通信原理考试大纲及相应知识点.docx
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通信原理考试大纲及相应知识点
1、填空题(共20分)
二、判断题(共20分)
三、简答题(共20分)
四、计算题(共20分)
五、综合题(共20分)
1、传输速率(码元速率和信息速率)(概念、关系、计算)
码元速率:
即传码率指每秒钟传送码元的数目,单位为波特B
信息速率:
又称比特率,每秒钟传送的信息量吗,单位为比特b/s
Rb=RB*log2N
2、信息量(定义、公式和常用单位)
定义:
度量信息大小的物理量,也称信息
公式I=loga(1/P(x))=-loga(P(x));(P(x):
消息所代表时间出现概率);
单位:
bit比特
3、常见的白噪声模型AWGN及特点(概念)
加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise)是最基本的噪声与干扰模型。
加性噪声:
叠加在信号上的一种噪声,通常记为n(t),而且无论有无信号,噪声n(t)都是始终存在的。
因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。
白噪声:
噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数,则称这样的噪声为白噪声。
如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则称这样的噪声为高斯白噪声。
4、抽样定理内容、作用(概念)
内容:
若m(t)的频谱在某一频率fH以上为零,则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/(2fH)秒的均匀抽样序列里。
换句话说,在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次。
或者说,抽样速率fs(每秒内的抽样点数)应不小于2fH,若抽样速率fs<2fH,则会产生失真,这种失真叫混叠失真。
一个频带限制在0~fH内的低通信号m(t),如果抽样频率fs≥2fH,则可以由抽样序列无失真地重建恢复原始信号m(t)。
作用:
把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。
5、PCM数字化的三步骤、定义、作用、编译码(线性和非线性)(概念、计算)
三步骤:
脉冲编码调制。
定义:
将模拟信号变换为数字信号的一种编码方式。
作用:
把各种消息即连续的输入信号变换为在时间上振幅上都离散的量,再把它变换为代码进行传输。
编码:
译码:
6、增量调制定义、编(译)码原理、编码位数(概念)
增量调制:
预测编码:
根据过去的信号样值预测下一个信号样值,吧预测值与实际值之差加以量化编码后再进行传输。
而增量调制:
就是把一种刚过去的信号样值作为预测值的单纯预测编码方式
编码:
将信号的瞬时值与前一个采样时刻的量化值之差,进行量化,而只对这个量化值的符号进行编码的方式。
译码:
积分器。
编码位数:
1
7、4种线性模拟调制、AM\DSB带宽、抗噪声性能(调制制度增益)、频谱图、调制解调原理,解调分类(画图)
4种线性模拟调制:
1、标准调幅(AM)
2、抑制载波双边带调幅(DSB-SC)
3、单边带调幅(SSB)
4、残留边带调幅(VSB)
●DSB特点:
传送上下2个边带,频带宽,有效性差(频带利用率低),但容易获取。
●SSB特点:
只传送上边带或者下边带,有效性好,缺点是当低频分量比较丰富的时候上下边带很难分离,不宜获取。
●因此需要在DSB和SSB之间采取一种折中的方法,即残留边带调制(VSB调制)。
●残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式,它既克服了DSB信号占用频带宽的问题,又解决了单边带滤波器不易实现的难题。
●不像SSB那样让一个边带完全抑制,也不像DSB那样让两个边带完全保存,而是介于二者之间。
●让一个边带绝大部分顺利通过,而让另外一个边带残留一小部分。
带宽:
AM:
带宽为2Wm,频谱利用率较低,含有载波,功率利用率最差,设备复杂度最简;
DSB:
带宽为2Wm,频谱利用率较低,不含载波,功率利用率较高,设备复杂度次之;
SSB:
带宽为Wm,频谱利用率最高,不含载波,功率利用率较高,设备复杂度较复杂;
VSB:
带宽为1~2Wm,频谱利用率较高,不含载波,功率利用率较高,设备复杂度最复杂。
抗噪声性能*(调制制度增益):
即:
(解调器的输出信噪比)/(解调器的输入信噪比)
调制:
一种对信号进行变换的过程,把信号频谱搬移到适合信道的频率范围进行传输。
解调及其分类:
解调也称检波,是调制的逆过程,其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。
解调方法可以分为:
相干解调和非相干解调。
相干解调也叫同步检波,它适用于所有线性调制信号的解调。
实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。
恢复载波性能的好坏,直接关系到接收机解调性能的优劣。
非相干解调也称为包络检波,包络检波就是直接从已调波的幅度中恢复出原调制信号。
不需要相干载波。
AM信号一般都采用包络检波。
8、常见的线路编码(如:
AMI/HDB3)的编译码规则、表示、基带信号、时钟信号和基带序列的关系(概念、图、综合)
HDB3编码:
HDB3码的编码中,V相当于破坏码元,B相当于为消除破坏码元影响而引入的调节码元。
为保证输出无直流的特性,破坏码元V的保持交替变化,同理1与B也得保持交替变化。
例如:
消息代码:
1000010000110000110000000011100001
中间码:
1000V1000V11B00V11B00VB00V111000V1
HDB3码:
+1000+V-1000-V+1-1+B00+V-1+1-B00-V+B00+V-1+1-1000-V+1
解码:
1从收到的符号序列中找到破坏极性交替的点,可以断定符号及其前面的3个符号必是连0符号,从而恢复4个连码;
2再将所有的-1变换成+1后,就可以得到原消息代码
线路编码:
选择一对特定的脉冲来表示符号1和0称为线路编码。
编码规则及表示:
看书和课件。
基带信号:
信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。
时钟信号和基带序列的关系:
9、基带传输系统奈奎斯特带宽、极限传码率及关系、码间串扰的定义、给定速率判断有无码间串扰(概念、简单计算、画图、综合)
基带传输:
基带信号的传输称为基带传输。
码间串扰:
奈奎斯特带宽:
B
奈奎斯特间隔:
1/2B
奈奎斯特速率:
2B
极限传码率:
RB=Wc/π=2B
10、二进制数字调制系统、过零点带宽、抗噪声性能(概念、计算、画图-时域波形图和调制解调原理图)
二进制相位键控指的是用二进制基带信号控制载波的相位,即利用载波相位的变化来传送数字信息。
根据载波相位表示数字信息的方式不同,数字调相可分为:
1、绝对相移,记做2PSK;
2PSK调制是用高频载波初相位直接表示二进制基带信号的相移方式。
调制图:
解调图:
低通滤波后得到:
X>0判为1X<0判为0.
