通信原理總復習考試題型：選擇題15分，填空題15分，計算題70分(2,3看概念)第1章1、信息的度量(含義)離散消息所攜帶的信息量I=-log2P(x)(bit)P(x)為該消息發生的概率離散信源的平均信息量(信息炳)H=—Z但J2。92戶(％)(bit/符號)H：統計平均第i個符號出現的概率；等概率出現，炳最大，其不確定也最大一串符號構成消息時，整個消息的信息量/=—Z仁1n-logP(x)(bit)-I1=-——統計平均Ic氣：第i個符號出現的次數F(七):第i個符號出現的概率n:離散消息源的符號數目或I=nH(bit)連續消息的平均信息量：H(x)=_f8f(x)log?f(x)dx—00zf(x)為連續消息出現的概率密度函數2、數字通信系統的主要特點優點：①抗十擾能力強，且噪聲不積累②傳輸差錯可控③數字處理靈活④易集成，成本低⑤保密性好缺點：占用帶寬大，同步要求高3、信息、消息、信號三者的之間的關系信息是內涵，消息時信息的物理表現形式，信號是載體4、信息源、發送設備、接收設備、信宿的作用分別是什么信息源：把各種消息換成原始電信號發送設備：產生適合于在心道中傳輸的信號，具有抗信道十擾能力信道：將來自發送設備的信號傳送到接收端接收設備：將信號放大和反變換目的是從收到減損接收信號中恢復出原始電信號信宿：把原始電信號還原成相應的消息5、通信系統的主要性能指標及度量一一有效性、可靠性模擬通信系統的主要性能指標：｛有效性：有效傳輸頻帶［頻帶越窄越好］〔可靠性：接收端信噪比數字通信系統的主要性能指標｛有效性：速率、頻帶利用率〔可靠性：差錯率傳輸速率(傳碼率：七(Baud)(定義)I傳信率：Rb(bit/s)當二進制碼元等概率傳輸時,&B和虬在數量上是相等的在多(M)進制傳輸中：Rb=RBlog2M(b/s)平均信息速率，Rb=RB'H，H為離散信源的平均信息量帶利用率：門=牛(％事門=奪(b/s-Hz)BB差錯率：誤碼率P=錯誤接收的碼元數誤信率P=錯誤接收的比特數e傳輸總碼元數e傳輸總比特數她八f基帶傳輸：將未經調制的信號直接傳送概念：I帶通傳輸：對各種信號調制后傳輸的總稱按消息傳遞的方向與時間關系，通信方式可分為單工、半雙工、全雙工第2章6、周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號、功率譜密度、能量譜密度的概念，相關函數和譜密度的關系(知道概念)詭時1口］能量信號］頻域特性：頻譜、頻譜密度、能量譜密度、功率譜密度確知信號｛〔功率信號I時域特性：自相關函數、互相關函數cosw決0"［b(w+w^)+8(w—w^)］sinwct0jn［8(w+w^)—8(w—w^)］g，(t)0TSa(^)［時域矩形］tri(t)0?羽(巖)［時域三角形］g，(w)0ESQ(wt)［頻域矩形］tri(w)0｝SQ2暗)［頻域三角形］周期信號的傅里葉變換：F［s(t)］=工事S(n/)5(f—n/)%f00周期信號芭功率信號能量信號芭非周期信號負頻譜和正頻譜的模是偶對稱的，相位是奇對稱的一一能量、功率信號的頻域特性是信號的內在本質，時域波形是外在形式能量信號：E=J：S2(t)dt功率p=0頻譜密度(連續譜)：S(f)=f^s(t)eJ2n/tdt單位V/Hz能量譜密度：|S(f)|2單位J/HzE=f：|S(f)|2d/自相關函數R(t)=f8s(t)s(t+t)dt8<T<8ooR(0)=ER(t)=R(t)傅氏變換對｛f互相關函數R(t)=f