数字通信系统总结性复习
《数字通信系统原理》(参考答案)复习要点及题
《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。
1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。
14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。
（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。
（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。
（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。
（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。
（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。
完整版数据通信与网络重点总结
《数据通信与计算机网络》复习要点第1章概述1.以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信，而传输数字信号的通信方式称为数字通信系统。
2.数据通信包括数据传输、数据交换和数据处理。
3.数据通信网络按照覆盖的物理范围可分为广域网、局域网和城域网。
4.计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
5.计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
6.计算机网络具有三个主要的组成部分（三大组成要素），即①能向用户提供服务的若干主机；②由一些专用的通信处理机（即通信子网中的结点交换机）和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；③为主机与主机、主机与通信子网，或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
7.计算机网络按通信方式分为广播网络和点到点网络。
8.计算机网络主要性能指标，包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积和利用率。
9. OSI模型有七个层次，分别是：（7）应用层；（6）表示层；（5）会话层；（4）运输层；（3）网络层；（2）数据链路层；（1）物理层10.因特网使用的TCP/IP参考模型的四个层次是：应用层、传输层、互联网层、网络接入层。
11.协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
协议的语法定义了所交换信息的结构或格式；协议的语义定义了源端和目的端所要完成的操作。
12.服务指同一开放系统中某一层向它的上一层提供的操作，但不涉及这些操作的具体实现。
13.面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
14.标准是由标准化组织、论坛以及政府管理机构共同合作制订的。
标准可分为两大类：法定标准和事实标准。
一 .数据通信网络由哪些部分组成？答：从系统设备级的构成出发，可以认为数据通信系统由下面三个子系统组成：（1）终端设备子系统，由数据终端设备及有关的传输控制设备组成。
（2）数据传输子系统，由传输信道和两端的数据电路终接设备组成。
（3）数据处理子系统，指包括通信控制器在内的电子计算机。
通信原理期末总复习重点
3
3 . 23 * 10 Baud
3
第2章的主要知识点
一、随机过程的统计特性
分布函数 Fn ( x1 , x2 , xn ; t1 , t 2 , t n ) P { (t1 ) x1 , (t 2 ) x 2 , (t n ) x n }
2 2 2 2 2
E x 1 cos 0 t E x 1 E x 2 sin 2 0 t E x 2 sin 0 t
2 2 2 2
2
cos
2
0 t sin 2 0 t
2
2 2 （2）R y ( t 1 , t 2 ) E y t 1 y t 2 E x 1 cos 0 t 1 cos 0 t 2 E x 2 sin 0 t 1 sin 0 t 2
e
j 2 f
df n 0 f H
sin H
H
n 0 f H Sa ( H )
第2章的主要知识点
十一、窄带随机过程
1、数学表示 ( t ) a ( t ) cos[ c t ( t )],
a ( t ) 0
(t ) c (t ) cos c t s ( t ) sin c t
dt
0
erfc ( x ) 1 erf ( x )
2
e
2
e
t
2
dt
x
3、概率积分函数 4、Q函数
Q ( x) 1 2 erfc (
通信原理复习资料整理
第一章内容1.信息的概念: 消息中包含的有意义的内容, 或者说有效内容。
码元速率（）：单位时间内传输的码元数目, 单位是“波特（Baud）”。
信息率的计算（）：单位时间内传输的信息量, 单位是“比特/秒（bit/s,b/s）”。
2.平均信息量: I=3.通信系统的性能指标（即关系）：传输速率、错误率、安全性、频带利用率、能量利用率、适应性、标准型、经济性, 使用维修。
4.数字通信系统的模型: P4加性高斯白噪声: PPT第一章最后一页第二章内容1.随机变量的数字特征定义及计算1）数学期望: 反映了随机变量取值集中位置 E(X)=2)方差: 反映随机变量取值集中程度 D(X)= =3)矩: 随机变量X的K阶矩的定义为:2.平稳随机过程的定义, 概念及其统计特征计算定义: 广义平稳随机过程: 平均值、方差和自相关函数等与时间起点无关的随机过程。
3.平稳随机过程经过线型系. （P53页—2.10.3）第三章内容1.调制: 在发送端把基带信号频谱搬移到给定的信道通带内的过程；解调: 在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原为基带信号频谱的过程。
2.振幅调制（AM）的概念、带宽及不失真传.振幅调制（AM）是线性调制, 他包含直流分量, 包络不可能为负, 解调简单, 大部分功率被载波所占用。
