通信原理期末复习——基础小题汇总（二）
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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与噪声功率比(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SSB与DSB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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