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通信原理复习重点


信与通信系统的基本概念通信与通信系统的基本概念通信与通信系统的基本概念通信



通信与通信系统的基本概念
通通信形式(烽火、灯、

旗)

( (广义)所谓通信,就是信息的传递。这里的可以认为是一 种 ”“传传递” “信息传输的过程或方式。 (狭义)特指利用各种 –电信号和光信号作为通信信号的电通 信与光通 加性干扰始终存在,不管信号有无; 乘性干扰: 乘性干扰随信号的消失而消失

消息是信息的逻辑载体,信号是消息的物理载体。 基带信号 已调(带通)信号

1.2.2 信源编码和信道编码
主要完成的是将模拟信息(模拟信号)转换 成数字信号的功能 (信源解码的功能相反) ;

信道编码
是将信源编码输出的数字信号变成适合于信道传输的码型(信 道解码的 功能相反) ,以提高传输的有效性和可靠性。

数字通信的特点

)1 抗干扰能力强。 1)便于进行信号加工与处理。由于 信号 便于进行信号加工与处理。由于信号可以储存, 技

因此可以像处理照片一样对信号随意加工处理(在技术允许 的范围内) 。 传输中出现的差错(误码)可以设法控制,从而提高了 传输质量。 数字信息易于加密且保密性强。 (能够传输话音、电视、数据等多种信息,增加了通信系 统的灵活性和通用性。

1.4 调制信道和编码信道 为了便于对模拟系统和数字系统进行分析,从功 能上把广义信道分为调制信道和编码信道。 调制信道是指在具有调制和解调过程的任何一种 通信方式中,从调制器的输出到解调器的输入之间的 信号传输途径。 编码信道是从编码器的输出到译码器的输入之间 的信号传输途径。 1. 5 编码信道包含调制信道, 故受调制信道影响。 (差错率) – 信号的特征 信号必须具有可观测性、可变化性和可实现性、可控 制性。

2.2 基带信号为什么是调制信号?
这知识称呼问题,在基带传输中输入的原始信号为基 带信号,但是在调制传输系统中,输入的基带信号就 被称为调制信号,如果利用载波调制后的信号,称为 已调信号 3.1 PCM 的基本概念 ?功能:模拟信号与数字信号的转换( A/D, D/A) 。 ? 将模拟信号经过抽样、 量化、 编码三个处理步骤 变成数字 信号的 A/D 转换方式称为 脉冲编码调制( Pulse CodeModulation, PCM) 。 PCM 过程 ? 首先要将模拟信号离散化, 即对模拟信号按一定 的时间间隔进行抽样; ? 然后再将无限个可能的抽样值(不是指抽样点的 个数, 而是指每个抽样点的可能取值) 变成有限 个可能取值, 我们称之为量化; ? 最后对量化后的抽样值用二进制(或多进制)码 元进行编码, 就可得到所需要的数字信号。

?量化误差
这种存在于收、 发信号之间的误差是由量化造成的, 我们称其为量化误差或量化噪声。

? 量化间隔
– 量化噪声的最大绝对误差是 0.5 (1/2) 个量化间隔。 – 这种量化间隔都一样的量化叫做均匀量化。 – 量化噪声与量化间隔成正比。 – 量化值将直接导致系统的复杂性、经济性、可 靠性、方便性、 维护使用性等指标。 非均匀量化和均匀量化的比较 现以 13 折线法为例作一比较。 若用 13 折线法中的

(第 1 和第 2 段) 最小量化间隔作为均匀量化时的量 化间隔, 则 13 折线法中第 1 至第 8 段包含的均匀量 化间隔数分别为 16、 16、 32、 64、 128、 256、 512、 1024, 共有 2048 个均匀量化间隔, 而非均匀量化时 只有 128 个量化间隔。因此,在保证小信号的量化间 隔相等的条件下, 均匀量化需要 11 比特编码, 而非 均匀量化只要 7 比特就够了。 增量调制与 PCM 调制的区别 ? 它只用一位二进制码进行编码, 但这一位 码不表示信号抽样值的大小, 只是表示抽 样时刻信号曲线的变化趋势。 ? 而 PCM 则表示采样时刻的幅值。 (要描述一个函数或曲线, 可以直接用某一时刻 的函数值也可用该时刻的曲线变化趋势, 也就是 该时刻的导数值。 )

