通信原理總復(fù)習(xí)考點總結(jié)版全套

通信原理總復(fù)習(xí)考點總結(jié)版全套通信的基本概念通信：所謂通信就是信息的傳遞。消息：通常指有具體的內(nèi)容的文字、符號、數(shù)據(jù)、語音、圖片、圖像等。消息是信息的具體表現(xiàn)形式，是各種特定的信息。信息：是消息的統(tǒng)稱，是消息的抽象和概括。通信的基本目的：把信息大量地、快速地、準確地、廣泛地、方便地、經(jīng)濟地、安全地（即：多、快、好、廣、便、省、安）從信源通過傳輸介質(zhì)傳送到信宿。通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)：用于進行通信的設(shè)備硬件、軟件和傳輸介質(zhì)的集合叫做通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)：指的是信源、信宿和信道處理的都是模擬信號的通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)：指信源、信宿處理的是模擬信號，而信道為數(shù)字信道的通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：是隨計算機和計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的通信概念，它是指信源、信宿處理的是數(shù)字信號，而信道既可以為數(shù)字信道也可以是模擬信道的通信，主要指計算機之間的通信系統(tǒng)?；鶐ㄐ畔到y(tǒng)：所謂基帶通信指的是以基帶信號（指沒有經(jīng)過任何調(diào)制處理的信號）作為傳輸信號的通信系統(tǒng)。調(diào)制通信系統(tǒng)：調(diào)制通信系統(tǒng)是傳輸已調(diào)信號的通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)：利用無線電波、紅外線、超聲波、激光進行通信的系統(tǒng)統(tǒng)稱為無線通信系統(tǒng)。有線通信系統(tǒng)：用導(dǎo)線（包括電纜、光纜和波導(dǎo)等）作為介質(zhì)的通信系統(tǒng)就是有線通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點：①抗干擾能力強。②便于進行信號加工與處理。③傳輸中出現(xiàn)的差錯（誤碼）可以設(shè)法控制，提高了傳輸質(zhì)量。④數(shù)字信息易于加密且保密性強。⑤能夠傳輸話音、電視、數(shù)據(jù)等多種信息，增加了通信系統(tǒng)的靈活性和通用性。通信方式的類別按通信對象數(shù)量分按信號傳輸方向與時間分按通信終端連接方式分按數(shù)字信號傳輸順序分按同步方式分點到點通信點到多點通信多點到多點通信單工通信半雙工通信雙工通信兩點間直通方式兩點間交換方式串行通信并行通信同步通信異步通信信息的度量與香農(nóng)公式信息是可以量化的，也就是說信息是可以度量的。信息量的大小與事件出現(xiàn)的概率成反比關(guān)系：多路復(fù)用的基本概念多路復(fù)用：所謂多路復(fù)用就是在同一個物理信道（如一個無線電頻段、一個無線電頻率、一對線纜、一條光纖等）中利用特殊技術(shù)傳輸多路信號，即在一條物理信道內(nèi)產(chǎn)生多個邏輯信道，每個邏輯信道傳送一路信號。目前常用的復(fù)用技術(shù)主要有：頻分復(fù)用技術(shù)、時分復(fù)用技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、碼分復(fù)用技術(shù)、波分復(fù)用技術(shù)。