第一章：通信基本1，通信系统普通模型，各构成单元重要功能信号是消息或者信息传播载体。

简述消息、信息与信号有何区别和联系。

答：消息是信息物理体现形式，如语音、文字、图片和数据等。

信息是消息内涵。

消息是信息外在形式。

信号是消息或信息传播载体。

通信系统构成：通信系统核心涉及信源、发送设备、传播媒质（信道）、接受设备、信宿5某些。

信源是消息发源地，其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号，即完毕非电量—电量转换。

依照消息种类不同，信源可以分为模仿信源和数字信源。

发送设备功能是将信源和信道匹配起来，其目是将信源产生消息信号变成适合在信道中传播信号。

信道是指传播信号通道，可分为有线和无线两大类。

噪声源是信道中噪声及分散在通信系统其她各处噪声集中表达。

接受设备功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目是从受到干扰和减损接受信号中对的恢复出原始电信号。

信宿是传送信息目地。

其功能与信源相反，即将复原原始电信号还原成消息。

2、数字通信系统模型信源编码功能：一是对模仿信号进行模数（A/D）转换；二是去除冗余（不需要）信息，提高传播有效性。

信源译码重要功能：一是对数字信号进行数模（D／A)转换3. 数字通信优缺陷。

长处：1、抗干扰能力强，且噪声不积累；2、传播差错可控。

3、便于与各种数字终端接口，用当代计算机技术对信号进行解决、加工、变换、存储、形成综合业务网。

4、易于集成化，从而使通信设备微型化、且重量轻，成本低。

5、易于加密解决，且保密强度高。

缺陷：1、比模仿通信占用更宽信道带宽。

2、数字通信对同步规定高，因而系统设备比较复杂。

但是，随着新带宽传播媒质采用和超大规模继承电路发展，数字通信这些缺陷已经弱化。

4，通信系统分类。

按通信业务分类：通信系统可以分为电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统和综合业务数字通信网等。

按信号特性分类：按照信道中所传播是模仿信号还是数字信号，相应地把通信系统提成:模仿通信系统和数字通信系统。

按照调制方式分：基带系统和调制（带通）系统按照传播媒介:有线通信系统和无线通信系统。

按照工作波段分类分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信和光通信系统等。

5，周期信号和非周期信号特性。

周期信号和非周期信号（周期是定义在时间区上，每隔一段时间间隔按相似规律重复变化信号。

非周期是不具备重复性信号）6，模仿和数字信号区别。

模仿信号是指信号参量取值是持续（不可数，无穷多），如电话机送出语音信号、电视摄像机输出图像信号等。

数字信号是指信号参量只也许取有限个、可数个值，如电报信号，计算机输入输出信号）有效性和可靠性是通信系统重要性能指标。

模仿通信系统中有效性用传播带宽来衡量，可靠性可用输出信噪比来衡量。

数字通信系统有效性用频带运用率来衡量，可靠性用差错率来衡量。

7，基带信号和带通信号关系基带指信号从零频开始到几兆赫兹，如语音信号频谱范畴为300~3400hz，图像信号为0~6Mhz。

由于基带信号具备较低频率分量，不适当通过无线信道传播，因此需要通过调制把基带信号搬移到更高频率处，使其适合在无线信道中传播。

带通信号指通过调制后来信号，又称已调信号无论模仿信号还是数字信号，均有基带信号和带通信号之分。

因而，相应又数字（或模仿）基带传播系统和数字（或模仿）带通传播系统。

10，有线信道类型，无线信道中电磁波传播方式有线信道：明线(open wire)、对称电缆(dymmetrical cable)、同轴电缆(coaxial cable)、光纤等。

对称电缆（双绞线电缆）：屏蔽(STP)和非屏蔽（UTP）双绞线。

光纤：长处，传播频带宽，传播容量大，抗干扰性好，保密性强，耐腐蚀，成本低传播损耗低。

无线信道无线信道是是指可以传播电磁波(涉及光波)自由空间或大气层。

电磁波传播方式重要有3种：地(面）波(ground wave)传播。

地波指频率较低(大概2MHz如下)电磁波，有绕射能力。

是调幅广播传播方式。

天波(sky wave)传播。

在高频(2-30MHz)波段，电磁波可以被电离层放射。

视线(line of sight)传播。

频率高于30MHz电磁波将穿透电离层，不能被反射回来。

此外，它沿地面绕射能力也很小。

因此，它只能类似光波、微波那样作视线传播。

散射传播分为电离层散射、对流层散射和流星余迹散射三种。

11、信道容量是指信道可以无差错传播最大平均信息速率。

广义信道：调制信道和编码信道。

调制信道是一种持续信道，编码信道是一种离散信道。

12，香农公式：对于带宽有限，平均功率有限高斯白噪声持续信道信道容量(C bit/s)为极限信息传播速率C = Blog2(1+ S/ N )B为信道带宽（HZ）S为信号功率（W）N为噪声功率（W）香农公式结论：1、信道C受B、S、N限制。

2、提高信噪比可以增大信道容量。

3、若噪声功率趋于零，则信道容量趋于无穷大。

4、增长信道带宽可以增长信道容量，但不能使信道容量无限制增大。

由于信道容量值有极限。

5、信道容量C一定期，信道带宽B和信噪比S/N之间可以互换。

12，波特率、比特率、频带运用率和误码率定义码元速率不大于等于信息速率。

码元速率RBRB= 1/T T表达周期或间隔，单位：波特（Baud）信息速率(比特率)Rb Rb = RB log2M ，单位：比特/秒(bit/s)*待修改码元速率不变求信息速率:*log2M 信息速率不变求码元速率:/ log2M频带运用率：在比较通信系统有效性时，不能单看它们传播速率，还应考虑所占用频带宽度，由于两个传播速率相等系统其传播效率并不一定相似。

