通信原理信号基本知识

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信号与系统通信原理知识点

描述信源平均信息量的物理量，等于信源所有可能消息的信息量的数学期望。
07 模拟调制技术
幅度调制原理及抗噪性能分析
幅度调制原理
幅度调制是通过改变载波的振幅来传递信息的一种调制方式。在幅度调制中，调制信号控制载波的振幅，使得载波的振幅随着调制信号的变化而变化。
VS
抗噪性能分析
幅度调制系统的抗噪性能主要取决于信噪比（SNR）。在相同的信噪比条件下，幅度调制系统的误码率随着信噪比的增加而降低。为了提高幅度调制系统的抗噪性能，可以采用增加信号功率、降低噪声功率、采用合适的解调方式等方法。
对于离散时间信号，可以采用离散时间傅里叶变换（DTFT）进行频域
分析，DTFT是连续时间傅里叶变换的离散化形式。
系统频率响应
系统频率响应的定
义
系统对输入信号的响应可以通过频率响应来描述，频率响应反映了系统对不同频率分量的放大或衰减程度。
系统频率响应的求
解
通过系统的传递函数或差分方程可以求解系统的频率响应，传递函数描述了系统输入与输出之间的关系。
数值计算法
对于难以用解析方法求解的拉普拉斯反变换，可以采用数值计算方法进行近似求解。
系统S域分析
系统函数
在S域中，系统的特性可以用系统函数来描述。系统函数是系统冲激响应的拉普拉斯变换，它包含了系统的全部信息。
频率响应分析
通过系统函数在虚轴上的取值可以得到系统的频率响应。频率响应描述了系统对不同频率信号的放大或衰减特性。
通信分类
根据传输媒介的不同，可分为有线通信和无线通信；根据信号性质的不同，可分为模拟通信和数字通信。
模拟通信与数字通信比较
信号性质
模拟通信传输连续的信号，数字通信传输离散的信号。

通信原理知识点

通信原理知识点1.1 通信的概念什么是通信？答：通信就是由一地向另一地传递消息。

1.2 通信系统的构成答：通信系统由信源、发送设备、信道、接收设备与收信者构成。

数字通信的要紧特点抗干扰能力强；差错可控；易于与各类数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网；易于集成化，从而使通信设备微型化；易于加密处理，且保密强度高；可使用再生中继，实现高质量的远距离通信。

1.2 信源编码与信道编码的概念与区别答：概念：信源编码：用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。

