通信原理-樊昌信-考试知识点总结
★分集接收：分散接收，集中处理。在不同位置用多个接收端接收同一信号①空间分集：多副天线接收同一天线发送的信息，分集天线数（分集重数）越多，性能改善越好。接收天线之间的间距d≥3λ。②频率分集：载频间隔大于相关带宽移动通信9001800。③角度分集：天线指向。④极化分集：水平垂直相互独立与地磁有关。
★起伏噪声：P77是遍布在时域和频域内的随机噪声，包括热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等都属于起伏噪声。
★各态历经性：P40随机过程中的任意一次实现都经历了随机过程的所有可能状态。因此，关于各态历经性的一个直接结论是，在求解各种统计平均（均值或自相关函数等）是，无需做无限多次的考察，只要获得一次考察，用一次实现的“时间平均”值代替过程的“统计平均”值即可，从而使测量和计算的问题大为简化。
部分相应系统：人为地、有规律地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性，压缩传输频带，是频带利用率提高到理论上的最大值，并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。通常把这种波形称为部分相应波形。以用部分相应波形传输的基带系统成为部分相应系统。
多电平调制、意义：为了提高频带利用率，可以采用多电平波形或多值波形。由于多电平波形的一个脉冲对应多个二进制码，在波特率相同（传输带宽相同）的条件下，比特率提高了，因此多电平波形在频带受限的高速数据传输系统中得到了广泛应用。
MQAM：多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求低。因此MPSK和MDPSK体制为人们所喜用。但是MPSK体制中随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容县随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为：
Sk(t)Akcos(0tk)，kTt(k1)T，式中：k=整数；Ak和k分别可以取多个离散值。
（解决MPSK随着M增加性能急剧下降）★相位不连续的影响：频带会扩展；包络产生失真。
★相干解调与非相干解调：P95
相干解调：也叫同步检波，解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号频谱搬到了载频位置，这一过程可以通过一个乘法器与载波相乘来实现。解调则是调制的反过程，即把载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置，因此同样可以用乘法器与载波相乘来实现。相干解调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（成为相干载波），他与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。相干解调适用于所有现行调制信号的解调。相干解调的关键是接收端要提供一个与载波信号严格同步的相干载波。否则，相干借条后将会使原始基带信号减弱，甚至带来严重失真，这在传输数字信号时尤为严重。
非相干解调：包络检波属于非相干解调，。络检波器通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。它属于非相干解调，因此不需要相干载波，一个二极管峰值包络检波器由二极管VD和RC低通滤波器组成。包络检波器就是直接从已调波的幅度中提取原调制信号。其结构简单，且解调输出时相干解调输出的2倍。4PSK只能用相干解调，其他的即可用相干解调，也可用非相干解调。★电话信号非均匀量化的原因：P268
非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，现将信号抽样值压缩，在进行均匀量化。这里的压缩是用一个非线性电路将输入电压x变换成输出电压y。输入电压x越小，量化间隔也就越小。也就是说，小信号的量化误差也小，从而使信号量噪比有可能不致变坏。为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，当输入电压x减小时，应当使量化间隔Δx按比例地减小，即要求：Δx∝x。为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，在理论上要求压缩特性具有对数特性。
（小信号发生概率大，均匀量化时，小信号信噪比差。）★A律13折线：P269
ITU国际电信联盟制定了两种建议：即A压缩率和μ压缩率，以及相应的近似算法13折线法和15折线法。我国大陆、欧洲各国以及国际间互联时采用A压缩率及相应的13折线法，北美、日本和韩国等少数国家和地区采用μ压缩率及15折线法。
A压缩率是指符合下式的对数压缩规律：式中：x为压缩器归一化输入电压；y为压缩器归一化输出电压；A为常数，它决