频带运用率：ηb＝Rb /B 或η＝RB /B 或ηb＝ηlog2M误码率Pe：指接受错误码元数占总码元数比例。

码元在传播中被传错概率。

Pe＝错误码元数/传播总码元数单工、半双工和全双工通信；单工：消息只能单方向传播工作方式；广播，遥测，遥控等；半双工：通信双方都可以收发消息，但不能同步进行收和发工作方式；普通对讲机；半双工数据传播是双向不同步传播。

全双工：通信双方可以同步进行收发消息工作方式；电话，手机通信。

13、并行传播和串行传播。

并行：将代表信息数据代码序列以成组方式在两条或者两条以上并行信道上同步传播；串行：将数据代码序列以串行方式一种码元接一种码元地在一条信道上传播。

14、噪声种类和危害热噪声是影响通信系统性能重要因素.信道容量是指信道可以无差错传播最大平均信息速率。

15,频分复用和时分复用概念、特点和应用频分复用（FDM）按照频率来划分信道复用方式。

在FDM中，信道带宽被分割成各种互相不重叠频段（子信道），每路信号占据一种子信道，并且各路之间必要留有未被使用频带（保护频带）进行分隔，以防止重叠。

时分复用（TDM）是运用分时方式来实当前同一信道中传播多路信号办法。

在TDM中，各路信号按分派时隙依次定期传送，即在任意时刻上信道中只有一路信号在传播。

TDM特点是各路信号在频率上是重叠，而在时间上是分开，即任一时刻上，信道中只有一路信号在传播。

FDM特点是各路信号在频率上是分开，即频谱互不重叠，而在时间上是重叠。

码分复用码分复用中，各路信号码元在频谱上和时间上都是重叠，但是不同顾客传播信号是靠不同正交编码序列来区别。

波分复用光通信复用技术，原理和频分复用类似。

应用1，正弦波振幅、频率和相位含义，关系和计算正弦信号（也称正弦波）是一种最基本周期信号，3个参量描述：振幅，周期或频率，相位。

试述正弦波3个参量含义。

振幅—波形瞬时高度。

频率—每秒完毕循环次数（一种循环就是一种周期）。

相位—沿时间轴波形偏移量。

随机信号：也称之不拟定信号，其在实际发生之前具备一定不拟定性。

2，研究正弦波意义、研究信号频谱意义1，依照傅里叶级数和傅里叶变换理论，任何复合信号都可以分解为各种正弦波组合形式。

2，在调制系统，常选正弦波作为载波，以用来携带信息。

也就是说，通过调制技术，可以将携载在正弦波振幅、频率或相位上。

研究信号频谱意义：第一：在越来越拥挤射频波段内，要容纳顾客越来越多，因而必要考虑每个顾客所需要频谱宽度。

第二：从通信设备设计角度看，设计出电路，既要有足够带宽让信号通过，又要可以尽量抑制住噪声。

3，信号带宽计算。

信号频谱是指它所包括所有频率分量集合，并且通过频域图表达。

换句话说频谱就是描述信号幅度（或相位）随频率变化关系图。

在物理形态上，信号可以体现为一种时间波形或频谱。

4，信号带宽是指信号占有频率范畴。

等于信号最高分量与最低频分量频率差。

B = fH -fL B为带宽fH信号最高频率fL为信号最低频率对于模仿信号，其带宽应不大于它占用信道带宽，即信道带宽必要不不大于信号带宽；对于数字信号，它占用信道带宽可以不大于信号带宽5，一种M进制码元所含信息量计算。

已知某四进制数字传播系统信息速率为2400bit/s，接受端在1小时内共收到216个错误码元，试计算该系统误码率。

解：码元速率＝2400/ log2 4=1200 Baud 误码率Pe=216/(0.5*60*60*1200)=0.0001第二章：模仿信号数字化及其传播识记1，低通抽样定理,抽样速率应满足条件。

低通抽样定理：一种频带限制在（0，fH）内模仿信号m（t）如果以T≤1/2fH间隔对它抽样，则m（t）将被抽样值完全拟定。

对于频带限制在0≤f＜fH 内低通模仿信号，抽样速率fs≥2f H。

典型电话信号最高频率普通限制在3400Hz，而抽样频率普通采用8000Hz。

2，PCM信号比特率和传播宽带PAM是脉冲波幅度随调制信号变化一种调制方式，按抽样定理进行抽样得到信号ms（t）就是一种PAM信号。

PCM是一种典型语音信号数字化编码方式。

它是将模仿信号变换成二进制数字信号惯用办法。

64kbit/sPCM编码在大容量光纤通信系统和数字微波系统中得到了广泛应用。

普通把话路速率低于64kbit/s编码办法称为语音压缩编码技术。

3，但是载条件和编码范畴不发生过载条件为：|d/dt * m(t)|max≤σfS 不发生过载信号临界振幅为Amax＝σfS/ωk编码范畴：σ/2≤A≤σfS /ωk σ/2是起始编码电平4、二元码单、双、单极性归零和非归零、双极性归零码、差分码（数字信号基带频谱）单极性码（NRZ）：用高电平和零电平表达‘1’和‘0’，频谱具有直流分量和丰富低频分量，因此规定传播线路具备直流传播能力，因而不适应交流耦合远距离传播，只合用于计算机内部或极近距离数据传播。

双极性码（NRZ）：用正电平和负电平表达‘1’和‘0’，这种码型中不存在零电平，频谱中无直流分量，有助于在信道中传播，并且恢复信号判决电平为零电平，因而不易受信道特性影响，抗干扰能力较强，RS232接口使用是该原则。

单极性归零码:信号电平在一种码元终结时刻总要回到零电平。