8s(t)s(t+t)dt8<T<812''‘81''2''互能量譜密度：s12(f)=s：s2(f)傅氏變換對代嘴功率信號：P=lim1羅/2S2(t)dtTt8T/2頻譜密度(離散，雙邊)：C=C(n后)=xs(t)e;2nnf0tdt單位V"v丁0量譜密度：p(f)=Z°_8|C(f)|2必fn")C(f)=/C'■8(C，/-nf｛0：其他0單位J/HzP=f：P(f)d^自相關函數1「％R(t)==lim—fs(0s(t+T)血8<t<8—8TT/...一、.TR(t)R(0)-PR(t)-R(t)傅氏變換對｛Pf互相關函數1「t/2R12(t)—lim-fs1(t)s2(t+t)血互功率譜密度：C12(f)-(Cn)^(Cn2)傅氏變換對｛"*第3章7、什么是隨機過程，平穩隨機過程的特點是什么，白噪聲的概念，什么是高斯白噪聲，窄帶高斯白噪聲隨機過程是描述隨機信號的數學工具，是無窮多個樣本函數的總體。隨機過程不存在傅氏變換，均值、方差描述了隨機過程在各孤立時刻的特征一維概率分布取決于均值和方差；二維概率分布取決于相關函數嚴平穩特點：①&(t)的一維概率密度函數與t無關二維概率密度函數與時間起點無關，只與時間間隔t有關a(t)=a④方差"2(t)=*⑤R(jq)=R(T)&(0)=E[秘(t)]&(t)的平均功率R(t)—R(t)R(t)<R(0)R(8)-E2[^(t)]-羽—如t)的直流功率-&(0)r(8)-*—&(t)的交流功率廣義平穩滿足③、⑤輸入平穩隨機過程烏(t)輸出也是平穩隨機過程E[§(t)]-aE[g0(t)]-a.H(0)H(0)是直流增益功率譜密度：七⑴=|H(f)2|^f(f)白噪聲：如果噪聲的功率譜密度在所有頻率上均為一常數

=3r(t)=3^(t)2高斯白噪聲：白噪聲的取值概率分布服從高斯分f(x)==-eH8<x<8高斯過程經過線性變換后還是高斯過程。"2”高斯過程的同相分量和正交分量在同一時刻的取值是互不相關的和統計獨立的。窄帶高斯白噪聲：白噪聲通過理想矩形的帶通濾波器。窄帶的條件｛斜黛￡窄帶高斯白噪聲表達式如t)=%(t)cos[wj+%(t)]V。"0^cs作(t)服從瑞利分布，作(t)服從均勻分布正弦波加窄帶高斯白噪聲表達式r(t)=Acos(wct+0)+n(t)其包絡服從廣義瑞利分布一萊斯分布帶限白噪聲｛低通白噪聲萊斯分布?帶通白噪聲r=擊小信號退化為瑞利分布'r=-^2-大信號退化為高斯分布第4章8、信道的概念，什么是廣義信道和狹義信道9、香農公式和信道容量噪聲：信道中存在但不需要的電信號人為噪聲.按來源分類｝人為噪聲:(自然噪聲：電鉆、電火花熱噪聲V=帶限白噪聲｛低通白噪聲萊斯分布?帶通白噪聲人為噪聲.按來源分類｝人為噪聲:(自然噪聲：電鉆、電火花熱噪聲V=V4kTRB按性質分類脈沖噪聲：電火花-窄帶噪聲：非所需正弦波起伏噪聲：熱噪聲、散彈、宇宙信道：連接發送端和接收端的通信設備調制信道q(t)tk(t)t①[n(t)]te0(t)e0(t)=k(t)e.(t)+n(t)編碼信道廣義信道無線電中繼通信通信｛衛星通信｛平流層通信天波地波：蜂窩網工處視線：衛星通信無線信道對流層什咨廣、"牛厝居、散射｛電離層狹義信道(傳輸煤質)|、左曰｛流星余跡明線E有線電｛對稱電纜有線同軸電纜｛｛｛有線光：光纖m使數字信號碼間串擾增大｛恒參信道：乘性干擾基本保持一致一線性失真｛隨參信道：干擾會變化一多徑效應m使數字信號碼間串擾增大經信道傳輸后數字信號分｛隨相信號起伏信號,離散信道：C=max[H(X)—H(*/y)](b/”口)信道容量：信道極限傳輸的能力｛/付號連續信道：C=BZog2(1+f)—香農公式B信道帶寬單位Hz(即=皿號｛S信道輸出的信號功率單位WN加性高斯白噪聲功率單位W無差錯傳輸是。