法控制，从而提高了传输的质量； 4、数字通信易于加密且保密性强； 5、能够传输话音、电视、数据等多种信息，增强了通信系统的灵活性和通用性。
（3）信息的信息量：

（4）离散信息的平均信息量：

（5）信道容量（注意信噪化）：
(b/s) 其中：B为信道带宽，S为信号功率，N为噪音功率
（6）复用的基本原理和常用的复用技术：
原理：所谓多路复用就是在同一个物理信道中利用特殊技术传输的多路信号，即在一条物理信道内产生多个逻辑信道，每个逻辑信道传送一路信号。
常用的复用技术：频分复用技术、时分复用技术、空分复用技术、码分复用技术、波分复用技术。
（7）通信系统的性能指标：
涉及到通信的有效性、可靠性、标准性、快速性、方便性、经济性以及实用维护等诸多方面。很多特性之间是矛盾的，此消彼长。我们把通信的有效性和可靠性这对矛盾作为评价通信系统性能的主要指标。有效性反映信息传递的速率问题，而可靠性则代表信息传输的质量问题。
对于模拟通信系统，有效性常用系统的传输频带宽度来衡量，而可靠性则用接收端最终输出的信噪比来评价，系统的传输带宽主要取决于两个方面：一是传输介质；二是对信号的处理方式。（宽带足够，主要由对信号的处理方式决定。）
在数字通信系统中，用信息传递速率（比特率）来衡量系统的有效性。数字通信系统通常传输的是0、1表示的脉冲序列。每一个表示0或1的脉冲称为一个码元。单位时间内传输的码元个数为码元传输速率（波特率）。波特率仅仅反映系统传输数字信号的能力。信息传输速率为单位时间传输的信息量（比特率）。
第二章：
1、调制的定义、调制的目的、调制的功能、调制的分类：
让载波的某个参数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或方法。
一、提高通信线路的利用率，降低通信成本；二、提高预发射信号的频率。
在一个物理信道中队多路信号进行频分复用，将低频信号变成高频载波信息。
1、 按调制信号的类型分为：(1)、模拟调制，调制信号 是连续变化的模拟量，如话音与图像信号。(2)、数字调制，调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。
2 2、 按载波信号 的类型分：(1)、连续波调制，载波信号为连续波形，通常以正弦波作为载波。(2)、脉冲调制，载波信号是脉冲波形序列。
3、 按调制器的不同功能分：(1)、幅度调制，以调制信号去控制载波的幅度变化。(2)、频率调制，以调制信号去控制载波信号的频率变化。(3)、相位调制，以调制信号去控制载波信号的相位变化。
4、 按调制器的传输函数分：(1)、线性调制，已调信号的频谱与调制信号频谱是线性的频谱位移关系。(2)、非线性调制，已调信号的频谱与调制信号频谱没有线性关系，即调制后派生出大量不同于调制信号的新的频率成份。
2、DSB、AM、SSB、VSB调制与解调原理、相互之间的关系：
抑制载波的双边带调幅(DSB)：
非线性器件输入—输出：