2PSK解调实际上是以未调载波为参考,需要发送方的同步载波,若同步载波相位发生反相,则判决就会出错,0→1,1→0。
2、相对相移,记做2DPSK。
2DPSK调制是用前后相邻码元载波相对相位变化来表示数字信息。
相对相位是本码元的初相与其前一码元的相位差。
调制:
解调:
x(t)>0判为“0”码x(t)<0判为“1”码
过零点带宽:
●
(1)数字基带信号的带宽B指的是主瓣频谱宽度(过零点带宽)。
●带宽单位用Hz表示。
●
(2)基带信号带宽B在数值上等于传码率RB。
●基带信号为单极性NRZ码。
11、同步系统定义、分类及接收时同步顺序(概念)
同步:
为了使整个通信系统有序、准确、可靠地工作,收发双方必须有一个统一的时间标准
●按照同步的功能来划分,同步分为:
●载波同步:
相干解调中,接收端必须恢复出一个与发端同频同相的相干载波,获取相干载波的过程称为载波同步。
●位同步(码元同步) :
又称码元同步或比特同步。
为了正确判决,就必须在接收端产生一个与接收码元序列频率和相位一致的定时脉冲序列,在接收端产生定时脉冲序列的过程称为位同步。
●帧同步(群同步) :
接收端获取帧起止时刻信息的过程称为帧同步。
●网同步 :
在数字通信网和计算机网络中各站点为了进行分路和并路,必须调整各个方向送来的信码的速率和相位,使之步调一致,这种调整过程称为网同步。
●根据发送端是否直接传送同步信息,同步分为:
●自同步法
●外同步法
12、巴克码、巴克码自相关函数(概念、小计算)
●巴克码 :
巴克码是一种具有特殊规律的二进制序列。
一个长度为n的巴克码序列{x1,x2,…,xn},码元xi只能取+1或−1。
●其自相关函数:
●
13、码字、码重、码长(定义)
码元:
码元看做一个包含一定信息量的一个独立存在的单位。
码元是信息量的载体。
举个例子:
我们的2进制数,一个二进制数,是一个码元,它含有1bit信息量,但是对于以四进制码元单位来传递信息,每个码元则含有2bit信息量。
码字:
由若干个码元组成,如10001100
码重:
1的个数。
码长:
码字中码元的个数。
10001100的码长为8.
码组:
多个码字构成的集合,如{0000,0001,0010,0100,1000}。
14、差错控制编码的方案、常见技术、分组码编码效率、卷积码编码效率(概念、小计算)
●差错控制编码的基本思想:
在信息码元中加入一些冗余码元——监督码元,这些冗余码元不含任何通信信息,但是在编码过程中,用来监督信息码元,译码时利用特定的规律来鉴别传输是否发生错误,或者纠正错误,从而降低误码率。
方案 :
1发现错误——检错编码;
② 纠正错误——纠错编码。
常见技术:
(1)奇偶校验码
原理:
奇偶校验编码中,无论信息位有多少位,校验位只有一位。
码组中“1”的个数为奇数或偶数。
(2)恒比码
恒比码中“1”的个数与“0”的个数保持不变。
接收端译码时只需计算接收码组中“1”的个数,就可以知道传输过程中是否出现了错误。
(3)正反码
正反码监督码元取决于信息码组中“1”的数目,或者与信息码元相同(正码),或者与信息码元相反(反码)。
●编码规则:
信息码组中有奇数个“1”时,监督码与信息码相同;信息码有偶数个“1”时监督码是信息码的反码。
例如,信息码为11001,有奇数个“1”,则监督码亦为11001,发送码组为1100111001;信息码为11101,有偶数个“1”,则监督码为信息码的反码00010,发送码组为1100100010。
●译码规则:
接收端将接收码组中的信息码与监督码模2加,得到一个5bit的合成码组,由其产生校验码组。
●接收码组中的信息码有奇数个“1”,合成码组就是校验码组;接收码组中的信息码有偶数个“1”,合成码组取反为校验码组。
根据校验码组中“1”的数目按下表进行译码判决。
【例】接收码组:
0110101101、010*******、0111010110,判断传输是否有错。
解:
1)接收码组0110101101,信息码中“1”个数为奇数(3个),合成码组为0000
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