自考通信概论小结第一章1.1消息是信息的物理表现形式,如语音、文字、图片和数据等 1.2 信息是消息的内涵1.3信号是消息或信息的传输载体1.4一个通信系统主要包括信源、发送设备、传输媒质(信道)、接收设备和信宿。
1.5信息在传输之前,必须转换成电(或)光信号1.6信号可以是模拟的(连续值)或数字的(离散值)1.7按相同规律重复变化的信号是周期信号1.8一个周期信号可以分解为一系列正弦波1.9正弦波可以用以下3个参量来描述振幅——波形的瞬时高度频率——每秒完成的循环次数(一个循环就是一个周期)相位——沿时间轴的波形偏移量1.10周期和频率互为倒数1.11时域图描述的是信号随时间变化的特性1.12频域图描述的是信号随频率变化的特性1.13信号频谱是描述的是信号随时间变化的特性1.14信号频谱是综所包含的所有频率分量的集合1.15信号带宽是信号的最高频分量与最低频分量的频率差 1.16传输媒质是可以传输电(或光)信号的物质,分为无线信道和有线信道两类 1.17有线信道有明线、对称电缆、同轴电缆和光纤1.18无线信道是指可以传输电磁波(包括光波)的自由空间或大气层。
1.19电磁波的传播方式主要有:地波传播、天波传播、视线传播和散射传播。
1.20天线架越高,视线传输距离越远1.21利用人造卫星作为中继站可以大大提高视距1.22利用微波中继可以实现远程通信1.23噪声是一种不需要的、有害的电信号1.24噪声能使模拟信号失真,使数字信号发生错码,并限制着信息的传输速率。
1.25热噪声是影响通信系统性能的主要因素。
1.26香农公式给出了通信系统所能达到的极限信息传输速率 1.27提高信噪比,可以增大信道容量1.28信道带宽和信噪比可以互换1.29按消息传递的方向与时间关系,通信方式可以分为单工、半双工、全双工通信3种,按数据代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。
1.30复用是利用一条信道同时传输多路信号的技术。
1.31复用技术主要有:频分复用、时分复用、码分复用、波分复用等 1.32频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式1.33时分复用是利用分时方式实现多路信号传输的复用方式 1.34有效性和可靠性是通信系统的主要性能指标1.35模拟通信系统中有效性用传输带宽来衡量,可靠性用输出信噪比来衡量的1.36数字通信系统中有效性用频带利用率来衡量,可靠性用差错率来的衡量的1.37一个二进制码元含1bit的信息量1.38一个M进制码元含有logMbit的信息量 21.39码元速率R是每秒发送的码元个数 B1.40信息速率R是每秒发送的比特率数 b1.41码元速率小于等于信息速率1.42信息速率与码元速率的关系:R=RBlogM b21.43二进制(M=2)数字信号的码元速率和信息速率在数量上相等1.44频带利用率指每赫兹内所实现的传输速率1.45误码率P=错误码元数/传输总码元数 e1.46误比特率P=错误比特数/传输总比特数 b第二章2.1模/数(A/D)变换就是将模拟信号变换为数字信号2.2模拟信号数字化的目地是使模拟信号能够在数字通信系统中传输,特别是能够和其他数字信号一起地宽带综合业务数字通信网中同时传输。
2.3模拟信号数字化需要经过3个步骤:抽样、量化和编码2.4抽样:将取值连续/时间连续的模拟信号变换为取值仍连续/时间离散的抽样(PAM)信号2.5 量化:将取值连续/时间离散的PAM信号变换为取值离散/时间离散的量化信号(多电平数字信号)2.6 编码:将取值离散/时间离散的量化信号变换为二进制数字(PCM)信号2.7 脉冲编码调制(PCM)和增量调制(?M)是实现模拟信号数字化的方法。
2.8抽样定理为模拟信号的数字化和时分多路复用(TDM)奠定了理论基础 2.9 对于频带限制在0?f?f内的低通模拟信号,抽样速率f?2f。
H sH2.10对于带宽为B的带通信号,抽样频率f=2B(1+k/n) s2.11 PAM是脉冲载波的幅度随调制信号变化的一种调制方式。
按抽样定理进行抽样得到的信号ms(t)就是一个PAM信号。
2.12 自然抽样和平顶抽样是实际中常用的两种PAM方式2.13 自然抽样(曲顶抽样)的PAM信号的脉冲顶部和原模拟信号波形相同 2.14平顶抽样(瞬时抽样)的PAM信号的脉冲顶部是平坦的,脉冲幅度等于瞬时抽样值。
在实际中,常用“抽样保持电路”产生平顶抽样PAM信号。
2.15 PCM(简称脉码调制)是一种典型的语音信号数字化的编码方式。
它是将模拟信号变换成二进制数字信号的常用方法。
2.16输入的模拟信号m(t)经“抽样、量化、编码”后变成二进制数字信号(PCM 信号) 2.17 抽样信号是量化方法有两种:一种均匀量化、另一种非均匀量化。
2.18均匀量化的特点是量化间隔相同,缺点是小信号时的量化信噪比低。
2.19非均匀量化的特点:量化间隔?v随信号抽样值的大小而变化。
信号样值小时,?v也小;信号样值大时,?v也大。
优点:提高小信号的量化信噪比。
实现:先将信号抽样值压缩,再进行均匀量化。
2.20 压缩特性:对数特性。
关于电话信叼的压缩特性,国际电信联盟(ITU)制定了两种建议,即A压缩律和u压缩律,以及相应的近似算法——13折线法和15折线法。
2.21折叠二进制码是PCM编码中常用的二进制码,这种码具有镜像特性,可以把双极性的电压采用单极性编码方法处理,使编码过程简化。