定压缩程度。限还有对原点奇对称的另一半曲线。第一象限中的第一和第二段折线斜率相同，所以构
成一条直线。同样，在第三象限中的第一和第二段折线斜率也相同，并且和第一象限中的斜率相同。所以，这四段折线构成了一条直线。一次，在这正负两个象限中的完整压缩曲线共有13段折线，故称13折线压缩特性。★增量调制ΔM过载怎样用图标表示：
译码器恢复的信号时阶梯型电压经过低通滤波器平滑后的解调电压。它与编码器输入模拟信号的波形近似，但是存在失真。将这种失真称为量化噪声。这种量化噪声产生的原因有两个。第一个原因是由于编码、译码是用接替波形去近似表示模拟信号波形，有阶梯波形本身的电压突跳产生失真。这是增量调制的基本量化噪声，又称一般量化噪声。它伴随着信号永远存在，即只要有信号，就有这种噪声。
第二个原因是信号变化过快引起的失真；这种失真成为过载量化噪声。它
发生在输入信号斜率的绝对值过大时。由于当抽样频率和量化台阶一定时，阶梯波的最大可能斜率是一定的。若信号上升的斜率超过阶梯波的最大可能斜率，则阶梯波的上升速度赶不上信号的上升速度，就发生了过载量化噪声。
★分接与复接：P289
复用的目的是为了扩大通信链路的容量，在一条链路上传输多路独立的信号，即实现多路通信。与频分复用相比，时分复用的主要优点是：便于实现数字通信、易于制造、适于采用集成电路实现、成本较低。时分复用的基本原理中的机械旋转开关，在实际电路中是用抽样脉冲取代的。因此，各路抽样脉冲的频率必须严格相同，而且相位也需要有确定的关系，使各路抽样脉冲保持等间隔的距离。在一个多路复用设备中使各路抽样脉冲严格保持这种关系并不难，因为可以有同一时钟提供各种抽样脉冲。
但是随着通信网的发展，时分复用的设备的各路输入信号不再只是单路模拟信号。在通信网同往往有多次复用，有若干链路来的多路时分复用信号，再次复用，构成高次复用信号。这是对于高次复用设备而言，其各路输入信号可能是来自不同地点的多路时分复用信号，并且通常来自各地的输入信号的时钟（频率和相位）之间存在误差。所以在低次群合成高次群时，需要将各路输入信号的时钟调整统一。这种
将低次群合并成高次群的过程成为复接，将高次群分解为低次群的过程成为分接。★几种同步：P404
载波同步（载波恢复）
码元同步（时钟同步、时钟恢复、对于二进制码元而言，码元同步又称为位同步。）群同步（帧同步、字符同步）网同步
★集中插入法：P418
集中插入法又称连贯式插入法。这种方法中采用特殊的群同步码组，集中插入在信息码组的前头，使得接收时能够容易地立即立即捕获它。因此，要求群同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰，以便容易地从接收码元序列中识别出来。
Ax1lnAy1lnAx1lnA0x1A1AA律表示式是一条连续的平滑曲线，用电子线路很难准确地实现。现在由于数字电路技术的发展，这种特性很容易用数字电路来近似实现。13折线特性就是近似于A律
的特性。
因为话音信号为交流信号，及输入电压x有正负极性。这就是说在坐标系的第三象
x
扩展阅读：通信原理知识点
整理人：实验室的五个哥门们，翔、清风、.．小黑.、衣①、雄＾＿＾鹰。
通信:利用电(或光)信号将消息中所包含的信息从信源传送到一个或多个目的地。通信的目的是传递消息中所包含的信息。
消息：信息的物理表形形式，
信息：消息的内涵，机消息中索包含的受信者原来不知道而待知的有效内容。信号：消息的载体
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
信源与信宿：可以是模拟的，也可以是数字的。
信源编码与译码：编码功能：完成模/数转换；将数字信号进行压缩处理，以提高信息传输的有效性。信道编码与译码：信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成抗干扰编码，接收端的信道译码按相应的规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统的可靠性。加密与解密：加密是为了提高所传信息的安全性。
数字调制与解调：数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。解调是调制的逆过程。
同步：同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
数字通信的优势：与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控制，数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合到一起传输，易集成、成本低，保密性好通信系统的性能指标：可靠性、有效性、经济性、适应性、标准性、可维护性。
可靠性和有效性的关系：两者互相矛盾而且又相对统一，且可以互换。在模拟通信系统中有效性可以用输出信噪比衡量，在数字通信系统中，有效性用码元速率信息速率和频带利用率表示，可靠性用误码率误信率表示。
