通信原理期末复习——基础小题汇总(二)

2024-01-07 22:05:54

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一、概念:

?二、填空:


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文章介绍:

🎉本篇文章对通信原理学习的相关知识进行分享!🥳🥳🥳

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一、概念:

1、通信是发送者(人或机器)和接收者之间通过某种媒体进行的信息传递。

2、消息(message)在不同的地方有不同的含义。在通信原理中消息是指通信系统传输的对象,它是信息的载体。例如,语音、音乐、活动图片、文字、符号、数据等。消息可以分成两大类:连续消息和离散消息。连续消息是指消息的状态连续变化或不可数的,如语音、温度数据等。离散消息则是指消息具有可数的有限个状态,例如符号、文字、数字数据等。

3、信息( information)是消息中所包含的有效内容。信息与消息的关系可以这样理解:消息是信息的物理表现形成,而信息是消息的内涵。例如,播报天气。语音是天气预报的表现形成,而天气情况是语音的内涵。在当今信息社会中,信息已成为最宝贵的资源之一,如何有效而可靠地传输信息是通信原理研究的主要内容。

4、信号(signal )是消息的传输载体。在电信系统中,传输的是电信号。为了将各种消息(如一幅图片)通过线路传输,必须首先将消息转变成电信号(如电压电流、电磁波等),也就是把消息载荷在电信号的某个参量(如正弦波的幅度、频率或相位;脉冲波的幅度、宽度或位置)上。由于消息可以分为两大类,所以信号也相应分为两大类:模拟信号和数字信号

5、信息源:信息源(简称信源)的作用是把各种消息转换成原始电信号。根据消息的种类不同,信源可分为模拟信源和数字信源。模拟信源输出连续的模拟信号,如话筒(声音音频信号)、摄像机(图像一↓ 视频信号);数字信源则输出离散的数字信号,如电传机(键盘字符一数字信号)、计算机等各种数字终端。并且,模拟信源送出的信号经数字化处理后也可送出数字信号。

6、发送设备:发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号使发送信号的特性和信道特性相匹配,具有抗信道干扰的能力,并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此,发送设备涵盖的内容很多,可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统,发送设备中还包括多路复用器。

7、信道:信道是一种物理媒质,用来将来自发送设备的信号传送到接收端。在无线信道中,信道可以是自由空间;在有线信道中,可以是明线、电缆和光纤。有线信道和无线信道均有多种物理媒质信道既给信号以通路,也会对信号产生各种干扰和噪声。信道的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。

8、?接收设备:接收设备的功能是将信号放大和反变换(如译码解调等),其目的是从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。对于多路复用信号,接收设备中还包括解除多路复用,实现正确分路的功能。此外,它还要尽可能减小在传输过程中噪声与干扰所带来的影响。

9、信宿:信宿是传送消息的目的地,其功能与信源相反,即把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。

10、单工、半双工和全双工通信
对于点与点之间的通信,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
????????(1)、单工( Simplex )通信,是指消息只能单方向传输的工作方式。通信双方中只有一个可以进行发送,另一个只能接收,如广播、遥测、遥控、无线寻呼等。
????????(2)、半双工(Half-duplex)通信,是指通信双方都能收发消息,但不能同时进行收和发的工作方式,例如,使用同-载频的普通对讲机,问询及检索等。
????????(3)、全双工( Duplex)通信,是指通信双方可同时收发消息的工作方式。一般来说全双工通信的信道必须是双向信道。电话是全双工通信一个常见的例子,通话的双方可同时进行说和听。计算机之间的高速数据通信也是这种方式。

11、有效性

? ??对于数字通信系统,其频带利用率定义为单位带宽(每赫)内的传输速率,即

式中,RB为码元传输速率,简称传码率。它被定义为单位时间(每秒)传输码元的数目,单位为波特( Baud) ,因此,又称RB为波特率

式中,Rb为信息传输速率,简称传信率,又称比特率。它定义为单位时间内传输的平均信息量,单位为比特/秒(b/s)。

因为一个M进制码元携带log2M比特的信息量,所以码元速率和信息速率有以下确定的关系,即

?12、可靠性

模拟通信系统的可靠性通常用接收端输出信号噪声功率比(S/N)来度量,它反映了信号经传输后的“保真"程度和抗噪声能力。S/N与调制方式有关,如调频信号的S/N比调幅的高,即抗噪能力强,但是,调频信号所需的传输频带却比调幅的宽。可见,有效性和可靠性是一一对矛盾

数字通信系统的可靠性可用差错概率来衡量。差错概率常用误码率和误信率表示。

误码率P:是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例,更确切地说,误码率是码元在传输过程中被传错的概率。即

误信率P:又称误比特率,是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例,即

显然,在二进制中有Pe?= Pb

13、高斯过程

在任一时刻上的取值是一个正态分布的随机变量,也称高斯随机变量,其一维概率密度函数为:

a和σ^2分别为高斯随机变量的均值和方差;



?

?二、填空:

1、模拟通信系统的有效性带宽衡量,可靠性用信噪比衡量。

2、设每秒传送N个M进制码元,则码元速率为N*B/S,信息传输速率为

3、由连续信道容量的公式得知:带宽、信噪比是容量的决定因数。

4、VSB是SSBDSB之间的一种折中方式。

?6、已知某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B/s,码元等概率出现,该系统的信息速率为1200 bit/s(1200*log2=1200*1);若该系统改成传送16进制信号码元,码元等概率出现,码元速率为2400B/s,则这时的系统信息速率为9600?bit/s(1200*log16=2400*4)

(二进制码元:2^1,16进制信号码元:2^4)

8、某四进制信源,其中一个信号出现的概率为1/2,且各符号出现的概率是相对独立的,则要使该符号集的平均信息量最大,其余三个符号出现的概率分别为1/6、1/6、1/6

9、若信道传输带宽为3KHz,信噪比为30dB(S/N=1000),该信道的最高信息传输速率理论值为30000 Hz。(代入:C=B log2(1+S/N)?)

11、AM调制在信噪比过低情况下会出现门限效应。?

12、一离散信源输出二进制符号,在等概率条件下,每个二进制符号携带1比特信息量;在非等概率条件下,每个二进制符号携带的信息量小于1比特。

?14、DSB信号的效率为:100%?, AM满幅调制时效率只有1/3

16、WBFm解调的方法是鉴频法

17、设x()为调制信号, 调相波的表示式为:则PM调制方式的瞬时角频率偏差为:

18、在AM、DSB、SSB、 VSB等4个通信系统中,有效性最好的通信系统是SSB


20、小信噪比时,有用信号淹没在噪声中,这时候输出信噪比不是按比例地随输入信噪比下降,而是急剧恶化,这种现象称为门限效应

21、出现概率越小的消息,所含的信息量越大;出现概率越大的消息,所含的信息量越小。

22、一个八进制的数字传输系统,若码元速率2400波特,系统最大可能的信息速率为7200。(2400*3=7200

23、连续信道香农公式可表示为C=Blog2(1+S/N),?当信道带宽趋于无穷大时,信道容量趋于1.44S/n0

24、信号在随参信道传输时,产生频率弥散的主要原因是多径效应。电话信道的信噪比30dB,带宽为3.4Hz的最高信息传输速率理论值:34(3.4log2(1+1000) =?34)

25、

26.设x(t)为调制信号,调相波的表示式为:则PM调制方式的瞬时相位偏差为:

27、100%调制时,AM信号单音频最大调制制度增益2/3,SSB的制度增益为1

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