2.22 A律13折线PCM编码是将每个抽样值编成8位折叠二进制码(C1C2C3C4C5C6C7C8)。
其中,C1表示样值极性;C2C3C4表示8个段落;C5C6C7C8表示段内的16个量化级。
2.23 PCM信号的比特率为R=fN=2fN,所需传输带宽为B=R=Nf。
bsHbs2.24语音压缩编码方法有DPCM、ADPCM,?M等。
压缩编码的目的是降低数字电话信号的比特率、减小传输带宽。
2.25 ?M序列中的每个比特表示相领抽样值的差值极性。
2.26 ?M系统不发生过载的条件为,d/dt m(t),?āf maxs2.27 ?M的编码范围为ā/2?A?āf/wk s2.28 PCM和?M都是模拟信号数字化的基本方法。
2.29 ?M实际是DPCM的一种特例2.30 PCM适用于要求传输质量高,且频带资源丰富的场合。
一般用于在大容量的干线通信。
2.31 ?M具有编译码设备简单,低比特率时的量化信噪比高,抗误码特性好等优点。
一般用于专用通信网和卫星通信中。
2.32 PCM信号,以及计算机、电传机等数据终端输出的信号必须经过一些处理或某些变换(如码型变换、波型和频谱变换)才能送入信道中传输。
处理或变换的目地是使信号的特性与信道的传输特性相匹配。
2.33常用的线路码型有:二元码、三元码、多元码,它们都归属为数字基带信号。
传输数字基带信号的通信系统就称为数字基带传输系统。
2.34 二元码有单极性码、双极性码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、双相码、密勒码、CMI码。
2.35 单极性码的频谱中含有直流分量和丰富的低频分量,不利于传输。
2.36 双极性码的频谱中无直流分量,有利于在信道中传输,且抗干扰能力也较强。
2.37单极性归零码中含有位定时频率分量,是其他码型提取同步信处时常采用的一种过渡波形。
2.38 归零(RZ)的含义是脉冲宽度r小于宽度Ts,即占空比r/T<1。
非归零(NRZ)的含义s是脉冲宽度r等于码元宽度T,即占空比r/Ts=1。
半占空的含义是占空比r/T=1/2。
ss2.39差分码分为传号差分码和空号差分码。
差分码可以消除设备初始状态的影响。
2.40 双相码、密勒码和CMI码都是双极性二电平码,无直流分量,含有丰富的定时信息,并具有一定的自检能力。
2.41 三元码有AMI码、HDB3码。
HDB3码常用于A律PCM四次群以下的接口码型。
2.42多元码适用于高速数据传输系统中。
2.43选码原则:无直流分量,且低频分量小含丰富的定时信息;占用带宽窄;抗噪声性能好;具有内在的检错能力;编译码简单。
2.44频谱分析的意义在于,可以确定信号的带宽,还可以明确能否从信号中直接提取定时分量。
矩形脉冲谱的第1个零眯带宽为B=1/ r。
2.45码间串扰(ISI)是指前面脉冲的拖尾蔓延到相邻码元的抽样时刻上,从而干扰了信号检测过程。
2.46眼图可以定性地反映码间串扰的程度,当“眼睛“张大时,表示码间串扰小,当“眼睛”闭合时,表示码间串扰大。
第三章3.1调制的目的和作用1)将基带信号变换成适合在信道中传输的己调信号。
2)实现信道的多路复用3)改善系统抗噪声性能3.2调制是指按其带信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程。
3.3模拟调制分为:幅度调制和角度调制(调频和调相)3.4幅度调制中,载波的振幅随基带信号振幅而变化3.5在频率调制中,载波的频率随基带信号振幅而变化3.6在相位调制中,载波的相位随基带信号振幅而变化3.7幅度调制包括调幅(AM)、双边带(DSB)、单边带(SSB)和残留边带(VSB)调制。
AM信号的包括与基带信号m(t)的形状完全一样,因此可采用简单的包络检波器进行解调。
AM信号的包络抑制了AM信号中的载波分量,因比调制效率是100%;SSB信号只传输DSB信号中一个边带,所以频带利用率最高:VSB是SSB与DSB之间的一种折中方式,它既克服了DSB信号占用频的缺点,又解决了SSB信号实现中的困难。
3.8调幅(AM)信号的带宽等于基带信号的带宽两倍。
3.8单边带(SSB)信号的带宽等于基带信号的带宽。
3.9解调(也称为检波)是调制的逆过程,其作用是将己调信号中的基带调制信号恢复出来。
解调方法分为:相干解调和非相干解调(包络检波)3.10 相干解调也叫同步检波,它适用于所有幅度调制信号的解调。
实现相干解调的关键是要求接收端提供一个与调制载波严格同步的相干载波。
3.11 包络检波就是直接从己调波的幅度中恢得基带信号。
它属于非相干解调,因比不需要相干载波。
AM信号一般都采用包络检波。
3.12角度调制,是指高频载波的频率或相们按照基带信号的规律而变化的一种调制方式。
这是一种非线性调制,己调信号的频谱不再保持原来基带频谱的结构。
3.13 角度调制包括调频(FM)和调相(PM)。
FM信号的瞬时与调制信号m(t)成正比。
PM信号的瞬时相偏与m(t)成正比。
FM与PM这宰是密切相关的。
3.14 FM调制技术在模拟通信中广泛应用,而PM调制技术则更多应用于数据通信中。
3.15 调频信号的带度可以用卡森公式:B,2(m+1)f=2(?f+f)来计算。
当mf?1时FMfmm(NBFM),B?2f;当m?1时,(WBFM),B?2?f。
窄带调频(NBFM)信号的带宽是调制FMmfFM信号带宽的两倍(与AM信号相同)。