通信方式：是指通信的双方之间的工作方式。按消息传递的方向与时间关系分类（单工通信、半双工通信、全双工通信）；按数据代码排列的时序分类（并行传输、串行传输）。根据信道特性参数随时间变化的速度，可将信道分为恒参信道和随参信道。能量信号自相关函数的性质：
（1）自相关函数与时间无关只与时间差有关（2）偶函数
（3）当时间差是等于0时自相关函数的值等于信号能量；（4）自相关函数和其能量谱密度是一对傅里叶变换；功率信号自相关函数的性质：
1.2.3.同上（4）自相关函数和其功率谱密度是一对傅里叶变换；三、
1.平稳随机过程：
平稳随机过程是一类非常广泛的随即过程，他在通信系统中有着极其非常重要的意义。严平稳随机过程：若一个随机过程是在的任意有限维分布函数与时间起点无关，即：
，则称该随机过程是在严格意义下的平稳随即过程。
一维分布函数与时间t无关，二位分布函数只与时间间隔（t2-t1）有关。
平稳随机过程具有简明的数字特征：一是均值与时间t无关，为常数a；二是自相关函数只与时间间隔tao=t2-t1有关。常用这两个条件直接判断随机过程平稳，满足这两个条件的定义为广义平稳随机过程。平稳过程常指广义平稳随机过程。各态历经的随机过程一定是平稳随机过程，反之不一定成立。
2.高斯随机过程
（3）高斯过程的n维分布只依赖各个随机变量的均值、方差、和归一化协方差。3.平稳随机过程通过线性系统后的特性：
恒参信道：信道特性参数随时间缓慢变化或不变化的信道。对所传信号的幅度和相位都有影响，即会产生幅度频率畸变和相位频率畸变。
随参信道：信道参数随时间变化的信道。对所传信号会造成多径传播，出现慢衰落、选择性衰落及频率弥散。
信道容量是信道允许的最大传信率。带宽和信噪比S/N是信道容量的决定因素，当S/n0给定时，提高带宽会带来两种相反的影响：更大带宽的信道有更高的传输速率；更大的带宽使得更多的噪声通过信道到达接收端，使系统性能降低。1.信道特性对信号传输的影响：各种随参信道具有的共同特性是:
一是信号的传输衰减随时间而变；二是信号传输时延随时间而变；存在多径传播。2.信道容量与信噪比的关系：
式中：B为信道带宽（Hz）；S为信号功率（W）；n0为噪声单边功率函数（W/Hz）N=n0B，为噪声功率（W）。
香农公式告诉我们：
无差错传输。
幅度调制角度调制的类型与原理
幅度调制，是指高频载波的振幅按照基带信号振幅瞬时值的变化规律而变化的调制方式幅度调制包括：调幅（AM），双边带（DSB），单边带（SSB）和残留边带（VSB）调制。
AM信号的包络与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。DSB抑制了AM信号中的载波分量，因此调制效率是100%。SSB信号只传说DSB信号的一个边带
所以频谱最窄效率最高。VSB是SSB与DSB之间的一种折中方式，残留了一小部分，克服了DSB占用频带宽的缺点，有解决了SSB信号实现的困难。
角度调制：是指高频载波的频率或相位按照基带信号的规律而变化的一种调制方式。它是一种非线性调制，已调信号的频谱不再保持原来基带频谱的结构。线性调制的通用模型有滤波法与相移法
码间串扰：由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变，展宽，并使前面波形出现很长的拖尾、蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。
消除码间串扰：只要基带传输系统的冲击响应波形h(t)仅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上均为0，则可消除码间串扰。无码间窜扰的条件：
奈奎斯特第一准则：为我们提供了一个给定的传输系统H(w)是否产生码间串扰的的一种方法。基带系统的总特征H(w)凡是符合此要求的均能消除码间串扰。公式如下：
七、数字带通传输系统的调制形式内容
2ASK和2PSK所需的带宽是码元速率的2倍；2FSK所需的带宽比2ASK和2PSK都要高
各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比r，在抗加性高斯白噪声方面，想干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差
ASK是一种应用最早的基本调制方式。优点是设备简单，频带利用率高缺点是抗噪声性能差并且对信道特性变化敏感不易使抽样判决器工作在最佳判决门限状态
FSK是数字通信中不可或缺的一种调制方式，其优点是抗干扰能力强，不受信道参数变化的影响，因此适用于衰落信道。缺点是占用频带较宽，频带利用率低适用于中低速传输
PSK和DPSK是一种高传输效率的方式。抗噪声能力最强且不易受信道特性变化的影响在高中速数据传输中得到了广泛应用。PSK在相干解调时存在载波相位模糊度的问题，在实际中很少应用于直接传输。2DPSK调制
相干解调加码反变化法
差分相干解调
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