要求閂VC理想信道§=0當B—8,C—1.44^第5章模擬調制系統'1、AM、DSB、SSB和VSB的時域和頻域的表示，以及調制解調原理框圖2、AM、DSB、SSB的抗噪聲性能、帶寬及性能比較3、FM和AM的門限效應，VSB濾波器的傳輸特性4、頻率調制和相位調制相位調制和頻率調制的時域表達式、瞬時相位偏移、瞬時頻率偏移、相移常數匕、頻移常數％、最大相偏、最大頻偏5、頻分復用的原理(概念)AM(用于無線電廣播)

調制模型：m(t)tVTVAqcoswctSg)時域：Sm(t)=(氣+m(t))coswctm(t)一般為Acoswt，m2(t)=^2m、/2頻域：^Am(w)=n"o[8(w+W0)+8(W-W0)]+2[M(w+wj+M(w-WSg)時域：Sm(t)=(氣+m(t))coswct雙邊帶分量不失真的條件W?儂”Ich滿調幅|m(t)|gx=A0頑。=芋n=滿調幅|m(t)|gx=A0頑。=芋n=^巾?2氣2+練2解調方法包絡檢波法相干解調模型Sm(t)T|BFF|T整流器|T"F|TSo(t)V——5m(t)tIbpfItttLL函TSo(t)coswt輸入功率［條件：m(t)=o］S.=P4^=P+P=^02+^!cS.=del+m2(t)輸入噪聲功率N.="N.=氣B輸入信噪比公=%2+m2(t)N2noBSg=Ao2+m2(t)虬2noB輸出功率大信噪比[Xo+m(t)]?n.(t)So=m2(t)S=1S.=1m2(t)o214輸出噪聲功率No=N.=氣BN=1N.o4l輸出信噪比So=m2(t)NoWso=m2(t)NoW調制制度增益ScG=o/No=2m2(t)'句％2+m2(t))ScG=o/No=2m2(t)S//Nf%2+m2(t))帶寬3=4,在Ao=|m(t)|max，m2(t)=^°2，G=2/3，m2(t)=lim1/J/2m2(t)dt2Tt8TV2包絡檢波時，小信噪比：出現門限效應［非相干解調的非線性作用引起的］相干解調時不會出現門限效應，因為信號與噪聲可分別進行解調相干解調的相干載波必須同頻同相

DSB調制模型：m(t)t相干解調模型：S心(t)T田叨T?f仕)cosWct0DSB調制模型：m(t)t相干解調模型：S心(t)T田叨T?f仕)cosWct0?cosWct不能用包絡法一一因為DSB的包絡與調制信號的包絡不一致時域：S^s/t)=m(t)cosw/頻域：Sqsb(w)=：[M(w+wj+M(w-wj]帶寬B=2fH輸入：缶=吁,S’=m2(t)Ni輸出：S0=-5.=im2(t)。214"抖，2n0BS。=m2(t)“on05G=^=2

S/包SSB(用于短波通信)tSssb。)(濾波法)H(w)0