带宽为基带带宽fm的两倍, 这个可以不失真传输。
双边带调制的概念、带宽及不失真传输这个也是线性调制, 他没有直流分量, 他不发送时不发送载波, 可以节省发射功率, 解调时需要在接收端加入载波（要求同频同相）, 电路较为复杂。
带宽和AM调制一样。
当然只有带宽够, 并且接收端加入的载波和发射的载波没有频率和相位的差别后才能不失真传输。
单边带调制的概念、带宽及不失真传输线性调制, 没有直流分量, 在双边带调制的基础上, 使用滤波器率掉了一个边带, 这样带宽减半, 其他和双边带一样, 不失真条件也是一样的。
就是对发射端的滤波器斜率要求比较高。
数字通信复习
一、填空题1、数字基带传输系统的基本构成包括：形成滤波器、信道、接收滤波器和_抽样____判决器。
其中最符合基带传输的码型是_ HDB3____。
2、数字信号的频带传输系统主要有光纤数字传输系统，数字微波_____传输系统和_数字卫星____传输系统，利用光纤传输的一般是_四次群____群。
3、在数字复接中首先要解决的是同步_____问题，数字复接方式有三种，PDH 一般采用按__位___复接。
PCM零次群是指速率为__64Kbit/s___的复接数字信号。
我国有关部门推荐以__704Kbit/s ___（PCM10）作为一级子群速率。
4、在信源编码基础上为了提高整个系统的抗干扰能力，需要在载波调制前对数字_基带____信号进行某种编码，这就是信道编码，也叫_纠错____编码。
(硅) _____，工作在近红外区的三个5、目前实用光导纤维的基本材料是_ sio2低损耗窗口波长是0.85µm，1.31µm和_ 1.55µm _____µm。
__ 5B6B ____码由于具有自动检测能力和时钟分量丰富等优点，在光纤通信系统得到应用。
6、解释下列缩写含义COFDM编码正交频分复用TD-SCDMA时分同步码分码址DQPSK 差分四相移键控 IMT-2000 国际移动通信PLMN 公共陆地移动网 GSM全球移动通信系统7、某数字信号的码元传输速率为1200B，如果采用四进制数字信号传输其信息传输速率为_ 2400B ____。
某11位线性幅度码为00000110010，其转换成7位非线性幅度码是___ 0101001__。
8、.为了提高通信信道的利用率，使信号沿同一信道传输而不互相干扰，称为__多路复用_。
9、为了保证在接收端能正确地接收或者能正确的区分每一路话音信号，时分多路复用系统中的收、发两端要做到同步。
10、所谓时钟同步是使收端的时钟频率与发端的时钟频率__相同_。
数字通信知识点整理
第一章 绪论1. 数字通信系统模型通信系统结构：信源-发送设备-传输媒质-接收设备-收信数字通信系统模型：信源-信源编码-信道编码-调制-信道-解调-信道解码-信源解码-收信 其中干扰主要来至传输媒质或信道部分 信源编码的作用： 信道编码的作用：2. 香农信道容量公式对上式进行变形后讨论其含义：令0b E S C N N W=，代入上式有 ())021C Wb E N C W =-，讨论当信道容量C 固定时，0b E N 和W 的关系。
注意，W 的单位是Hz ，SN是瓦特比值！ （1） 00b E N C W W ↑⇒↑⇒↓→，功率可以无限换取带宽 （2） 0 1.6b W C W E N dB ↑⇒↓⇒↓→-，带宽不能无限换取功率（3）max 22log 1log 1P P R C I W I TW N N ⎛⎫⎛⎫=⇒=+⇒=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，信噪比PN 一定时，传输时间和带宽也可以互换第三章 模拟线性调制1. 调制分类A. AM （双边带幅度调制）载波 ()()0cos c c C tA t ωθ=+已调信号 产生方式：将调制信号()f t 加上一个直流分量0A 然后再乘以载波()cos c c t ωθ+ AM 调制信号信息包含在振幅中其频谱为 ()()()()()012AM c c c c S A F F ωπδωωδωωωωωω⎡⎤⎡⎤=-+++-++⎣⎦⎣⎦ 实现频谱的搬移，注意直流分量的存在。
B. DSB-SC （抑制载波双边带调制）产生方式：相对于AM 调制，仅是00A =，即不包含直流分量 DSB-SC 调制信号信息包含在振幅和相位中 已调信号 ()()()cos AM c c S t f t t ωθ=+其频谱为()()()12AM c c S F F ωωωωω⎡⎤=-++⎣⎦C. SSB （单边带调制）产生方式：DSB 信号通过单边带滤波器．．．．．．，滤除不要的边带 已调信号 ()()()SSB DSB SSB S S H ωωω=实际物理信号频谱都是ω的偶函数，可去掉其中一个边带，节省带宽和功率任何信号．．．．()f t 可以表示为正弦函数的级数形式，仅讨论单频正弦信号的单边带调制不失一般性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．()()()cos cos DSB m m c c s t t t ωθωθ=++ ()()()()()cos cos sin sin SSB m m c c m m c c s t t t t t ωθωθωθωθ=++++令0c θ=，0m θ=，式中“-”取上边带，“+”取下边带()()()()()cos cos sin sin SSB m c m c s t t t t t ωωωω=通过移相相加或相减可以得到相应边带的调制信号。
数字数据通信复习题
数字通信复习题一、单项选择题1．数字通信相对于模拟通信具有（）。
A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强 C．传输容量大Ｄ．易于频分复用2．以下属于模拟信号是（）。
A．PAM信号Ｂ．PCM信号 C．⊿M信号Ｄ．DPCM信号3．以下信号属于模拟信号的是（）。
A．PCM信号 B．PAM信号 C．⊿M信号 D．DPCM信号4．以下属于数字信号是（）。
A．PAM信号Ｂ．PDM信号 C．PPM信号Ｄ．PCM信号5．对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（）。
A．均匀分布 B．正态分布 C．瑞利分布 D．指数分布6．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于频带传输方式的是（）。