，去掉第一项
用相干解调法：利用同频同相载波对DSB信号直接相乘进行解调。
常规双边带调幅(AM)：将调制信号加上一个大约最小负值的绝对值的常数。
用包络解调法：一个二极管、一个电容器和一个电阻。二极管首先将AM信号的负值去掉，AM信号变成一连串幅值不同的正余弦脉冲；在给个余弦脉冲的前半段，二极管导通，电流通过二极管给电容充电并达到最大值；在每个余弦脉冲的后半段，二极管截止，电容上储存的电能就通过电阻放电，电容连段的电压随之下降；等到下一个余弦脉冲的前半段到来后，又对电容进行充电并达到该半周期的最大值，然后又开始放电，如此反复，电容两端的电压基本上就随AM信号的包络而改变。
DSB与AM比较：在同等信号功率的前提下，AM的总功率至少要大于DSB总功率的两倍。AM的成本较高，技术复杂，但调制电路简单。
单边带调制(SSB)：只是传送双边带信号中的一个边带，最简单的方法是在DSB中滤出一个边带信号即可。
DSB与SSB比较：受多经传播引起的选择性衰落得影像比DSB调制小，频带利用率比DSB高，所需发射功率比DSB调制小，同时报名性强。缺点是接收需要复杂且精度高的自动频率控制系统来稳定本地载波的频率和相位。
残留边带调制(VSB)：可以同移相法或滤波法，解调要用相干解调法。
3、频分复用（FDM）的定义：
它通过对多路调制信号进行不同载频的调制，使得多路信号的频谱在同一个传输信道的频率特性中互不重叠，从而完成子同一个信道中同时传输多路信号的目的。
第三章：
1、脉冲编码调制（PCM）的定义：
将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D转换方式。
2、压缩与扩张的作用：
对弱小的信号有比较大的放大倍数，而对大信号的增益却比较小。扩张正好相反。
量化：把一个连续函数的无限个数值几好映射为一个离散函数的有限个数值的集合。
3、量化等级：（A律和μ律）
A律：y=Ax/(1+lnx)，当0≦x≦1/A
y=(1+lnAx)/(1+lnx)，当1/A<x<1
u律：y=ln(1+ux)/(ln(1+u))，
A、u都是压缩系数
5、什么是时分复用（TDM）：
对欲传输的多路信号分配以固定的传输时隙，以统一的时间间隔依次循环进行断续传输的方式或过程。
6、复用的原理以及常用的复用技术：
将多个信息用某种方式连在一起，用同一信道传输。
频分复用(FDM)：各路信号同时在同一信道传输时占用不同频带。
时分复用：各路信号同时在同一信道传输时占用不同的时间爱你间隙。
码分复用：采用不同的PN码序列对每路数字信号序列进行调制，扩展频带，并在一个公共的频带上进行传输。
第四章：
1、DM调制的出发点，调制与解调的原理：
寻找到更简单的方法完成信号的模/数转换。（1）当时，上升一个δ，发“1”码；（2）当时，下降一个δ，发“0”码；(3)是第i个抽样时刻前一瞬间的量化值。当积分器输入“1”码时，积分器输出产生一个斜变的电压上升一个量化台阶δ；当输入“0”时，积分器输出电压就下降一个量化台阶δ。
2、增量总和调制的出发点、基本思想、调制和解调的原理：
为了克服简单增量调制的缺点（抽样和增量值的改变有限，也就是说，系统对两种量化噪生性能的改善是有限的。）
对输入的模拟信号线进行一次积分处理，改变信号的变化性质，从而使信号更适合于增量调制，然后再进行简单增量调制。
假设该斜率大于系统最大跟踪斜率，则对该信号直接进行简单增量调制时就会出现过载现象，为了克服这个缺点，现对先进行积分处理，变成,然后对F(t)进行简单增量调制，则F(t)的最大斜率是。显然，大于1，所以小于k，并且与信号频率无关。可见F(t)的最大斜率小于系统最大跟踪斜率，这样，对F(t)进行简单增量调制时就不会过载。解调只用一个低通滤波器即可。
第五章：
1、什么是复用，什么是复接、复用和复接的区别：
将多个信息用某种方式连在一起，用同一信道传输。
将两个或多个低速率数字流合并成一个较高速率数字流的过程、方法或技术。
PCM复用是对多路模拟信号在一个定长的时间内，完成的PCM和TDM全过程；而复接是对多路数字信号在一个定长的时间内进行的码元的压缩和编排，它只负责把多路数字信号编排在给定的时间内，而不需要再进行抽样、量化、编码的PCM过程，从而减少了对每路信号的处理时间，降低了对器件和电路的要求，实现了大路数信号的“时分复用”。
2、复接的分类：
根据复接的条件(被复接的各支路数字信号彼此之间必须同步并与复接器的定时信号同步方可复接)划分为：同步复接、异源复接、异步复接。
对满足复接条件的低速支路码进行复接时，根据码流的具体汇接方式可分为逐位复接、按码字复接、按帧复接。
第八章：
1、信道编码的目的，信道的基本思想：
提高通信的可靠性，其主要任务就是对信用编码器输出的数字基带信号按一定的规律加入一些加入一些冗余哎呀，使之携带检、纠错信息，以便于收信端利用这些信息检出或纠正通信过程中出现的错码，从而提高信息传输的可靠性。
信道的基本思想就是在数字信号序列中加入一些冗余码元。这些冗余码元不含有通信信息，但与信号徐磊中的信息码元有着某种制约关系，这种关系在一定程度上可以帮助人们发现或纠正在信息序列中出现的错误，从而起到降低误码率，提高可靠性的作用。
2、差错控制方式的分类和特点：
向前纠错(FEC)：
有点：接收信号延时小、实时性好。
缺点：设备复杂，成本高。
检错重发(ARQ)：
数据传输效率不高，系统原理简单。
混合纠错(HEC)：
它是前两种的结合，实时性和译码复杂性是前两种的折中。