?cosWct(1|w|>W上邊帶：H(w)={。，|w|vwc下邊帶：H(w)=-另外書上還有一種相移法'調制模型：m(t)t1|w<wClI、°I。，|w|>wc土士￡任上］濾波法：邊帶濾波器的制作(不適合有直流和低頻分量的)技木難點］相干解調模型：Sss/t)T匣刃T相干解調模型：Sss/t)T匣刃T0t還刃Tm'(t)cosWct時域：Sss/t)=2m(t)cosw/+2m(t)sinw/頻域：Sssb(w)=-［M(w+wc)+M(w一wc)］.H(w)調制效率n=1。。％帶寬B=/H輸入：s.=m2(t)叫=%B互=m2(t)輸出：$。=4*=土兢布％=叫}=也吁G=-。^=1［因為信號和噪聲的正交分量均被抑制］s化希爾波特濾波器的傳遞函數：H九(w)=(w〃m(w)=一翎成注：在相同的B、缶、N0下，DSB和SSB的抗噪聲性能是一樣的VSB調制模型：m(t)t彳tHvsb(w)tSssb。)cosWctHvsb(w+wc)+Hvsb(w-wj=常數，|w|VwH(互補對稱特性)相干解調模型：SVSB(t)t匝日TVt理tm'(t)cosWct時域：SVSB(t)=[m(t)coswct].hvSB(t)頻域：S,sB(w)=1[M(w+Wc)+M(w-Wc)].%B(w)帶寬B略大于4其他計算按SSB以上BPF的作用：濾除已調信號頻帶以外的噪聲以上調制方式都是線性調制f調頻FM,、非線性調制一角度調制｛調頻pM其一般表達式Sm(t)=Acos[wct+^(t)]瞬時相位：wct+^(t)瞬時相位偏移：中(t)瞬時角頻率：°網/+饑。]/就瞬時頻率偏移：dW(t)]/就調相：Spm(t)=ACOS[W/+Kpm(t)]調頻：Sg(t)=Acos[w^t+%Jm(T)dT]制t)=%m(t)%為調相靈敏度(rad/v)gt)=%Jm(T)dTKf為調頻靈敏度(rad/s?)單音調制：m(t)=心cosw^t單音調制：m(t)=4川cos叫/S(t)=Acos[wt+mcoswt]^_cRrn^Sf(t)=Acos[w^t+叫cosw^t]調相指數：mp=%4皿一最大相位偏移調頻指數:叫=%七扇=Aw/w=/mm△f/fAf為最大相位偏移Jm間接調相：先微分，再調頻間接調頻：先積分，再調相rz\I6寬帶調頻：俱」m(T)dT|?-B海靴=2^r〔%,Jm(T)dT|不是《-窄帶調頻：{《18皿=2/(NBFM){卡森公式：詠=2/m(mf+1){mf?1B；：=2/\mf(WBFM)直接：壓控振蕩器法優調頻FM缺:I間接：阿姆斯特朗法｛優I缺：相干解調NBFM：SNBFM(t)^\BPF*=寫直接：壓控振蕩器法優調頻FM缺:I間接：阿姆斯特朗法｛優I缺：相干解調NBFM：SNBFM(t)^\BPF*=寫叫=%B頃S°=些N0=1N.=1nQBFM非相干解調(NBFM、WBFM):實現線性調頻下，獲得較大Af頻率穩定度不高頻率穩定度好需多次倍頻、混頻，電路復雜TfTfCT^T|微分|f(t)coswct42j=「廠［Bfm為帶通濾波器的帶寬］S0—2或“0n0^FM畦="fm42&=叫n0BFM大信噪比：烏=3妃七2m2(t)m(t)為單一余弦頻率&=必變G=3m/2^%8兀2%扁3%切0見224nWBFM:GWBFM:G=^m/2(mf+1)(S%o)FM=3(此)2(S%0)4MB4M小信噪比：門限效應，去除方法乎加重去加重頻分復用：將可用信道帶寬分若干個不交疊的頻段，各路信號占據其中一個頻段。