通信原理[第七章信源与信源编码] 山东大学期末考试知识点复习
通信原理期末考试复习资料整理自我总结
第一章1. 简述消息、信息、信号三个概念之间的联系与区别消息是包含具体内容的文字、符号、数据、语音、图片、图象等等，是信息的具体表现形式，也是特定的信息。
信息是消息的统称，是消息的概括和抽象，可理解为消息中包含的有意义的内容，它用信息量来衡量。
信号是搭载或反映信息的载体，通常以某种客观物理量(电压、电流)表现出来。
消息、信息、信号是与通信密切相关的三个概念。
信息一词在概念上与消息相似，但其含义却更具普遍性、抽象性。
消息可以有各种各样的形式，但消息的内容可统一用信息来表述，传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量。
信号是消息的载体和通信的客观对象，而信息是信号的内涵。
2•什么是通信方式？它有哪几种类型对点到点通信，按消息传递的方向与时间关系划分，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。
3•什么是传输方式？数据传输方式有哪几种类型现代数字通信系统中，按照数字信号的各个二进制位是否同时传输，数据的传输方式可分为并行传输和串行传输两种。
4•什么是复用方式？它有哪几种类型？各有何含义实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术叫做多路复用技术。
各种多路复用技术的目的均在如何尽量提高信道的利用率。
目前常用的复用方式主要有频分复用、时分复用、码分复用和空分复用。
频分复用(FDM是指根据工作频率来区分用户，各路信号的频谱处于不同频段的物理信道上，互不重叠。
时分复用(TDM)是指根据工作时隙来区分用户，它将整个信道传输信息的时间划分成若干时隙，并将这些时隙分配给每一个用户使用，每一路信号在分配给自己的时隙内独占信道进行数据传输。
码分复用(CDM)是指根据码型来区分用户，系统为每个用户分配各自特定的地址码，地址码之间具有相互准正交性，所有子信道在时间、空间和频率上则可以重叠。
空分复用(SDM)是指多对电线或光纤共用一条缆的空间复用方式。
5. 按照调制技术来分，通信系统有哪些类型通信按调制方式分类：线性：AM SSB DSB VSB 非线性：FM PM 数字：ASK FSK PSK DPSK脉冲调制等6•什么是信源编码，什么是信道编码，有何区别？信道编码：就是将信源产生的消息变换为数字序列的过程。
通信原理期末考试温习重点总结完整版
《通信原理》考试重要知识点第1章绪论掌握内容：通信系统的大体问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速度。
熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。
了解内容：通信的概念与发展；大体概念一、信号：消息的电的表示形式。
在电通信系统中，电信号是消息传递的物质载体。
二、消息：信息的物理表现形式。
如语言、文字、数据或图像等。
3、信息：消息的内涵，即信息是消息中所包括的人们原来不知而待知的内容。
4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。
五、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是持续的。
六、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输通过数字化处置的语声和图像等模拟信号。
7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的转变，或利用脉冲的幅度、宽度或位置转变来模拟原始信号，以达到通信的目的。
八、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。
九、通信系统的一般模型10、依照信道中传输的是模拟信号仍是数字信号，可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
1一、模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。
模拟信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输，需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的频带信号，并可在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换作用的一般是调制器和解调器。
1二、数字通信系统是传输数字信号的通信系统。
数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步和加密等。
13、数字信道模型14、通信系统的分类1 、按通信业务分类分为话务通信和非话务通信。
二、按照是不是采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。
3、依照信道中所传输的是模拟信号仍是数字相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