信道编码：在信息码组中按一定的规则附加一些码，以使接收端根据相应的规则进行检错与纠错。

区别：信源编码是用来提高数字信号传输的有效性。

信道编码是用来提高数字信号传输的可靠性。

1.3 什么是信息？信息与消息的区别是什么？信息量的计算（看课件内容）答：消息是指通信系统的传输对象，它是事物状态描述的一种具体形式。

信息是指消息中包含的有意义的内容。

设消息所代表的事件出现的概率为P ( x )，则所含有的信息量设有消息x发生的概率为P（x），则所带来的信息量为：连续消息的信息量可用概率密度来描述。

可证明，连续消息的平均信息量(相对熵)为式中，—连续消息出现的概率密度。

x d xfxfxH xx'''-=⎰+-)(log)()(2若a = 2，则信息量的单位为比特(bit ），它代表出现概率为1/2的消息所含有的信息量。

当两个消息等概率时，任一消息所含有的信息量为1比特。

一位二进制数称之1比特，而不管这两个符号是否相等概率。

1.4 衡量通信系统的性能指标有效性、可靠性、安全性、保密性。

1.4 什么是传码率、误码率与传信率？答：码元传输速率是传码率；在传输中出现错误码元的概率叫误码率；信息传输速率叫传信率。

1.5 通信方式单工通信，是指消息只能在一个方向传输的工作方式。

如广播、电视、遥控等。

所谓半双工通信，是指信号能够在两个方向上传输，但不能同时传输，务必是交替进行，一个时间只能同意向一个方向传送。

通信原理基础知识

通信原理基础知识通信原理是指将信息从发送方传输到接收方的过程。

它涉及到信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节。

以下是通信原理的基础知识：1. 信号：通信过程中传输的信息被称为信号。

信号可以是模拟信号或数字信号。

模拟信号是连续变化的电压或电流信号，而数字信号是由一系列离散的电压或电流脉冲表示的信号。

2. 调制：为了能够将信号传输到远处，信号需要经过调制来适应传输介质的特性。

调制是指将信息信号转换为另一种具有特定频率或振幅特性的信号。

调制常用的方法有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。

3. 传输介质：通信中用于传输信号的介质被称为传输介质，可以是导线、光纤、无线电波等。

选择合适的传输介质，要考虑信号的传输距离、带宽要求和传输成本等因素。

4. 解调：解调是指在接收端将调制过的信号转换回原始信息信号的过程，恢复原始信号的频率、振幅或相位特性。

解调过程通常与调制过程相反，可以利用专门的解调器来完成。

5. 噪声：在信号传输过程中，经过传输介质的信号可能会受到噪声的影响。

噪声是指一切干扰信号传输和接收的不相关的、随机的外部电磁干扰。

噪声会导致信号质量下降，因此通信系统需要采取一些方法来抑制噪声，例如加入纠错码和使用信号调制技术等。

6. 编码：编码是将原始信号转换为一种特定的编码格式，以便于传输和解析。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码和差分编码等。

编码可以提高数据传输的可靠性和效率。

7. 多路复用：为了提高传输效率，多个信号可以通过多路复用的方式同时传输。

多路复用是指在一条物理链路上传输多个信号的技术。

常用的多路复用技术有时分多路复用（TDM）、频分多路复用（FDM）和码分多路复用（CDM）等。

总结起来，通信原理的基础知识包括信号、调制、传输介质、解调、噪声、编码和多路复用等。

了解这些基础知识可以帮助我们理解通信系统的工作原理，并为更深入的学习通信技术打下坚实的基础。

通信原理知识点总结

通信原理知识点总结一、信号传输信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。

信号传输可以通过导线、光纤、无线电波等介质进行。

在信号传输中，需要考虑信道的带宽、信号的功率与频率等因素，以确保信息的传输质量。

1.1 信道带宽信道带宽是指信道所能通过的频率范围。

对于有限带宽的信道，信号的频率必须控制在信道可通过的频率范围内，以避免频率分量丢失。

通常情况下，信道带宽越宽，传输的信息量就越大。

1.2 信号功率信号功率是指信号的能量大小。

在传输过程中，信号的功率要足够大才能克服传输介质的阻力，保证信息传输的可靠性。

而过大的功率会引起干扰，影响其他信道的正常传输。

1.3 信号频率信号频率是指信号的周期性变化，它是信号传输中非常重要的一个参数。

信号的频率决定了信号的波形和频谱特性，对信号的编码、调制和解调等过程都有影响。

二、编码调制编码调制是指将数字信号或模拟信号转换成适合传输的信号的过程。

在通信中，对于数字信号，需要通过编码将其转换成模拟信号，再通过调制的方式转换成适合传输的信号；而对于模拟信号，则可以直接进行调制。

编码调制的过程主要包括数字信号的编码、调制器的调制和解调器的解调等步骤。

2.1 数字信号的编码数字信号的编码是将数字信号转换成模拟信号的过程。

在编码过程中，需要考虑信号的时域特性、频域特性和效率等因素，以确保信号在编码后能够准确地表示原始信息。

2.2 调制器的调制调制器是将编码后的信号，通过改变其幅度、频率或相位等特性，转换成适合传输的信号的装置。

调制的方式有很多种，如调幅调制、调频调制和调相调制等，不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输要求。

