通信原理第六版复习资料

如在运输中，波特类似轿车，比特类似乘客，一辆 轿车可载运一个或多个乘客。轿车的辆数（而不是乘客 的人数）确定了交通情况，类似的，波特数（而不是比 特数）确定了所地求的传带宽。所以波特率≤比特率。
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➢Rb=RBlog2M， ➢RB ≤Rb，当二进制（M=2）时，Rb=RB ➢Rb一定时，增加进制数M。可以降低RB，从而减小信 号带宽，节约频带资源，提高系统频带利用率。 ➢RB一定时（即带宽一定时），增加进制数M，可增大 Rb，从而在相同的带宽中传输更多的信息量。 ➢从传输的有效性考虑，多进制比二进制好，但从传输 的可靠性考虑，二进制比多进制好
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第3章 随机过程
5、随机过程(t) 是否存在傅里叶变换？
答：不存在。因任何随机过程或随机信号其时间波形 没有确定的规律，即信号的有关参量（振幅、极性、 出现时间等）都是不可预测的，所以无法求其傅里叶 变换，也就是说随机过程没有确定的频谱密度。
那么如何描述随机过程的频谱特性呢？
答：可用功率谱密度来描述随机过程的频谱特性，这 是因为：1）随机过程属于功率信号而不属于能量信 号；2）任何平稳随机过程都存在自相关函数及其傅 里叶变换——功率谱密度。
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第2章 确知信号
周期信号频谱Cn的意义:
➢若已知信号的频谱(指数傅里叶级数的系数)Cn,则可以重建周
期信号;

s(t)
C e j 2nt /T0 n
n
➢由频谱Cn可确定信号的有效带宽B(单位Hz)，信号的有效带 宽B是指包含主要谐波分量的频率范围。如周期矩形脉冲信号
的有效带宽等于单个脉冲持续时间τ的倒数，即B=1/ τ；
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通信原理
第5章 模拟调制系统
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第5章 模拟调制系统
1、概念： 调制信号、载波和已调信号；门限效应。 AM、DSB、SSB、VSB和PM、FM的基本概念、
特点和应用；产生与解调方法；AM、DSB波形和频谱； VSB边带滤波特性；各种模拟调制系统的比较；门限 的概念；频分复用的概念； 2、计算： AM、DSB、SSB、FM、PM的表达式、功率和带宽的计 算；单音调频的调频指数、相偏和频偏；卡森公式；
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第2章 确知信号
1、概念 信号的分类与特征；频谱的概率；周期信号的频谱Cn的 特点和意义；相关函数的定义和性质；δ(t)函数 2、计算 常用信号（δ，方波、三角波、冲激函数序列）的傅里叶 变换；卷积定理；能量和功率的计算；相关函数与谱密度 的互求。
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第2章 确知信号
1、信号类型的区别与关系： ① 所有周期信号（除s(t)≡0外）都是功率信号， 而功率信号不一定都是周期信号； ② 非周期信号可以是能量信号，或功率信号，或 既不是能量信号也不是功率信号（ 如tu(t)）； ③ 能量信号是持续时间有限的非周期信号，而非 周期信号不一定就是能量信号； ④ 一个信号不可能既是能量信号也是功率信号。

的物理意义是：能量信号可以分解为无数个频率
为f，复振幅为s(f)df的指数信号e j2ft 的线性组合。

式 s(t )
C e j 2nt / T0 n
n
的物理意义是周期信号可以分解为谐波频率为 nf0，复振幅为Cn的指数信号 e j2f0t 的线性组合。
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第3章 随机过程
2、计算
无ISI的时/频域条件，理想低通传输系统的奈奎斯特带宽 和频带利用率；余弦滚降系统的滚降系数、传码率、带宽 和频带利用率；有无ISI验证；二进制/双极性系统的最佳 判决门限；第I类部分响应系统的预编码、相关编码和模L 判决；均衡前后峰值失真；均衡效果的评价准则。
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第6章 数字基带传输系统
单边谱和双边谱的概念：
① 双边谱(分布在正负频率范围)具有数学上的意义；单 边谱是指实际物理信号可测量的频谱。前者便于数学 分析，后者便于实验测量。
② 实能量信号和实功率信号的频谱有一个共同的特性： 即其负频谱和正频谱的模是偶对称的，相位是奇对称 的；
注意：双边谱中负频谱仅在数学上有意义，在物 理上并不存在负频率。
不相关
相关 必
不独立
未必
相关 必
不正交
未必
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通信原理
第4章 信 道
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1、概念 信道的分类和特征；恒参和随参信道举例；调制 信道和编码信道的定义范围和关系；恒参信道的 无失真传输的条件，两种线性失真及其影响；随 参信道的3个特点，多径传播及其影响；信道噪声 及其通过带通滤波器的结果；香农公式的含义和 结论 2、计算 信道容量的计算
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调制信号 － 指来自信源的基带信号 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正 弦波，也可以是非正弦波。 已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。
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相干解调是否存在门限效应 相干解调不存在门限效应，原因是相干解调器由
相乘器和低通滤波器组成，信号与噪声分开处理，故不 存在门限效应
包络检波器由整流器和低通滤波器组成，信号与 噪声无法分开处理，当（Si/Ni）低于一定数值时，解 调器的输出信噪比（s0/N0）急剧恶化——门限效应， 这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起 的。
P ( f )
R( )e j2f d

