《通信原理》期末总结

Posted by Sunnycee on 2019-12-23

1-4章知识点

  1. 简述模拟信号与数字信号的特点。

    数字信号:载荷信息的信号参量只有有限个取值的信号;

    模拟信号:载荷信息的信号参量取值是连续(不可数、无穷多)的信号。

  2. 简述确知信号的定义与分类。 P17

    确知信号:指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号;

    分类: P33

    确知信号按照其强度可以分为能量信号功率信号

    功率信号按照有无周期性划分:分为周期性信号非周期性信号

    能量信号的振幅和持续时间都是有限的,其能量有限,平均功率为零。

  3. 信道容量是如何定义的? P79

    信道容量:指信道能够传输的最大平均信息速率。

  4. 什么是白噪声?高斯白噪声? P56

    白噪声:噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数

    高斯白噪声:白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则成为高斯白噪声。

  5. 以无线广播通信系统为例,以框图方式简述通信系统组成。

    组成:信源调制器信道解调器信宿五个环节。

    发送端:信源、调制器;

    接收端:解调器、信宿。

  6. 无线信道中电磁波的传播方式有哪3种?增大视线传播距离的途径有哪些? P63

    传播方式主要分为:地波天波(电离层反射波)和视线传播三种。

    传播途径:

    (1)提升天线的高度从而增大视线距离;

    (2)采用无线电中继;

    (3)利用卫星转发信号。

  7. 写出香农公式,并说明信道容量C与B,S,n0之间的关系。信道的数学模型分为哪两类? P82

    香农公式

    C=Blog2(1+SN);C=B\log_2(1+\frac{S}{N});

    S为信号平均功率,N为噪声功率,B为带宽。

    参数之间的关系:增大信号功率S或减小噪声功率谱密度n0n_0,都可以使信道容量C增大。当S->\inftyn0n_0->$ \infty $,C-> \infty。然而在实际通信系统中,信号功率S不可能为无穷大,噪声功率谱密度n0n_0也不会等于0,所以信道容量不可能为无穷大。当B趋于无穷大,信道容量不会趋于无穷大,因为贷款增大,噪声功率也增大了。

    数学模型:调制信道模型编码信道模型

  8. 随参信道的特性是什么? P74

    (1)信号的传输衰减随时间而变化;

    (2)信号的传输时延随时间而变化;

    (3)信号经过几条路径到达接收端,而且每条路径的长度(时延)和衰减都随时间而变,即存在多径传播的现象。

  9. 模拟通信系统的性能指标有哪两个?数字通信系统的性能指标有哪两个? P13

    模拟通信系统性能指标:传输带宽输出信噪比

    数字通信系统性能指标:频带利用率差错概率(误码率和误信率)。

第5章知识点

  1. 什么是调制?调制的目的?

    调制:把信号形式转换成适合在信道中传输的一种过程;

    调制目的

    (1)将基带信号搬移至高频,提高天线辐射效率(低频信号天线尺寸较大,频率越高所需天线越小);

    (2)把多个基带信号搬移至不同的载频处,实现频分复用,提高信道利用率

    (3)扩展信号带宽,提高系统抗干扰能力

  2. 简述线性调制与非线性调制的区别。

    线性调制只是基带信号频谱在频域内简单搬移,没有新的频率成分产生,而非线性调制(FM、PM)会产生新的频率成分。

  3. 以框图方式简述AM、DSB调制信号产生及其解调过程,并说明其调制后信号带宽、调制效率、信噪比增益。

    AM调制

    BAM=2fmB_{AM}=2f_m,调制效率最大值为ηAM=1/3\eta_{AM}=1/3,信噪比增益GAM=2/3G_{AM}=2/3

    DSB调制

    BDSB=2fmB_{DSB}=2f_m,调制效率为100%,信噪比增益GDSB=2G_{DSB}=2

  4. 写出PM、FM调制信号表达式,说明两者的区别与联系。

    sPM(t)=Acos[ωct+Kpm(t)]s_{PM}(t)=Acos[\omega_ct+K_pm(t)];

    sFM(t)=Acos[ωct+Kfm(τ)dτ]s_{FM}(t)=Acos[\omega_ct+K_f\int m(\tau)d\tau];

    区别PM瞬时相位偏移随m(t)做线性变化;FM瞬时频率偏移随m(t)做线性变化。

    联系:可由调频器产生调相信号(间接调相),可由调相器产生调频信号(简介调频)。 P106 图5-18

  5. 调频信号的产生与解调方法有哪些? P106

    产生方法:由调频器产生(直接法),由调相器产生(间接法)。

    解调方法相干解调非相干解调

  6. 什么是信噪比增益?信噪比增益高说明什么问题?解释门限效应。

    信噪比增益(G):输出信噪比和输入信噪比的比值。G=So/NoSi/NiG=\frac{S_o/N_o}{S_i/N_i}

    信噪比增益高说明抗噪声性能更好。

    门限效应:输入信噪比下降到较小值时,输出信噪比急剧下降。(非相干解调会产生门限效应,出现门限效应的点叫做门限值)。

  7. 在“同等条件”下,对各种模拟调制系统进行比较。

    P122

  8. FM特点、优势与应用?

    特点:占用传输带宽较宽;

    优势:抗噪声性能更好,信噪比、带宽之间可以互换;

    应用:远距离高保真无线通信,调频广播。

  9. 什么是频分复用?频分复用系统原理框图? P124

    频分复用:一种按频率来划分信道的复用方式。

第6章知识点

  1. 假定有一组二进制数据信息流为1011001,请以矩形脉冲方式画出其单、双极性NRZ、RZ波形。

  2. 写出10001 001 000 01 000 011 0 00 011的AMI 码和HDB3码。

  3. 什么是奈奎斯特带宽?什么是频带利用率?写出具有理想低通特性的基带传输系统H(w)的带宽和频带利用率。 P148

    奈奎斯特带宽:具有理想低通传输特性的带宽称为奈奎斯特带宽;

    频带利用率:信息传输速率与带宽的比值;(η=RB/B\eta=R_B/B

    带宽B=1/2TBB=1/2T_B,频带利用率最大值为2。

  4. 写出具有余弦滚降特性的基带传输系统H(w)的带宽和频带利用率,当a=1时它们的值分别是多少?