2.3 解调器的解调解调器是接收端用来将调制信号还原成原始信号的装置。

解调器必须能够准确地将信号的幅度、频率或相位等特性恢复，以保证信息的传输质量。

三、传输介质传输介质是指信息在传输过程中所经过的物理媒介，包括导线、光纤和空气等。

不同的传输介质有着不同的特性，对信号的传输速率、传输距离和传输质量都有影响。

通信原理知识要点

通信原理知识要点第一章概论1 、通信的目的2 、通信系统的基本构成●模拟信号、模拟通信系统、数字信号、数字通信系统●两类通信系统的特点、区别、基本构成、每个环节的作用3 、通信方式的分类4 、频率和波长的换算5 、通信系统性能的度量6 、传码速率、频带利用率、误码率的计算第二章信息论基础1 、信息的定义2 、离散信源信息量的计算（平均信息量、总信息量）3 、传信率的计算4 、离散信道的信道容量5 、连续信道的信道容量：掌握香农信道容量公式第三章信道与噪声了解信道的一般特性第四章模拟调制技术1 、基带信号、频带信号、调制、解调2 、模拟调制的分类、线性调制的分类3 、 AM 信号的解调方法、每个环节的作用第五章信源编码技术1 、低通、带通信号的采样定理（例 5 － 1 、例 5 －2 ）2 、脉冲振幅调制3 、量化：●均匀量化：量化电平数、量化间隔、量化误差、量化信噪比●非均匀量化： 15 折线 u 律、 13 折线 A 律4 、 13 折线 A 律 PCM 编码（过载电压问题－ 2048 份）5 、 PCM 一次群帧结构（ P106 ）6 、 PCM 系统性能分析7 、增量调制 DM 、增量脉码调制 DPCM ：概念、特点、与 PCM 的比较第六章数字基带信号传输1 、熟悉数字基带信号的常用波形2 、掌握数字基带信号的常用码型3 、无码间干扰的时域条件、频域条件（奈奎斯特第一准则）4 、怎样求“等效”的理想低通（）5 、眼图分析（示波器的扫描周期）6 、均衡滤波器第七章数字调制技术1 、 2ASK 、 2FSK 、 2PSK 、 2DPSK 的典型波形图2 、上述调制技术的性能比较3 、 MASK 、 MFSK 、 MPSK 、 MDPSK 、 QPSK 、 QDPSK 、 MSK （ h=0.5 ）、APK 的含义、特点4 、数字调制技术的改进措施第七章复用与多址技术1 、复用与多址技术的基本概念、分类、特点、目的（区别）2 、同步技术的分类、应用第九章差错控制技术1 、常用的差错控制方式（ ARQ 、 FEC 、 HEC ）、优缺点2 、基本概念3 、最小码距与检错纠错能力的关系4 、常用的简单差错控制编码（概念、特点、编写）5 、线性分组码：基本概念、特点6 、汉明码的特点6 、循环码●概念●码字的多项式描述、模运算、循环多项式的模运算●循环码的生成多项式●根据生成多项式求循环码的：码字、（典型）生成矩阵、监督多项式、（典型）监督矩阵较大题目的范围1 、信息量的度量2 、信道容量的计算3 、 13 折线 A 律 PCM 编码4 、均衡效果的计算5 、数字调制波形的绘制6 、 HDB3 编码、解码7 、循环码重点Part I 基础知识1. 通信系统的组成框图 , 数字 / 模拟通信系统的组成框图。

