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数字通信(1) 知识点总汇 内涵:信息量、信息熵、模拟信号调制、模拟信号数字化、数字信号调制、差错检验、线性码等知识点
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【12003310】数字通信(1) 知识点总汇 Author : Leo Huang 9.09.2022
数 字 通 信(1)【12003310】
考点目录
【考点 1】计算通信系统的性能指标 ........................................................................ 5
【考点 2】画 DSB/SSB 及其其他变换波形 .......................................................... 12
【考点 3】写 PM/FM 式子并计算 Carson 带宽 ................................................... 12
【考点 4】PCM 编码与解码 .................................................................................... 17
【考点 5】画数字信号的波形 .................................................................................. 19
【考点 6】画数字信号的 5 种传输码型.................................................................. 20
【考点 7】ISI & Nyquist criterion &升余弦 ........................................................ 23
【考点 8】画 2ASK/2FSK/2PSK/2DPSK 调制波形 ............................................ 27
【考点 9】4 种数字调制信号的带宽与功率谱 ...................................................... 30
【考点 10】求生成矩阵、监督矩阵........................................................................ 35
【12003310】数字通信(1) 知识点总汇 Author : Leo Huang 9.09.2022
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数 字 通 信(1)【12003310】
—知识点总汇及解题步骤
Ch01 绪论
§1.1 通信的基本概念
一、通信名词释义
1. 信源(source):消息的来源,消息的产生者,来源于人 or 物。
2. 消息(message):通信系统传送的对象,由信源产生,主要形式:data, audio, video
3. 信息(information):消息中所携带的有效内容及其度量。
4. 信号(signal):消息传输的手段,是消息的数学描述。
⚫ 电信号:用电压、电流描述的信号
(1)模拟信号(analogue signal):信号幅度值无穷多个,如图 1-1 所示
图 1-1 模拟信号图示
(2)数字信号(digital signal):信号幅度值有限个,如图 1-2 所示
图 1-2 数字信号图示
(3)信令(signalling):通信系统中的一系列控制信号。
§1.2 通信系统模型
一、通信系统的一般模型
1. 通信系统一般模型图:如图 1-3 所示
图 1-3 通信系统一般模型图
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2. 模拟通信系统模型图:如图 1-4 所示
图 1-4 模拟通信系统一般模型图
3. 数字通信系统模型图:如图 1-5 所示
图 1-5 数字通信系统一般模型图
§1.3 通信系统分类与方式
一、按通信业务分类
电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统、会议通信系
统、多媒体通信系统、综合业务数字通信网
二、按调制方式分类
(1)连续波调制系统:
Analogue Modem: AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM
Digital Modem: ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK、QAM、MSK
(2)脉冲调制系统
脉冲模拟调制:PAM、PDM(PWM)和 PPM
脉冲数字调制:PCM、DM(ΔM)、 DPCM、ADPCM
三、按信号特征、传输媒质分类
(1)模拟、数字通信系统;
(2)有线、无线通信系统;
四、按工作波段分类
(1)公式:
:波长;c:光速;f:频率
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(2)具体分类如表 1-1 所示
表 1-1 工作波段具体划分
三、通信方式
1. 按通信方向与时间分为:
(1)单工(Simplex)方式:单向通信方式,如:广播、电视等
(2)双工(Half-duplex)方式:双向通信,如:电话、电视会议系统等
(3)准双工(Duplex)方式:甲乙双方都具备收发功能,但每一具体时刻只能进行
单向通信,如:对讲机等
2. 数字通信中按位数分为:串行通信、并行通信;
3. 按通信对象连接情况分为:点对点通信、一点对多点通信、多点之间的选址通
信
§1.4 通信系统的性能指标
一、信息量
(1)信息量的定义:
信息量:
若一个符号 x
i
出现的概率为 P(x
i
),则其信息量为:
(2)由信息量的定义式可得:
⚫ 出现概率越小,信息量越大;
⚫ 出现概率越大,信息量越小;
⚫ 出现概率为 1 时,信息量为 0。
(3)信息量的单位:
⚫ 当𝑎=2 时,单位为比特(bit);
⚫ 当𝑎=𝑒时,单位为奈特(Nat);
⚫ 当𝑎=10 时,单位为哈特莱(Hartley)。
【12003310】数字通信(1) 知识点总汇 Author : Leo Huang 9.09.2022
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(4)总信息量的定义:
总信息量:
消息是由多个不同符号构成的,设一消息中各个符号的出现是相互独立的,
则该消息的总信息量为:
解释:
⚫ M 为消息中符号的种类;
⚫ x 为消息,是组成消息的各种符号的集合;
⚫ n
i
为符号 x
i
出现的次数;
二、符号在等概率条件下的信息量计算
(1)设符号种类为 M,每个符号出现的概率相等,则每个符号出现的概率均为:
(2)每个符号的信息量为:
(3)若 ,则 ;
三、平均信息量(熵--Entropy)
平均信息量:
⚫ 设各符号出现的总次数为 n,则总信息量为:
⚫ 平均信息量满足不等式:
⚫ 最大熵:当各元素均等概率出现;
四、通信系统的性能指标:有效性+可靠性
(1)模拟通信系统的性能指标:
⚫ 有效性:带宽(Bandwidth)——带宽越窄,有效性越好;
⚫ 可靠性:信噪比(Signal to Noise Ratio)——SNR 越大,可靠性越好
信噪比 SNR:
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LeoHuang020528
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