《通信原理》复习笔记1----第一章绪论

Posted 2021-06-26 遗忘丶

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一、《通信原理》复习笔记1----第一章绪论
二、《通信原理》复习笔记1----第一章绪论相关例题
三、《通信原理》复习笔记3----第三章随机过程（重点与难点）

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文章目录

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• 前言
• 一、模拟信号与数字信号的概念
• 二、通信系统一般模型图
• 三、模拟通信系统模型与数字通信系统模型
• • 3.1 模拟通信系统模型
  • 3.2 数字通信系统模型
• 四、数字通信的优缺点
• 五、信息的度量
• • 5.1信息量
  • 5.2平均信息量（信源熵）
• 六、通信系统主要性能指标
• • 6.1模拟通信系统
  • 6.2数字通信系统
  • • 6.2.1数字通信系统有效性衡量指标
    • 6.2.2数字通信系统可靠性衡量指标

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前言

通信原理是博主大学本科期间最后一门硬核必修专业课科目，以此博客记录复习笔记，与大家一同学习。

第一章的复习重点在于：
理解何谓模拟、数字信号，通信系统模型图、模拟通信、数字通信的系统模型图、数字通信的优缺点、掌握信息量、信息熵的计算方法、数字通信的主要性能指标、掌握传码率传信率频带利用率等的计算方法。

一、模拟信号与数字信号的概念

⮚模拟信号：代表消息的信号参量取值连续(不可数，无穷多) 。
对于基带信号(一般指未调制过的信号)瞬时值状态数无限，如正弦信号、语音信号、图像信号等。
对于已调信号(载波一般为正弦信号)的参数A.F.P状态数无限。

⮚数字信号：电信号的参量离散取值(有限)。
基带信号的瞬时值状态数有限。 如计算机.电报机等输出的信号。
已调信号的参数A.F.P状态数有限。

二、通信系统一般模型图

⮚信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
⮚发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。
⮚信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。
⮚噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。
⮚接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
⮚受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。

三、模拟通信系统模型与数字通信系统模型

3.1 模拟通信系统模型

模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统：

两种变换：

第一种变换：模拟消息↔原始电信号（基带信号）。在发送端把连续消息变换成原始电信号，在接收端进行相反的变换。

第二种变换：基带信号↔已调信号（带通信号）。把基带信号变换成适合在信道中传输的信号，并在接收端进行反变换。完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。经调制以后的信号为已调信号，它有两个基本特征：①携带信息②频谱通常具有带通形式，因此又称为带通信号。

3.2 数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统

⮚信源编码与译码目的： ①提高信息传输的有效性 ②完成模/数转换
⮚信道编码与译码目的：增强抗干扰能力
⮚加密与解密目的：保证所传信息的安全
⮚数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号
⮚同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致

四、数字通信的优缺点

优点：
①抗干扰能力强，且噪声不积累
②传输差错可控
③便于处理、变换、存储
④便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
⑤易于集成，使通信设备微型化，重量轻
⑥易于加密处理，且保密性好

缺点：
①需要较大的传输带宽
②对同步要求高

五、信息的度量

⮚信息：是消息中包含的有效内容。

5.1信息量

5.2平均信息量（信源熵）

六、通信系统主要性能指标

⮚通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性
⮚有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。
⮚可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。

6.1模拟通信系统

⮚有效性：可用有效传输频带来度量。
⮚可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。

6.2数字通信系统

6.2.1数字通信系统有效性衡量指标

⮚有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。

码元传输速率（传码率、码元速率、符号率）R_B：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud），简记为B。式中T为码元的持续时间（秒）

信息传输速率（传信率、信息率、比特率）R_b：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps

频带利用率η：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即

或

6.2.2数字通信系统可靠性衡量指标

⮚可靠性：常用误码率和误信率表示。

误码率P_e：

误信率P_b：