A．PAM传输方式 B．PCM传输方式 C．PSK传输方式 D．⊿M传输方式7．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于基带传输方式的是（）。
A．PSK传输方式 B．PCM传输方式 C．QAM传输方式 D．SSB传输方式8．按信号特征通信系统可分为模拟和数字通信系统，以下为数字通信系统的是（）。
A．采用PAM方式的通信系统 B．采用SSB方式的通信系统C．采用VSB方式的通信系统 D．采用PCM方式的通信系统9．在数字通信系统中，传输速率属于通信系统性能指标中的（）。
A．有效性 B．可靠性 C．适应性 D．标准性10．以下属于码元速率单位的是（）。
A．波特 B．比特 C．波特/s D．比特/s11．在模拟通信系统中，传输带宽属于通信系统性能指标中的（）。
A．可靠性 B．有效性 C．适应性 D．标准性12．产生频率选择性衰落的原因是（）。
A．幅频畸变Ｂ．相频畸变 C．多径传播Ｄ．瑞利衰落13．若采用空间分集技术，抗选择性衰落较差合并方式为（）。
A．最佳选择方式Ｂ．最大功率合并方式 C．最小色散合并方式Ｄ．最大信噪比合并方式14．以下属于恒参信道的是（）。
A．微波对流层散射信道 B．超短波电离层散射信道C．短波电离层反射信道 D．微波中继信道15．改善恒参信道对信号传输影响的措施是（）。
数字通信原理总复习
sb R R sb R R B b B b /960016log /24002log 21622====1-4，1-7，1-8，1-101-7设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400B ，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率不变，则这时的系统信息速率为多少（设各码元独立等概率出现）？解：1-8： 某信息源的符号是由A 、B 、C 、D 、E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16，和5/16；信息源以1000 Baud 速率传送信息。
（1）求传送1小时的信息量；（2）求传送1小时可能达到的最大信息量。
解： （1）先求信息源的熵则平均信息速率为故传送1小时的信息量为（2）等概时有最大信息熵此时平均信息速率最大，故有最大信息量为1-10 已知四进制数字传输系统的传信率为2400b/s ，接收端在0.5h 内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率P e 。
解：传码率B R R b B1200224004log 2===0.5h 传输总码元数216000036005.01200=⨯⨯=误码率4102160000/216-==e P4-5,4-74-5 某个信息原由A 、B 、C 和D 等四个符号组成。
设每个符号独立出现，其出现概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16，经过信道传输后，每个符号正确接收的概率为1021/1024，错为其他符号的条件概率P(x i /y j )均为1/1024，试画出此信道模型，并求出该信道收到一个符号时获得的平均信息量等于多少b/符号。
解：信道模型为：由题意得：当j i≠时，条件概率1024/1)/(=j i y x P当j i=时，条件概率1024/1021)/(=j i y x P信源发送的平均信息量为：524.0453.05.05.0516log 165316log 1634log 414log 41)(log )()(2222241+++=+++=-=∑=i i i x P x P x H =1.977b/符号信道传输丢失的信息量为[]符号/0335.00293.000422.01024log 10241310211024log 102410211024log 10241310211024log 10241021)()/(log )/()()/(22224141241b y P y x P y x P y P y x H j j i j i j i j j =+=⨯+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+=-=∑∑∑===该信道收到一个符号时获得的平均信息量9435.10335.0977.1)/()(=-=-=y x H x H b/符号4-7 设一幅黑白数字照片有400万个像素，每个象素有16个亮度等级。
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数字通信系统总结性复习
通信系统分为基带和频带传输两类。
数字基带通信系统模型
高速数字通信系统模型
一、A/D转换：
作用：完成模拟信号到数字信号的转换；
过程：采样、量化、编码
方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制ADPCM
1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内
码，具体例子见习题答案。
2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位
编码。
a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；
b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；
3、PCM与△M的比较：
a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量
比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，
而PCM要求10-4～10-6
b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简
单。
4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，
其编码可采用N位二进制码。
5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化