｛優點：信道利用率高，技術成熟缺點：設備復雜，濾波器難以制作，調制解調會引入非線性失真第六章數字基帶傳輸系統1、數字基帶信號波形及其特性單極性不歸零碼、單極性歸零碼、雙極性不歸零碼、雙極性歸零碼單NRZ:有直流分量，不適應有交流耦合的遠距離傳輸，只適合計算機內部傳輸單RZ：可直接提取定時分量雙NRZ：等概時，無直流，有利于信道傳輸｛雙日2：能使收發雙方保持正確的位同步2、基帶傳輸的常用碼型編碼原則和波形，特別是AMI碼、HDB3碼(重點)、差分碼(傳號差分［1變0不變］，空號差分碼［0變1不變］)和CMI碼(1交替用“11”和“00”表示，0固定用“01”表示)AMI優：無直流分量，且高、低頻分量少，編譯碼電路簡單可提取定時分量缺：長連0,電平不跳變，造成提取定時信息困難unD優：能保證定時信息的提取HDB:3缺：編碼復雜，譯碼簡單差分：可用于解決載波相位模糊問題CMI：易于實現，含豐富定時信息穩態波Pv(f)=思=_8區［pG^m/p+(1-p)G2(m/p］所(f一mQ/—嘰、*\m=0：直流分量十十?“士、>■./、/、1(離散譜)m=l:定時分量不存在的情況：以°=一以脆=1交變波：Pu(f)=/>(1—p)|G1(f)—G2(f)|2連續譜隨機序列P(f)=Pv⑴+P(f)=誦_8區［PGi(m尤)+(1-P)^(m4)］|25(f-SVU—一8S1S2Sm〃+麟(1一P)|Gj(f)-G2(f)|2雙邊，(單邊書上)：不含有直流分量，低頻分量盡量少：定時信息少碼型選擇原則③：主瓣寬度窄：能適應信息源的變化：檢錯能力，編譯碼簡單3、無碼間串擾的基帶傳輸特性，奈奎斯特第一準則ZH(w+2"%)=*,|w|V正(求奈奎帶寬，最大傳輸速率，第一過零點帶寬)1S5Ts數字基帶信號傳輸的基本模型0—;Q孔TG,(w)TC(w)TTTGr(w)T抽樣判決TQ孔'九(t)H(w)=G(w)lc(w)Ir偵w)消除碼間串擾的基本思想：Zg%九［(*一嘰+握=0k=0無碼間串擾的時域條件h(k7；)=0,其他理想低通：H(w)—:1iiiii(J)—偵討冷)奈奎斯特帶寬：B=京=4(的)Rb=j=2九媼似=曾=2(B/hz)(1a)兀V|w|V(1+a)兀-_TsTs1,0V|w|V(1ajnTs余弦滾降：H(w)=:[1+si哇(fw),T{0I|w|>也匹h(t)=S(nt/T)?cosa%^"s1心％2^max=牛=：)(B/Z)

B(1+a)就必然可以滿足奈奎斯特第1sa=*，B=(1+a)R(Hz)，片=戶=2殄，注：只要H(w)在滾降段中心處(￡)呈奇對稱一準則，a越大衰減越快，定時精度要求低4、基帶傳輸抗噪聲性能雙：發1判0p(0/1(1a)兀V|w|V(1+a)兀-_Ts^max=牛=：)(B/Z)

B(1+a)就必然可以滿足奈奎斯特第發0判1p(0/1)=P(x>vd)=12erf(羅)誤碼率：4=F(1)p(0/1)+F(0)IpP/1)最佳判決門限：％*=弩饑斜當p(0)=p(1)時"=0，P=1erfc(^2A—)=1erfIc^rr單)信噪比r=EL=2r=業-雙c-2單2%1單：發1判0p(0/1)=p(x<v^)=j+jerf^A-)發0判1p(0/1)=p(x>vd)=1jerf(金)誤碼率：Pe=F(1)p(0/1)+F(0)Ip%)最佳判決門限：％*=2+號/-胃當p(0)=p(1)時v,*=-，P=1erfc(―^-)=1erflc(■單)a2。22V2c-22erfc(x)是遞減函數，erf(x)是遞增函數5、部分相應系統一一奈奎斯特第二準則部分相應：人為在抽樣時刻加入碼間串擾-提高頻帶利用率頻分復用：采用多載波調制一減少碼間串擾：給定B，用戶越多，有效性越好頻域均衡均衡-插入可調濾波器，減小碼間串擾均衡-插入可調濾波器，減小碼間串擾時域均衡迫零調整法一一預置式均衡器最小均方失真法一一自適應均衡器峰值失真D=jZ",舊。％