通信系統(tǒng)的性能評價我們用通信的有效性和可靠性這對矛盾作為評價通信系統(tǒng)性能的主要指標。有效性反映信息傳輸?shù)乃俾蕟栴}，而可靠性則代表信息傳輸?shù)馁|(zhì)量（準確程度）問題。對于模擬通信系統(tǒng)，有效性常用系統(tǒng)的傳輸頻帶寬度來衡量，而可靠性則用接收端最終輸出的信噪比來評價。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，用信息傳輸速率（比特率）來衡量系統(tǒng)的有效性，而可靠性用差錯率衡量。差錯率包括兩個內(nèi)容：誤碼率和誤信率。特率與比特率的關(guān)系：誤碼率：誤信率：1.1選擇題1.微波是指[]。A、頻帶為300MHz～300GHzB、波長為1m～1cmC、頻帶為1～10GHzD、頻帶為30MHz2.一個二進制數(shù)字信號碼元時間長度為0.1μs，在傳輸過程中平均2.5秒產(chǎn)生一個錯碼，則其平均誤碼率近似為[]。A、5×10-6B、2×10-8C、2×10-7D、4×10-83.消息中所含信息量的多少與[]有關(guān)。A、消息的重要程度B、消息發(fā)生的概率C、消息的種類D、消息的內(nèi)容4.（0，1）二進制信源在[]條件下，信源的熵（即平均信息量）最大。A、P（1）=1B、P（1）=0.5C、P（1）=0D、P（1）=0.755.連續(xù)信道的信道容量定義為，當所允許的信號功率增加時，信道容量[]

。A、減少B、不變C、增加D、為∞1.2填空題1.按傳輸信道，可將通信分為（1）和（2）兩種2.衡量一個通信系統(tǒng)好壞的主要指標是（1）和（2）。3.（1）通信不能消除噪聲積累。4.基帶信號經(jīng)放大后直接傳輸，這種方式稱為（1），基帶信號通過調(diào)制后傳輸，這種方式稱為（2）。5.通信是指（1）。1.3運用與發(fā)揮題1.數(shù)字通信的優(yōu)缺點主要有哪些？2.數(shù)字通信系統(tǒng)中編碼分為哪兩類？并簡述其各自的作用。3.無線電波的主要傳播的方式有哪些？4.某離散信源由0，1，2，3四種符號組成，其概率場為求消息源的熵。5.二進制數(shù)字系統(tǒng)，各碼等概出現(xiàn)，傳輸0.5小時后，收到18個誤碼，求6、彩電圖像由5×105個像素組成，每個像素有64種彩色度，16個亮度等級，如果所有彩色度和亮度等級的組合機會均等，且統(tǒng)計獨立。計算每秒鐘傳送100個畫面所需要的信道容量。如果信道信噪比為30dB，要傳送彩色圖像信道的帶寬為多少？解：每個像素所包含的信息量：每幅圖像所包含的信息量：5×105×10=5×106信息速率：5×106×100=5×108信噪比S/N=1000(30dB)，由香農(nóng)公式得：調(diào)制的定義：讓載波的某個參數(shù)（或幾個）隨調(diào)制信號（原始信號）的變化而變化的過程或方式稱為調(diào)制。而載波就是一種用來搭載原始信號（信息）的信號，它本身不含有任何有用信息。1．AM的調(diào)制、解調(diào)及其特點；2．DSB的調(diào)制、解調(diào)及其特點；3．SSB的調(diào)制、解調(diào)及其特點；4．FDM的基本原理；PCM調(diào)制：模擬信號經(jīng)過抽樣、量化、編碼三個處理步驟變成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換方式稱為脈沖編碼調(diào)制PCM（Pulse-codeModulation）抽樣：所謂抽樣就是不斷地以固定的時間間隔采集模擬信號當時的瞬時值，即將時間連續(xù)的模擬信號在時間上進行離散化處理。