4、按传输媒质分类，可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。
通信原理知识点
第一章1、通信的目的就是传输消息中所包含的息。
消息就是信息的物理表现形式,信息就是消息的有效内容。
、信号就是消息的传输载体。
2、根据携载消息的信号参量就是连续取值还就是离散取值,信号分为模拟信号与数字信号.,3、通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的就是模拟信号还就是数字信号(信号特征分类),相应地把通信系统分成模拟通信系统与数字通信系统。
按调制方式分类:基带传输系统与带通(调制)传输系统。
4、数字通信已成为当前通信技术的主流。
5、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;数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输;易集成,成本低;保密性好等优点。
缺点就是占用带宽大,同步要求高。
6、按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7、按数据码先排列的顾序可分为并行传输与串行传输。
8、信息量就是对消息发生的概率(不确定性)的度量。
9、一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时,信源的熵有最大值。
10、有效性与可靠性就是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。
在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量。
11、在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示。
12、信息速率就是每秒发送的比特数;码元速率就是每秒发送的码元个数。
13、码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14、确知信号按照其强度可以分为能量信号与功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号与非周期性信号。
15、能量信号的振幅与持续时间都就是有限的,其能量有限,(在无限长的时间上)平均功率为零。
功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。
16、确知信号的性质可以从频域与时域两方面研究。
17、确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度与功率谱密度。
现代通信原理指导书第七章信源编码习题详解
第七章 信源编码7-1已知某地天气预报状态分为六种：晴天、多云、阴天、小雨、中雨、大雨。
① 若六种状态等概出现，求每种消息的平均信息量及等长二进制编码的码长N 。
② 若六种状态出现的概率为：晴天—；多云—；阴天—；小雨—；中雨—；大雨—。
试计算消息的平均信息量，若按Huffman 码进行最佳编码，试求各状态编码及平均码长N 。
解: ①每种状态出现的概率为6,...,1,61==i P i因此消息的平均信息量为∑=-===6122/58.26log 1log i ii bit P P I 消息 等长二进制编码的码长N ＝[][]316log 1log 22=+=+L 。
②各种状态出现的概率如题所给，则消息的平均信息量为6212222221log 0.6log 0.60.22log 0.220.1log 0.10.06log 0.060.013log 0.0130.007log 0.0071.63/i i iI P P bit -== = ------ ≈ ∑消息Huffman 编码树如下图所示：由此可以得到各状态编码为：晴—0，多云—10，阴天—110，小雨—1110，中雨—11110， 大雨—11111。
平均码长为：6110.620.2230.140.0650.01350.0071.68i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑—7-2某一离散无记忆信源（DMS ）由8个字母(1,2,,8)i X i =⋅⋅⋅组成，设每个字母出现的概率分别为：，，，，，，，。
试求：① Huffman 编码时产生的8个不等长码字； ② 平均二进制编码长度N ； ③ 信源的熵，并与N 比较。
解：①采用冒泡法画出Huffman 编码树如下图所示可以得到按概率从大到小8个不等长码字依次为：0100,0101,1110,1111,011,100,00,1087654321========X X X X X X X X②平均二进制编码长度为8120.2520.2030.1530.1240.140.0840.0540.052.83i ii N n P == =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ =∑ ③信源的熵∑=≈-=81279.2log)(i i i P P x H 。
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 知识点
通信原理知识点通信原理是指在信息传输过程中所涉及的基本原理和方法。