Δ 与Δ -Σ 比较 增量调制其实也可以叫做“微分”调制, 因为“增量” 本身就有“微分”之意, 而且对信号以 Δ t 进行抽 样, 再以 σ 量化的处理过程本身就与数学中的微 分相似。 所以, Δ M 信号可以认为是携带输入信 号的微分信息。 而在 Δ -Σ 调制中,由于先对输入信号进行了 “积分”处理, 然后才进行“微分”调制, 因此“积分” 与“微分”的作用相互抵消, “等于”对信号没做处 理。 其输出脉冲已经反映了输入信号的幅度信 息, 因此, 接收端就无需再用积分器, 直接用低 通滤波器即可恢复原信号。

8

信道编码的基本思想

– 在数字信号中加入一些冗余码元, 它们虽不包含 信息, 但与信息码元有着某种制约关系, 可以帮助人 们发现或纠正在信息序列中出现的错误(也就是误 码) , 从而起到降低误码率、 提高可靠性的作用。 这些冗余码元被称为监督(或校验) 码元。 – 所谓信道编码, 就是寻找合适的方法将信息码 元和监督码元编排在一起的过程。

5.1 PCM 复用与复接的区别
– PCM 复用是针对模拟信号的, 而数字复接是以数 字信号为对象的。 – PCM 复用是对多路(电话) 模拟信号在一个定长 的时间内(帧) , 完成的 PCM 和 TDM 全过程; – 复接是对多路数字信号 (数字流或码流) 在一个定 长的时间内进行的码元压缩与编排,不需要 PCM 处理 过程, 从而减少处理时间, 降低器件和电路的要求, 实现了大路数(高次群) 信号的“时分复用”。 – 复接的原理就是改变各低速数字流的码元宽度,并 把它们重新编排在一起, 从而形成一个高速数字流。

5.2

SDH 比 PDH 的优势

( 1)统一的比特率。 – SDH 中实现了统一的比特率, 此外还规定了统一 的光 接口标准, 从而为不同厂家设备间互连提供了可能。 ( 2) 极强的网管能力。 – SDH 帧结构中规定了丰富的网管字节, 可提供满 足各 种要求的能力。 ( 3) 自 愈保护环。 – 可有效地防止传输介质被切断和通信业务全部终止 的 情况。 ( 4) SDH 采用字节复接技术。

6.2 基带传输的问题
– 数字通信系统 (数据通信系统) 一般并不采用经自 然编码的数字 信号进行基带传输。 – 例如:音频信号,在一条通信线路上(两根导线组 成, 当远距离 传输时考虑成本, 一般不会架设多条同样的线路) 同 时只能传输

一路音频信号。 若传输多路, 则信号频谱相互重叠, 在接收端将 无法区分而导致通信失败。

直接传输的问题?
× 直流分量或低频分量很难通过某些器件。 × 出现连续的 0|1 使得收信端信号分离困难。 × 无法进行差错检验。

8.4 检错和纠错原理
如何提高编码的检、纠错能力 ? 要提高编码的纠、 检错能力, 不仅靠增加监督码 元位数(即冗余度) , 更要加大最小码距(即码 组之间的差异程度) 。 ? 码距与编码的冗余度相关: 最小码距增大,码元 的冗余度就增大;反之则不然。 ? 检错要求的冗余度比纠错要低。 ? 一种编码方式具有检错和纠错能力 – 必要条件: 信息冗余 – 充分条件: 码距
1s = 1000ms 1ms = 1000μs 1μs = 1000ns 1ns = 1000ps

1 秒(s) = 1000 毫秒(ms) = 1,000,000 微秒(μs) = 1,000,000,000 纳秒(ns) = 1,000,000,000,000 皮秒(ps)


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