通常，用窄脈沖與原始信號相乘，完成對原始信號的抽樣。量化：量化就是把一個連續(xù)值的無限個數(shù)的集合映射為一個離散值的有限個數(shù)的集合。即將抽樣信號在幅值上進行離散化處理。量化值：確定的量化后的取值叫量化值（或量化電平）。量化級：量化值的個數(shù)稱為量化級。量化間隔：相鄰兩個量化值之差就是量化間隔（或量化臺階）。量化誤差：量化值與抽樣值之差。（或量化噪聲）量化的方法：分級取中間值。通常用“四舍五入”的方法。均勻量化：量化間隔相等的量化。主要缺點是無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變，因此當信號較小時，信號的量化信噪比也很小，難以滿足通信系統(tǒng)的要求。非均勻量化：量化間隔不相等的量化；小信號量化間隔小，反之量化間隔大。其優(yōu)點是改善了小信號的量化信噪比，使在輸入信號有較大的動態(tài)范圍內(nèi)滿足通信系統(tǒng)的要求。數(shù)字壓擴折線近似：對于u律曲線，采用13段折線近似編碼：所謂編碼就是用一些符號取代另一些符號的過程。比如把量化后的信號電平值轉(zhuǎn)換成二進制碼組的過程，也就是用二進制符號取代十進制符號的過程稱為編碼，其逆過程稱為解碼。1．設(shè)某模擬信號的頻譜范圍是1KHz—5KHz，則合理的抽樣頻率是[]A.2KHzB.5KHzC.8KHzD.≥10KHz2．A律`13折線第8段的量化信噪比改善量為[]A.-18dBB.-12dBC.12dBD.-16dB3．A律壓縮特性的A=87、6，當輸入信號為-28dB時，其量化信噪比比均勻量化時的改善量Q為[]A.20dBB.15dBC.13dBD.21dB3.2填空題1．A/D轉(zhuǎn)換包括（1）（2）（3）；D/A轉(zhuǎn)換包括（4）（5）2．折疊二進制碼的優(yōu)點：（1）（2）。3．傳輸速率為2.048Mb/s的數(shù)字信號，實際應(yīng)用時要求最小的通路帶寬是（1）。4．抽樣的定義為（1）5．量化的定義為（1）3.3運用與發(fā)揮題1．簡述十三折線的由來.答：把信號歸一化后,用X軸和Y軸表示,在正半軸,X軸是每次以二分之一取段的方法劃分為八段,Y軸均勻劃分為八段,對應(yīng)的各段均作一直線,正負半軸得十六條線段,正負半軸的前兩段的斜率相等變?yōu)橐粭l直線,所以共十三條折線。2．試求60路載波超群信號（312KHz~552KHz）的上限、下限抽樣頻率及防衛(wèi)帶相同時的抽樣頻率。3．對24路帶寬均為300Hz~3400Hz的模擬信號進行PCM時分復(fù)用傳輸.抽樣速率為8000Hz,抽樣后進行128級量化,并編為折疊二進制碼,復(fù)用時每路前加1bit的信令碼，每幀后加1bit的同步碼，試求傳輸此時分復(fù)用PCM信號的碼元速率。逐次比較型PCM編碼原理（1）編碼思想：A律13折線近似法（非均勻量化編碼A=87.6）目前國際上普遍采用8位非線性編碼。例如：PCM30/32路終端機中最大輸入信號幅度對應(yīng)4096個量化單位(最小的量化間隔稱為一個量化單位)，在4096單位的輸入幅度范圍內(nèi)，被分成8段×16等份×2極性=256個量化級，因此須用8位碼表示每一個量化級。（2）碼位安排：M1M2M3M4M5M6M7M8第1位表示量化值極性（極性碼），2～4位（段落碼）表示8種可能的狀態(tài)來分別表示8個段落的起點電平；5～8位（段內(nèi)碼/電平碼）表示每一段的16種狀態(tài)，即每一段落的16個均勻劃分的量化級。