通信原理基本概念总结

通信原理基本概念总结1. 通信原理：通信原理是指在信息传输过程中，通过发射、传输和接收的方式实现信息的有效传递和交流的一种基本规律。

2. 信号：信号是指携带信息的电、声、光、磁等形式的波动或变化。

信号可以分为模拟信号和数字信号两种形式。

3. 传输媒介：传输媒介是指信息信号在传输过程中所需要经过的媒介，包括导线、电缆、光纤等。

传输媒介的选择与传输距离、传输速率和传输质量有关。

4. 调制与解调：调制是指将原始信号转换为适合传输的信号形式，解调则是将传输过程中获得的信号还原成原始信号。

调制解调主要有模拟调制解调和数字调制解调两种方式。

5. 信道：信道是指信号在传输媒介中的传播路径。

信道可以是有线或无线的。

有线信道包括电缆、光纤等，无线信道包括无线电波、微波等。

6. 编码与解码：编码是将信息转换成适合信道传输的信号形式，解码则是将接收到的信号转换成原始信息。

编码和解码是通信系统中的关键技术。

7. 噪声：噪声是指干扰信号的非期望的信号。

噪声来源包括天线、电路、器件等。

在通信中，需要通过一系列的技术手段对噪声进行抑制和消除。

8. 带宽与频谱：带宽是指信号在频率上所占据的范围，是衡量信号频率特性的一个重要参数。

频谱则是将信号的频率特性图形化显示。

9. 多路复用：多路复用是指将多个信号通过同一信道传输的技术，从而提高信道的利用率。

常见的多路复用技术有频分复用、时分复用和码分复用等。

10. 错误检测与纠正：错误检测与纠正是在通信过程中对传输过程中产生的错误进行检测和纠正的技术。

常用的错误检测与纠正方法有奇偶校验、循环冗余校验等。

以上是通信原理的基本概念总结，了解这些概念可以帮助我们更好地理解通信技术的工作原理和应用。

通信原理基础知识

通信原理基础知识
通信原理是指信息在传输过程中所遵循的一组基本规律和原则。

下面介绍几个通信原理的基础知识：
1. 信号传输：通信中的信息通过信号的传输来实现。

信号可以是一种物理量（如电流、电压），也可以是一种电磁波（如无线电波）。

信号的传输可以通过导线、光纤等媒介进行，也可以通过无线电等无线方式进行。

2. 信号调制：为了适应传输媒介和提高传输效率，信息信号通常需要进行调制。

调制是指将信息信号转换成适合传输的调制信号。

常见的调制方式有模拟调制（如调幅、调频）和数字调制（如调制解调器中的ASK、FSK、PSK等）。

3. 信道传输：信道是指信号传输的通道或媒介，包括有线信道和无线信道。

在信道传输过程中，信号可能会受到噪声、干扰和衰减等影响，从而导致传输质量下降。

为此，通信系统需要采取一些手段来提高传输的可靠性和性能。

4. 信号解调：在接收端，接收到的调制信号需要进行解调，将其转换回原始的信息信号。

解调过程通常与调制过程相反，可以恢复出原始信号。

5. 编码与解码：在数字通信中，对于数字信号的传输，常常需要进行编码与解码处理。

编码是指将数字信号转换成一种特定的编码格式，以便在传输中进行处理和恢复。

解码则是将接收到的编码信号转换回原始的数字信号。

以上是通信原理的一些基础知识，了解这些原理对理解通信系统的工作原理和性能优化有很大帮助。

通信原理信号基本知识

通信方式的分类
有线通信
利用物理介质（如电缆、光纤等）传输信号，如固定电话通信、有线电视等。
卫星通信
利用人造卫星传输信号，覆盖范围广，适用于远程通信和广播。
ABCD
无线通信
利用电磁波传输信号，如移动电话通信、无线电广播等。
光纤通信
利用光波传输信号，具有高速、大容量、低损耗等特点，广泛应用于数据传输和网络通信。
评估通信系统所需设备的成本，设备成本越低，系统的经济性越好。
02
03
运营成本
兼容性
评估通信系统运营所需的成本，包括维护、电费等，运营成本越低，系统的经济性越好。
评估通信系统与其他设备或网络的兼容性，兼容性越高，系统的经济性越好。
感谢您的观看
THANKS
通信系统的可靠性评估
误码率
01
衡量通信系统传输数据时发生错误的概率，误码率越低，系统
的可靠性越高。
信道容量
02
信道容量越大，通信系统能够传输的信息量越大，系统的可靠
性越高。
抗干扰能力
03
通信系统在受到干扰时仍能保持正常通信的能力，抗干扰能力
越强，系统的可靠性越高。
通信系统的经济性评估
01
设备成本
解调
将已调制的高频信号还原为低频信号的过程，以便于处理和识别。解调方式与调制方式相对应。
信号的编码与解码
编码
将原始信息转换为二进制代码的过程，以便于传输和存储。常见的编码方式有 ASCII码、二进制码等。
VS
解码
将已编码的二进制代码还原为原始信息的过程。解码方式与编码方式相对应。
信号的传输方式与媒介
均衡
用于补偿信号传输过程中产生的失真，通过调整信号的频谱分布，使信号在传输过程中保持恒定的特性。