    B=fN+fΔ=(1+a)fNB=f_N+f_\Delta=(1+a)f_N

    η=RB/B=2fN(1+a)fN=2(1+a)\eta=R_B/B=\frac{2f_N}{(1+a)f_N}=\frac{2}{(1+a)};

    当a=1时:

    B=2fNB=2f_N

    η=1\eta=1

  5. 在不考虑ISI条件下,二级性双极性基带系统在等概情况下的最佳判决门限电平是?

    最佳判决门限电平为:0

  6. 什么是眼图?眼图的观察方法?定性评价? P153

    眼图:指通过用示波器观察接收端的基带信号波形,从而估计和调整系统性能。

    观察方法:把示波器接入接收端判决器输入端,把示波器水平扫描周期调整到与码元周期一致。

    定性评价:可观察是否存在码间串扰(看眼睛正看是否足够大,是否端正),可观察是否存在噪声影响(线条清晰程度)。

  7. 说明抽样点无失真传输的充要条件。 P146

    在本码元的抽样时刻上有最大值,并在其他码元的抽样时刻均为0。

  8. 数字基带信号的功率谱有什么特点?它的带宽主要取决于什么?定时信号由哪部分决定? P138

    特点:

    (1)功率谱由离散谱连续谱组成;

    (2)连续谱始终存在的;

    (3)离散谱不一定存在,是否存在取决于基带传输中的波形以及波形所对应的两种符号的出现概率。

    带宽取决于连续谱

    定时信号取决于离散谱。(因离散谱不都存在,所以有些基带信号无法提取定时信号)

  9. 什么是码间串扰?为什么会产生码间串扰?列举两种减少或消除码间串扰的方法。 P143

    码间串扰:波形严重失真导致,对后面码元的抽样判决造成影响。

    产生原因:系统传输总特性不理想,导致前后码元波形畸变、展宽,并使前面波形蔓延到后续码元的抽样时刻,从而对后面码元的抽样判决造成影响。

    减少或消除码间串扰选择理想系统传输特性的系统(理想低通、余弦滚降系统)、部分响应系统时域均衡

第7-9章知识点

  1. 基带传输和带通传输的区别?

    基带传输不需要调制(发送端)、解调(接收端);带通传输将基带信号由低频段搬移至高频段,处理环节上带通传输多了调制和解调。

  2. 画出2ASK信号的调制与解调(相干与非相干解调)原理框图。

    P178

  3. 画出2FSK信号的调制与解调(相干与非相干解调)原理框图。

    P181

  4. 二进制键控调相分为绝对调相(2PSK)和相对调相(2DPSK),为什么要采用相对调相? P184

    绝对调相会存在相位模糊(倒π)的情况,为解决此问题引入相对调相。

  5. 简述2DPSK消除相位模糊的原理。 P186

    利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息,不需要相干载波的基准相位与2PSK调制载波一致,相位模糊对2DPSK没有影响。

  6. QAM的概念?比较4PSK与4QAM调制的带宽与抗噪声性能。 P228

    概念正交振幅调制,是一种振幅和相位联合键控。

    比较:

    带宽:两种调制方式带宽相等。

    抗噪声性能:4QAM抗噪声性能强于4PSK。(4QAM相邻点距离大于4PSK)

第10章知识点

  1. 波形编码的三个步骤?

    抽样量化编码

  2. 简述低通模拟信号的抽样定理及带通抽样定理。 P282、283

    低通抽样定理

    最低抽样频率:fs2fHf_s\geq2f_H

    带通抽样定理

    最低抽样频率:fs=2B(1+kn)f_s=2B(1+\frac{k}{n})

  3. 简述实际抽样的两种方式,讨论其区别。 P285

    自然抽样:脉冲顶部幅度随模拟信号变化而变化。
    平定抽样:脉冲持续时间内幅度保持不变,脉冲顶部平坦。

  4. 简述均匀量化特点。 P287

    将输入信号的取值域进行均匀等间隔分割,量化间隔是一个常数

  5. 增量调制(ΔM)的编码位数有几位?编码代表的是什么? P305

    位数只有1位,编码代表的是信号变化趋势

  6. 如何避免增量调制(ΔM)中的过载量化噪声?ΔM相对PCM,抽样频率 的特点是什么?

    避免方式:使系统最大跟踪斜率(fsf_s*量阶)大于等于输入模拟信号的最大变化斜率。

    特点:ΔM的抽样频率远远大于PCM,编码位数更少。

  7. 时分复用的原理是什么?时分复用(TDM)的特点是什么? P308

    原理:时分复用按时间划分信道,不同的信号各自占用互不重叠的时隙。

    特点:可以在一个信道上面传输多路信号,这些信号在时间上是分割开的

  8. PCM一次群的话路语音信号有多少路?每路话音信号的抽样频率是多少? P310

    话路语音信号有30路

    抽样频率为8kHZ

  9. PCM一次群的比特率是多少? P310

    一次群比特率为:2.048Mb/s=8k3282.048Mb/s=8k*32*8

本文作者:Sunnycee
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