量化級序號電平范圍(△)量化值范圍段落碼M2M3M4起始電平(△)量化間隔△k(△)歸一化值段內(nèi)碼對應(yīng)權(quán)值(△)M5M6M7M881024~2048?~11111024641/32512256128647512~1024?~1/2110512321/6425612864326256~5121/8~1/4101256161/1281286432165128~2561/16~1/810012881/2566432168464~1281/32~1/160116441/512321684332~641/64~1/320103221/102416842216~321/128~1/640011611/2048842110~160~1/128000011/204884211．PCM復(fù)用的概念；2．數(shù)字復(fù)接的概念及其與PCM復(fù)用的異同點；3．數(shù)字復(fù)接的基本原理；4．PCM幀結(jié)構(gòu)和SDH的基本概念。基帶信號：頻帶分布在低頻段（通常包含直流）且未經(jīng)過調(diào)制的信號通常被稱為基帶信號?；鶐盘柕奶攸c：信號頻帶通常從直流和低頻開始并且未經(jīng)載波調(diào)制?；鶐鬏敚褐苯觽鬏敾鶐盘柕姆绞健４a型：數(shù)字基帶信號可以以不同形式的電脈沖出現(xiàn)，電脈沖的存在形式稱為碼型。碼型編碼：通常把數(shù)字信號的電脈沖表示過程稱為碼型編碼或碼型變換，由碼型還原為原來數(shù)字信號的過程稱為碼型譯碼。線路傳輸碼型：在有線信道中傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號又稱為線路傳輸碼型。碼型設(shè)計原則：（l）對于傳輸頻帶低端受限的信道，線路傳輸碼型的頻譜中應(yīng)不含有直流分量。（2）信號的抗噪聲能力要強。產(chǎn)生誤碼時，在譯碼中產(chǎn)生誤碼擴散的影響越小越好。（3）便于從信號中提取位定時信息。（4）盡量減少基帶信號頻譜中的高頻分量，以節(jié)省傳輸頻帶并減小串擾。（5）對于采用分組形式傳輸?shù)幕鶐ㄐ牛ú捎梅纸M形式的碼型，比如5B6B、4B3T碼等），收信端除了要提取位定時信息，還要恢復(fù)出分組同步信息，以便正確劃分碼組。（6）碼型應(yīng)與信源的統(tǒng)計特性無關(guān)。（7）編譯碼的設(shè)備應(yīng)盡量簡單，易于實現(xiàn)。二元碼：只有兩個取值的脈沖序列就是二元碼。最簡單的二元碼基帶信號波形為矩形波，幅度取值只有兩種電平，分別對應(yīng)于二進制碼的1和0。（1）單極性不歸零碼：用高電平和低電平（常為零電平）兩種取值分別表示二進制碼1和0，在整個碼元期間電平保持不變，此種碼通常記作NRZ（不歸零）碼。（2）雙極性不歸零碼：用正電平和負電平分別表示1和0，在整個碼元期間電平保持不變。（3）單極性歸零碼：此碼常記作RZ（歸零）碼。與單極性不歸零碼不同，RZ碼發(fā)送1時高電平在整個碼元期間T內(nèi)只持續(xù)一段時間，在其余時間則返回到零電平，發(fā)送0時用零電平表示。T稱為占空比，通常使用半占空碼。（4）雙極性歸零碼：用正極性的歸零碼和負極性的歸零碼分別表示1和0。這種碼兼有雙極性和歸零的特點。雖然它的幅度取值存在三種電平，但是它用脈沖的正負極性表示兩種信息，因此通常仍歸入二元碼。（5）差分碼：在差分碼中，1和0分別用電平的跳變或不變來表示。在電報通信中，常把1稱為傳號，把0稱為空號。用電平跳變表示1，稱為傳號差分碼，若用電平跳變表示0，則稱為空號差分碼。傳號差分碼和空號差分碼分別記作NRZ（M）和NRZ（S）。