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幅度谱示意图
ft 3 cto cs o 5 t s 2 c o 8 t s 2 62 3 3co tc s o5ts1 2c o8ts 3 3 cn 3 2 1 O 12345678
幅度谱示意图
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8 5
Fn
1
3 2 1 2
1O 1 2 3 4 5 6 7 8
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卷积的概念
数学上看，卷积是一种运算
物理上看，卷积反映了系统响应的物理过
程，如信号通过信道的输出，就是信号和
信道特性的卷积结果
，
y(t) = x(t) * h(t)
卷积定义
卷积定义
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时域卷积定理
如果： h(t) --傅立叶变换--> H(w) x(t) --傅立叶变换--> X(w)
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时移、尺度与反褶运算
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积分、微分运算
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时域和频域
• 时域（时间域）——自变量是时间,即横轴是
时间,纵轴是信号的变化。其动态信号x（t）是描述信号在不同时刻取值的函数。
• 频域（频率域）——自变量是频率,即横轴是频
率（f或则w）,纵轴是该频率信号的幅度,也就是通常说的频谱图。频谱图描述了信号的频率结构及频率与该频率信号幅度的关系。
周期信号经过傅里叶转化的实质是将周期信号分解为不同频率的谐波分量的加权，揭示了周期信号的实质
傅里叶分析的实质就是一种频域分析方法，信号的频域是信号的内在本质，而时域只是信号的外在形式
傅里叶级数就代表了当前谐波频率的幅值
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傅里叶复数变换
欧拉定理
• eix=cos(x)+isin(x)
t/s
002.0 231r4a/ds
信号的分类
能量信号
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功率信号
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指数信号f(t)=kea
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复指数信号
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信号的四则运算
信号的四则运算包括：信号相加，信号相减，信号相乘，信号相除。其运算方法是：运算结果得到一个新信号，新信号在定义域上各点的取值，是参与运算的两个信号在对应点取值进行相应运算的结果。也就是说：若两个信号相加，则结果信号的取值是参与运算的两信号对应点取值相加，若是相乘运算，则是对应点取值相乘。依此类推。
/2
/2
Esi nt /2/2ESa 2
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幅度谱
F() ESa 2
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相位谱
( ) 0, ,
4k2(2k1)
2(2k1)4(k1)
(对F应 ( )0) (对F应 ( )0)
kZ
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频谱搬移
频移特性在各类电子系统中应用广泛，如调幅、同步解调等都是在频谱搬移的基础上实现的。实现频谱搬移的原理如下图所示
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周期信号的概念
• X(t)=x(t+T)，则X(t)是周期信号，周期为T • 最常见的周期信号----正弦信号
x(t)=Asin(w0t+φ)，其中w0角频率， φ是相位。角频率反映了信号波形的变化快慢；相位反映了正弦信号的起始位置
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f (t)
0.01 0.02
0
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数据通信原理课程预备知识
信号基本知识
• 通常看成是时间的函数（时域）
模拟信号
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模拟信号——幅度取值是连续的连续信号（波形在时间上是连续的）离散信号（波形在时间上是离散的）
电话、传真、电视信号等
PAM信号
数字信号
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数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的
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相位谱示意图
n 1
3
O
1
3
1 2 3 45
678
8 5
n
3 5
O 1234 678 1
3
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傅立叶的两个最主要的贡献——
“周期信号都可表示为谐波关系的正弦信号的加权和”——傅里叶的第一个主要论点
“非周期信号都可用正弦信号的加权积分表示” ——傅里叶的第二个主要论点
离散频率，连续频率，
谐波频
整个频
率处
率轴
频率分量的频率分量的
数值
密度值
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矩形脉冲信号： (脉宽为、脉高为E)
f (t)=EG(t) E
F()
E=矩形脉冲面积
-/2 0 /2 t
(a)
2 4 6
0 (b)
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F ( ) f(t)e j td t /2E j e td t /2 E c o td st
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周期时间信号的傅里叶变换
任意一个周期为T0的周期函数f(t)，只要满足狄里赫利条件，就可以展开为傅里叶级数f(t)=A0+∑Ancos(nw0t)+Bnsin(nw0t)，其中w0=2π/ T0
或者f(t)=C0+ ∑Cncos(nw0t+φn)
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傅里叶级数的物理意义
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非周期函数傅里叶变换
信号f (t)的傅里叶变换：
F ( )f(t)ej td tFf(t)
• F(w)是信号的频谱密度函数或FT频谱，简称
为频谱(函数)。
频谱密度函数的逆傅里叶变换为：
f(t)1F ( )ej td ˆF 1F ( ) 2
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则： x(t)*h(t) <=傅立叶变换=> X(w)H(w)
此称为时域卷积定理，它说明时间函数卷积的频谱等于各个时间函数频谱的乘积，既在时间域中两信号的卷积，等效于在频域中频谱中相乘。
信号的傅里叶变换一般为复值函数，可写成
F( )F( )ej( )
|F(w)|称为幅度频谱密度函数，简称幅度谱，表示信号的幅度密度随频率变化的幅频特性；
Φ(w)称为相位频谱密度函数，简称相位谱函数，表示信号的相位随频率变化的相频特性。
FS
FT
分析对象
频率定义域
函数值
周期信号非周期信号
f(t)=∑Vneinw0t 和其他两种表达式本质上一样，但表达简
单，使用方便，是各种教材和工程应用上最常见的一种表达方式
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例：试求周期矩形脉冲( 幅度为 1 、宽度为τ、周期为 T ) 的傅立叶变换。
fT (t) 1
T
0 T
t
2
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0 F()
0 4 2 2 4 6

通信原理信号基本知识

信号与系统通信原理知识点

通信原理知识点

通信原理基础知识

通信原理 知识点 总结

通信原理知识要点

通信原理基本概念总结

通信原理基础知识

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通信原理知识点总结