二、信源编码：
作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；
信源分类：语音信号和图像信号
语音压缩编码：
1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码
2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音
编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他
图像编码：
1、图像可压缩的原因:(1) 图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信
息的感受度低.
2、基本的图像压缩编码方法：
i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准
ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码标准
iii.MPEG-2：一般视频编码标准
iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准
v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准
vi.H.263：极低码速率的编码标准
3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象
三、码型编码：
目的：选择适合于信道传输特性的码型。
基本的常用码型及特点：
NRZ码：无定时
归零码：可提供定时信息
双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”
HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中
编码步骤：
1）1→+B、-B
2) 经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V，
V与前面的B极性一致
差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”
四、信道编码：
作用：纠检错，提高可靠性
基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）
常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。
CRC循环冗余编码步骤：
1）生成码：由生成多项式得生成码
2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）
3）循环码：信息码+监督码
五、其他
眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。
加密：
1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时
2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。
具体见作业。
交织：
1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误
2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内
六、复用、多址与复接：
复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；
多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）
基本方法及应用
FDM：GSM系统200kHz/频带
TDM：PDH的PCM30/32路一次群
TDMA：GSM系统8时隙/载频
CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台
复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用” 。
复接存在的原因：电子元器件精度限制
PDH系统：正码速按位准同步复接
SDH系统：按字节的同步复接
七、调制：
实质：实现频谱搬移
目的：改善系统性能，可以实现频分复用
基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK
(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中
QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中
八、同步：收发双方在时间上步调一致
同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）
位同步：
NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法
滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。
帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，
基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环
在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；
科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。
英文缩写：
ASK、FSK PSK DPSK QPSK QAM GMSK
A/D PCM △M DPCM ADPCM
FDM FDMA TDM TDMA CDM CDMA FDD
SDH STM-N PDH
ARQ、FEC、HEC
利用以上知识点理解下列系统参数
双工方式：
上下行频率间隔： 工作带宽:
复用方式：频道间隔 多址方式：
双工方式：
理解GSM 手机语音信号的发送过程
935.1KH Z 935.3KH Z 935.5KH Z。