^0均方失真e2=3Z"K0*2^06、眼圖模型，以及與系統性能的關系得到眼圖的方法，眼圖模型是如何的，從眼圖中可以得到哪些信息（P157）眼圖定性反映碼間串擾的大小和噪聲的大小最佳抽樣時刻一眼睛張開最大的時刻定時誤差靈敏度一斜邊的斜率判決門限一橫軸抽樣失真一陰影垂高過零點失真一圖中陰影、橫軸相關區間二進制一個周期一只眼睛，M進制一個周期M-1只眼睛7、時域均衡的技術概念（書上3抽頭的例題）直接從時間相應考慮，使包括均衡器（起補償作用的濾波器）在內的整個基帶系統的沖激響應，當采用無限抽頭數的橫向濾波器時，理論上減小碼間串擾是可能的，但完全消除是不可能的第7章數字帶通傳輸系統1、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的原理以及調制解調框圖（書上）用數字基帶信號對載波對高頻載波的某一參數（幅度、頻率或相位三者之一）進行控制，使高頻載波的幅度、頻率或相位隨數字基帶信號的變化而變化。2、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的波形，2PSK的倒n現象（p189）3、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的抗噪聲性能，相互性能比較調制方式解調方式誤碼率頻帶寬度判決門限2ASK包絡檢波1工Pe=：e42fsa2同步檢測Pe=1erfIc(rr)4

Pe=-^e：r?1\nr2FSK包絡檢波1rPe=2e2|f2f1l+2fs無同步檢測pe=1erfc(V|)p=^e:r?e^2nr12PSK相干解調PpFerfc(何e22fs0p=^^err?e2"g12DPSK相干解調p°=erfc(Vr)差分相關解調1rPe=2e4采用相干解調的誤碼率低于采用非相干解調方式的誤碼率2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數字信息，稱相對相依鍵控同r,2PSK的乩最小，2FSK的頻帶利用率最低；2ASK對信道特性變化敏感，若傳輸信道是隨參信道，則2FSK具有較好的適應能力4、了解多進制數字調制的原理（主要會畫QPSK,QDPSK—產生方法：相乘電路和選擇法）（A方式）ab*凡（B方式）aB*凡000°0045°01270°01315°1090°10225°11180°11135°第8章新型數字帶通調制技術1、正交振幅調制QAM的原理——振幅、相位聯合鍵控產生方法?'正交調幅法、復合相移法2、掌握最小頻移鍵控（MSK）的基本原理、MSK信號的產生一（非相干:A正交FSK的最小頻率間隔丁、〔相干（務％）：質MSK是一種相位連續、包絡恒定并且占用帶寬最小的二進制正交FSK1、正交振幅調制QAM的原理——振幅、相位聯合鍵控產生方法?(①延遲法解調方式｛②包絡法(③相干解調3、了解高斯最小頻移鍵控的基本原理GMSK的缺點是有碼間串擾4、OFDM的基本原理(并行:B°fdm=^，[并行：Bofdm=WRb—Nlog2MTs

=Nlo.q2MTs—Nlog2MTs=Nlog2MTs1=Nlog2MBOFDMN+11—iog°M2BOFDM2第9章模擬信號的數字傳輸數字化：抽樣、量化、編碼1、采樣定理;理想采樣、自然采樣、平頂采樣原理、特點、時域頻域表示理想采樣:低：fs^2fH-奈奎斯特速率帶：B=fH-fL，fs=2B(1+^)ms(l)t|LFF|tm(t)