以下是与通信原理相关的一些知识点：1. 调制与解调：调制是将要传输的信息信号转换为适合传输介质的信号，解调则是将接收到的信号还原为原始信息信号。
常见的调制方法包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
2. 编码与解码：编码是将要传输的数据转换为特定的编码形式，以便在传输过程中能够被正确接收和解码，解码则是将接收到的编码信号还原为原始数据。
常见的编码方法包括奇偶校验、汉明码和循环冗余检验（CRC）等。
3. 多路复用与分用：多路复用是指将多个信号通过同一传输通道同时传输，以提高传输效率；分用则是将复用的信号在接收端进行分解和恢复。
常见的多路复用技术包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDMA）等。
4. 衰减与补偿：信号在传输过程中会遭受衰减，衰减导致信号质量下降。
为了补偿信号的衰减，常常使用放大器、衰减器和补偿器等设备。
5. 报文和分组交换：在通信系统中，数据通常以报文或者分组的形式进行交换。
报文是指一个完整的数据单位，分组则是将较长的报文拆分为固定大小的数据单元进行传输。
6. 信道编码与误码控制：为了提高信道传输的可靠性，常常采用信道编码和误码控制技术。
信道编码可以通过增加冗余信息来提高抗干扰和纠错能力，误码控制则通过检测和纠正接收到的错误码来恢复原始信息。
7. 频谱和带宽：在通信中，频谱用于描述信号在不同频率范围内的分布情况，带宽则是指信号占据的频率范围。
在信号传输中，带宽的选择和管理对于传输效率和资源利用具有重要意义。
8. 噪声和信噪比：噪声是指由于各种随机因素引起的信号干扰，会影响到信号的质量和可靠性。
信噪比是衡量信号与噪声强度之比的指标，信噪比越高，信号传输的质量就越好。
9. 调幅幅度、调频频偏和调相相位：在调制过程中，调幅幅度、调频频偏和调相相位是描述信号变化的重要参数。
调制过程实际上是改变信号的幅度、频率或相位来携带信息。
通信原理知识点总结期末
通信原理知识点总结期末一、基本概念1. 通信通信是指信息的传输，传送者通过某种介质向接收者发送信息的过程。
通信可以是单向的，也可以是双向的。
2. 信号信号是指用来携带信息的电磁波、电流或其他形式的波。
3. 信道信道是信号传输的媒介，可以是电缆、无线电波、光纤等。
4. 调制调制是指将要传输的信号通过调制电路转换成适合传输的信号的过程。
二、信号1. 周期信号和非周期信号周期信号是指在一定时间内具有相同模式的信号，常见的周期信号有正弦信号和方波信号。
非周期信号是指在一定时间内不能找到重复模式的信号。
2. 信号的频谱信号的频谱是指一个信号在频率域上的分布情况，可以通过傅里叶变换得到。
3. 基带信号和带通信号基带信号是指未经调制的信号，通常位于低频段。
带通信号是指经过调制的信号，分布在一个频段内。
4. 数字信号和模拟信号数字信号是用数字表示的信号，模拟信号是用模拟波表示的信号。
三、调制技术1. 调幅调制（AM）调幅调制是通过改变载波的幅度来传输信号的一种调制技术。
2. 调频调制（FM）调频调制是通过改变载波的频率来传输信号的一种调制技术。
3. 调相调制（PM）调相调制是通过改变载波的相位来传输信号的一种调制技术。
4. 数字调制数字调制是将数字信号转换成模拟信号或其他数字信号的过程，包括PCM、ASK、FSK、PSK等技术。
四、信道编码1. 信道编码信道编码是为了提高信道传输性能而对信号进行编码的一种技术。
2. 纠错编码纠错编码是指通过在发送端对数据进行编码，在接收端进行译码并进行纠错来保证数据传输的准确性。
3. 条码编码条码编码是一种将二进制数转换成具有一定规律的编码的技术，常用的有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
五、数字通信系统1. 数字信道仿真数字信道仿真是指利用计算机对数字通信系统的信道进行模拟和仿真的技术。
2. 数字通信系统中的基带传输在数字通信系统中，基带传输是指未经调制的信号在信道中的传输过程。
通信原理期末复习题答案复习资料
一、填空题1. 信源编码的两大任务为__提高信息传输效率_和__完成A/D转换__。
2.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。
3.对于点对点之间的通信，按信息传送的方向和时间关系，通信方式可以分为__单工通信__,__半双工通信__和__全双工通信___4.在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是__带宽__,___信号功率__,___噪声功率谱密度__5.离散信道又称编码信道，其模型可用转移概率来表示，而连续信道的信道模型用时变网路来表示。
6.滚降系数是Δf超出奈奎斯特带宽扩展量与f N奈奎斯特带宽的比值。
7.最常见多路复用方法有__频分__、___码分__和___时分__。
8.非均匀量化方法之一是采用压缩扩张技术，其压缩形式均为__对数压缩__形式，实际方法A律为__13折线__，μ律为__15折线__。
9．衡量数字通信系统性能指标是传输速率(有效性)和__差错率(可靠性)_两项指标。
10．八进制数字信号信息传输速率为600b/s，其码元速率为__200b/s__，若传送1小时后，接收到12个错误码元，其误码率为 1.67*10^-5。