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第3章 随机过程
8、随机过程ξ(t) （归一化）平均功率的几种求法
S E[ 2(t)]
S R(0)

S P ( f )df
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第3章 随机过程
9、独立、相关和正交和关系：
独立 必 不相关 未必
正交 必 未必
➢由频谱Cn可确定周期信号s(t)的平均功率，即
P 1
T0
T0 / 2 s 2 (t)dt
T0 / 2


Cn
n
2
该式称为周期信号的巴塞伐尔定理。它表明周期信号的平 均功率完全可以在频域中用傅里叶系数Cn确定。
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第2章 确知信号
周期信号频谱Cn的意义:
➢对于实信号，有 cn cn* ，则有
可见，自相关函数和功率谱密度是描述平稳随机 过程的两个重要数字特征。
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第3章 随机过程
6、功率谱密度（PSD）的意义 可用来描述随机过程的频域特性； 可用来描述通信系统中的滤波器及其它器件对信号与噪声 的影响； PSD的积分面积等于平稳过程的总功率； 与相关函数构成一对傅里叶变换，从而建立频域与时域之 间的联系。
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第2章 确知信号
周期信号频谱的特点： 离散性：周期信号的频谱是以f0为间隔的一系列谱 线，其包络形状取决于一个周期内波形的频谱形状。 谐波性：谱线只在信号基频的整数倍（nf0）上出 现，称为n次谐波； 收敛性：各次谐波的振幅尽管不一定随谐波次数n 增大作单调减小（可能有起伏），但总的趋势是下 降的。
第1章 绪论
1、概念： 信号的区别、通信系统的组成和分类、数字
通信的特点、通信方式、主要性能指标等。 2、计算：
信息量、信源熵、总信息量的计算； 信息速率、码元速率、频带利用率、误码率、 误信率的计算。
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1）模拟信号和数字信号的区别 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续(不可数、无 穷多) 数字信号：信号的参量取值离散（可数的、有限个）。
区别模拟信号和数字信号的关键是看携带消息的信 号参量（如幅值、频率、相位）的取值是连续的还是离 散的，而不是看时间。
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2）比特率和波特率的区别
比特率，即信息速率——每秒传送的平均信息量或比特 数，用符号Rb表示，它与码元的进制数有关，单位为 bit/s, 简记为b/s 波特率，即码元速率——每秒传送的码元的个数，用符 号RB表示，它与码元的进制数无关，仅与码元的宽度有 关，单位为波特（Baud），简记为B。
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第2章 确知信号
傅里叶级数的物理意义——频谱
在信号分析中，傅里叶级数可以将一个周期信号表示为 各种频率分量的复指数或三角函数的组合。
把一个时域信号转换为频域表述，从而引出频谱 的概念；
揭示了周期信号的实质，即一个周期信号由不同 频率的谐波分量所组成，当信号被分解成各次谐波后， 就可以从频域来分析问题，因此，傅里叶分析实质上 是一种频域分析方法，信号的频域特性是信号的内在 本质，而信号的时域波形只是信号的外在形式。显然 从本质上分析处理总是将会更深入，更全面，也更直 观方便。
无ISI的最高传码率的求法：
方法1、由给定的基带传输特性H()→等效成最宽的矩
形门（理想LPF）→系统无码串的最高传码率Rmax=双边 谱的门宽值。
方法2、由H()找出滚降段的中心频率，即奈奎斯特带
宽fN→系统无码串的最高传码率Rmax=2fN。与方1实
质一样。
H
f
1
1
=
0
fN fN f f
如果一个平稳过程具有各态历经性，就可用一个 样本的“时间平均”来取代过程的“统计平均”，即 通过一个样本函数主可求得平稳过程的各数字特征量， 从而使测量和计算的问题大大简化。
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第3章 随机过程
4、自相关函数的意义 ➢自相关函数可用来判定一个随机过程是否广义平稳； ➢自相关函数的傅里叶变换是功率谱密度，这一对变换 沟通了随机过程时域和频域的关系，使我们更深入、更 方便和更全面了解随机过程； ➢由自相关函数可求得平稳过程的平均功率、直流功率 和交流功率； ➢由自相关函数可确定平稳过程的均值、方差等数字特 征； ➢此外，自相关函数的意义还可在数字信号的最佳接收、 群同步等系统中体现出来。
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第3章 随机过程
7、功率谱密度（PSD）的求法
1）直接法：由PSD的定义式求：
P
(
f
)

lim
T
E
|
FT ( T
f
)
|2
式中：E[·]表示统计平均，FT(f)是fT(t)频谱函数，fT(t)是f(t)的截