由于差分碼中電平只具有相對意義，所以又稱為相對碼。（6）數(shù)字雙相碼：又稱分相碼或曼徹斯特碼。它用一個周期的方波表示1，用方波的反相波形表示0，并且都是雙極性非歸零脈沖。這樣就等效于用2位二進制碼表示信息中的1位碼。（7）密勒碼：在這種碼中，l用碼元間隔中心出現(xiàn)躍變表示，即用10或01表示。0有兩種情況：單0時在碼元間隔內(nèi)不出現(xiàn)電平躍變，而且在與相鄰碼元的邊界處也無躍變；出現(xiàn)連0時，在兩個0的邊界處出現(xiàn)電平躍變，即00與11交替。這樣，當兩個1之間有一個0時，則在第一個1的碼元中心與第二個1的碼元中心之間無電平跳變，此時密勒碼中出現(xiàn)最大脈沖寬度，即兩個碼元周期。由此可知，該碼不會出現(xiàn)多于4個連碼的情況，這個性質(zhì)可用于檢錯。（8）傳號反轉(zhuǎn)碼：傳號反轉(zhuǎn)碼記作CMI碼，與數(shù)字雙相碼類似，它也是一種雙極性二電平不歸零碼。在CMI碼中，1交替地用00和11兩位碼表示，而0則固定地用01表示。三元碼：三元碼指的是用信號幅度的三種取值表示二進制碼，三種幅度的取值為：＋A，0，-A。或記作十1，0，－l。這種方法并不是表示由二進制轉(zhuǎn)換到三進制，信息的參量取值仍然為兩個，所以三元碼又稱為準三元碼或偽三元碼。（1）傳號交替反轉(zhuǎn)碼：傳號交替反轉(zhuǎn)碼常記作AMI碼。在AMI碼中，二進制碼0用0電平表示，二進制碼1交替地用+l和-1的半占空歸零碼表示。（2）n階高密度雙極性碼：n階高密度雙極性碼記作HDBn碼。。（3）BNZS碼：。頻帶利用率：為了說明傳輸系統(tǒng)的帶寬與碼元傳輸速率的關(guān)系，定義頻帶利用率為單位為Bd/Hz，即單位頻帶的碼元傳輸速率。6.3擾碼和解擾擾碼和解擾：所謂擾碼，就是在發(fā)信端不用增加多余的碼元而攪亂信號，使其統(tǒng)計特性近似于白噪聲，這樣就可以給數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計和性能估計帶來很大的方便。通常用m序列對信源序列進行“加亂＂處理（有時也稱為擾碼）以使信源序列隨機化。解擾就是在接收端把“加亂”了的序列用同樣的m序列“解亂”，即進行解擾，恢復(fù)原有的信源序列。m序列：m序列是最長線性反饋移位寄存器序列的簡稱，它是最常用的一種偽隨機序列。m序列是由帶線性反饋的移位寄存器產(chǎn)生的，并且具有最長的周期。擾碼器和解擾器：眼圖：是一種利用實驗手段方便地估計系統(tǒng)性能的一種方法。具體做法是：將待測的基帶信號加到示波器的輸入端，同時把位定時信號作為掃描同步信號。這樣示波器對基帶信號的掃描周期嚴格與碼元周期同步，各碼元的波形就會重疊起來。對于二進制數(shù)字信號，這個圖形與人眼相象，所以稱為“眼圖”。因為基帶波形的失真通常是由噪聲和碼間串擾造成的，所以眼圖的形狀能定性地反映系統(tǒng)的性能。1．掌握ASK、FSK和PSK的基本概念與調(diào)制、解調(diào)方法；2．掌握2DPSK的基本原理；3．了解多進制數(shù)字調(diào)制MASK、MPSK、MFSK的基本原理。1．掌握三種差錯控制方法的基本概念；2．了解差錯控制編碼的分類；3．理解檢錯和糾錯原理，掌握檢錯和糾錯的條件；4．了解常用檢錯碼；5．掌握線性分組碼的基本概念、生成方法以及譯碼原理；6．了解循環(huán)碼的基本概念。8.1選擇題1．線性分組碼(n,k)中；許用碼組的個數(shù)是[]A.2n2．在一個碼組內(nèi)要想糾正t位誤碼，同時檢測出e位誤碼（e≥t）,要求最小碼距為[]A、B、C、D、