12．在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是_带宽_,__信号功率_,_噪声功率谱密度_。
13．一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从__瑞利分布__ ，相位一维分布服从__均匀分布__。
14．最常见的二进制数字调制方式有2ASK(二进制振幅键控)、_2FSK(二进制频移键控)_和_2PSK(二进制相移键控)_。
15．模拟信号转变为数字信号需要经过以下三个过程：__采样_ 、__量化__ 和 ___编码__。
16．PCM30/32制式中一复帧包含有__16__帧，而每一帧又包含有__32__个路时隙，每一路时隙包含有__8__个位时隙。
17．码组（0011010）的码重为____3___ ，与码组（0100100）之间的码距为____5___ 。
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第七章信源与信源编码
7.1 重点与难点解析
一、本章重点与难点
1．两种制式压一扩特性标准——A律和μ律。
2．A律/13折线的PCM编码。
二、重点与难点解析
1．两种制式压-扩特性标准
建议的PCM两个标准为：
ITU-TG
711
(1)A律：
式中，x为归一化输入信号电平；y为归一化量化电平；In为自然对数，A 为确定常数，且A=87．6。
上述A律压一扩特性主要用于欧洲和我国的PCM电话系统。
(2)μ律：
式中，sgn为正符号函数；μ为压缩量度。
μ值的作用是，当μ值小时或归一化值μ∣x∣＜＜1时，几近于均匀量化特性；当μ值大时，μ∣x∣＞＞1有更强的压缩效果，在现用系统中，常取μ
=100或255。
A律与μ律公式也可以由十进对数表示：
其实，上述两种表示方式是一样的。
A律与μ律均含有对数运算，是由于人耳对声音的响应与幅度值对数成正比。
为了生产器件的方便，一般由分段折线方式来逼近A律或μ律特性曲线。
现行标准中，A律利用了“13折线”近似关系。
建议采用的13折线，对于．PCM系统8比特码字的量化信噪比改善量由G
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为26dB。
由量化信噪比公式，相当于节省了4比特码元，即非线性量化的A律技术，使用均匀量化的12bit/码字可由8bit/码字完成，或11bit/码字可由7bit/码字(除极性码最高位外)完成。
2．A律／13折线的PCM编码
13折线的工作就是以分段方式来逼近设计的A律曲线。
PCM话音为每码字8bit，M=28=256。
每个8bit码字代表一个量化样本，左起首位最高位的1、0分别表示样本的极性，此外尚有7bit码元需按13折线编
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出。
(1)实施13折线的步骤。
1)设动态范围为归一化值，即x=y=1；
2)由于正域与负域对称，先不计极性位，各将±y=±1分为8段，则各段分别为1/8、1/4、3/8、…、7/8、1：
3)相应的x值由A律公式也对应8段，最左段开始为1/128，1/60.6，1/3.93，1/1.98， (1)
4)作出如图7．1所示的折线，将x各点值1/2i(i=0，1，2，…，7)分别与y的8段值对应。
将以上步骤列表，如表7．1所示。
表中前3行均为8段的端点值(因图中的正负域对称，便于分析只考虑正域部分)。
表中所标折线段落号1、2、 (8)
为段落端点，共7段。
如从原点开始到2点是第1段，2～3点为第2段， (7)
8点为第7段。
(2)按13折线的编码步骤：按上表将量化动态范围正负域各等分8段。
每码字8bit 的布局如下：
1)极性码——8bit 中最高位a 7——1或0，表示信号极性；
2)段落码——除已表示了正负极性外，量化的±8段，需由(a 6a 5a 4)3位码元表示，即000，001…111表示量化值处于8段中的那段；
3)段内码——±8段中每段均有16个不同电平，由低4位(a 3a 2a 1a 0)表示量化值在某段中第几个电平。
通过以上布局，对任何在动态范围内的量化样本均由(a 7 a 6a 5a 4a a 3a 2a 1a 0)表示出它的准确量化电平，如表7．2所示。
(3)段落与段内码的电平。
在13折线中，x 轴的归一化动态范围在±1内，与y 轴8段对应值从第1、2段起为x=1/128，1/64，1/32，1/1 6，1/8，1/4，1/2，1。
这里1、2段的x 轴上1/128映射到量化输出y 轴的第1、2段，均各为16个不同电平，因此最小份额的电平应为归一化电平值的1/(128×16)=1/2048，设此最小电平为δ。
双极性量化信号动态范围归一化为211=2048个最小单位(设为δ)，即正负域各1024δ。
根据表7-1中13折线实施方案及表7-2的码字结构，可得出正负各
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8段的电平分布，如表7-3所示，为正域8段电平分布，负域与其呈对称关系。
由13折线算法及表7．3所示可知，从原点起第1、2段斜率相同。
因此二者的段内码对应的电平相同(均为8、4、2、1)，段长均为16。
其余6段均以2倍递增各电平值。
须明确，之所以给出士1024δ共2048δ电平种类，是由于13折线方式编8bit码字的最小精确到1δ，如图7-2所示。