第一篇：通信原理大綱

第二章 模擬調(diào)制系統(tǒng)概述

一、概述

? 調(diào)制：使調(diào)制信號f(t)控制載波信號的某一個（或幾個）參數(shù)，使這些參數(shù)隨f(t)的規(guī)律變化。

? 載波可以是正弦波或脈沖。前者稱為連續(xù)波調(diào)制。已調(diào)信號表示為

?(t)= A(t)cos(?0(t)+?(t))? 對A(t)、?0和?(t)的調(diào)制稱為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱角度調(diào)制。? 當上述的f(t)為數(shù)字信號時，稱為數(shù)字信號的模擬調(diào)制。? 信號調(diào)制的目的：

? 提高頻率，易于輻射：輻射天線通常需要大于信號波長的1/10（如1/4波長）。如果頻率太低，將無法提供合適的天線； ? 改變信號帶寬，與信道特性匹配； ? 實現(xiàn)信道復用； ? 實現(xiàn)頻率分配；

? 改善系統(tǒng)性能：如寬帶調(diào)制具有較強的抗干擾能力。

二、幅度調(diào)制（AM）1．定義及模型

? 調(diào)幅指用調(diào)制信號f(t)控制載波C(t)的振幅，使已調(diào)波的包絡按照f(t)的規(guī)律先行變化的過程。

設載波為 C(t)= A0 cos(?0t+?0)則已調(diào)信號為 ?AM(t)= [A0 + f(t)]cos(?0t+?0)? AM的數(shù)學模型：

設 f(t)? F(?)，由傅里葉變換（過程略）得

ej?0e?j?0?AM(?)?[2?A0?(???0)?F(???0)]?[2?A0?(???0)?F(???0)]22 ?是沖激函數(shù)：??(x)dx?1,?(x)?0當x?0

???? 當初始相位 =0時，?AM(?)??A0[?(???0)??(???0)]?[F(???0)?F(???0)]

? 圖例：f(t)的波形及波譜；A0+f(t)的波形及波譜；載波cos(?0t)的波形及波譜；

12已調(diào)波形 ?AM(t)的波形及波譜。2． 若干要點：

(1)調(diào)幅過程使原始信號f(t)的頻譜F(?)搬移了??0，且調(diào)制頻譜中包含了載頻分量

?A0[?(???0)??(???0)]

和邊帶分量1[F(???0)?F(???0)] 兩部分。2(2)AM波的幅度譜|?(?)|是對稱的。?>?0和?<-?0部分稱為上邊帶，-?0

(3)AM波占用的帶寬是消息帶寬Wm的2倍，即2Wm。(4)為使AM不失真，還必須：

(a)| f(t)|MAX?A0以確保A0+ f(t)?0，否則上下包絡線交叉部分相位反轉，出現(xiàn)過調(diào)制。(b)?0>>Wm，Wm為f(t)的消息帶寬。否則?AM(?)的兩個下邊帶交叉，包絡失真。

3．例：正弦調(diào)制。

設f(t)為正弦信號f(t)= Am cos(?mt+?m)，則已調(diào)信號

?AM(t)= [A0 + f(t)]cos(?0t+?0)

= [A0 + Am cos(?mt+?m)]cos(?0t+?0)= A0 [1+ ?AM cos(?mt+?m)]cos(?0t+?0)其中 ?AM = Am /A0 稱為調(diào)制度或調(diào)制指數(shù)。為避免過調(diào)制，必須?AM ?1。f(t)的等價頻譜為（由傅里葉變換得到，過程略）

F(?)??Am[?(???m)ej?m??(???m)e?j?m

代入

ej?0e?j?0?AM(?)?[2?A0?(???0)?F(???0)]?[2?A0?(???0)?F(???0)]22 得

?AM(?)??A0[?(???0)ej???(???0)e?j?]?A?m[?(???0??m)ej???(???0??m)e?j?]ej?

00mm02?A?m[?(???0??m)ej?m??(???0??m)e?j?m]e?j?02簡化起見，設 ?0 = ?m = 0，?AM(t)和?AM(?)如圖所示。載頻??0，上邊頻 ?(?0+?m)，下邊頻 ?(?0-?m)?？偲骄β?/p>

2PAM??AM(t)?{[A0?f(t)]cos(?0t??0)}2?Acos(?0t??0)?f(t)cos(?0t??0)?2A0f(t)cos(?0t??0)第1項：為

12A0 220222

1第2項：考慮到 cos2(?0t??0)?[1?cos2(?0t??0)]

21而 cos2(?0t??0)?0故第2項為f(t)2

2第3項：若中沒有直流分量，f(t)?0 故 PAM?記 P??A01?f(t)2。22A01（載波功率），Pf?f(t)2（邊帶功率），則 22PAM?Pc?Pf

4．AM的調(diào)制效率

? 定義：已調(diào)波的效率 ?AM?PfPAM?f2(t)A?f(t)202

? 對正弦調(diào)制f(t)= Am cos(?mt+?m)，11212f(t)2?Amcos2(?mt??m)?Am 22412Am2?AM4故 ?AM? ?212122??AMA0?Am24Pf?1當調(diào)制度 =100%時，最大可能效率 ?AM?(?33.3%)

3三、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）

? AM調(diào)制效率低下是其主要缺點，其中不帶有用信息的載波消耗了大半功率。

考察 ?AM(t)= [A0 + f(t)]cos(?0t+?0)若能讓 A0 = 0，載波功率將被完全抑制，?AM?1。

ej?0e?j?0?F(???0)]此時：?DSB(t)= f(t)cos(?0t+?0)，?DSB(?)?F(???0)] 221若令 ?0 = 0，得 ?DSB(t)= f(t)cos?0t，?DSB(?)?[F(???0)?F(???0)]

2圖例：f(t)的波形及頻譜；載波cos?0t的波形及頻譜；抑制后的已調(diào)波?DSB(t)的波形及頻譜。

四、角度調(diào)制

? 使載波相位角受調(diào)制信號的控制產(chǎn)生變化的過程稱為角度調(diào)制。角度調(diào)制過程中，載波的振幅始終保持不變。

? 角度調(diào)制分為相位調(diào)制（PM）和頻率調(diào)制（FM）。調(diào)頻用于廣播、遙感等領域，PM主要用于PSK等間接應用。

? 與AM相比，F(xiàn)M抗干擾性強，電聲指標高，發(fā)射機效率高，但設備成本較為昂貴。

? 角調(diào)波可定義為具有恒定振幅A和瞬時相角的正弦波 ?(t)= Acos[?(t)]。

其中?(t)為時間函數(shù)，?(t)和 ?(t)有下列關系：?(t)?1．調(diào)相波

? 若角調(diào)波的瞬時相位角?(t)與調(diào)制信號f(t)呈線性關系，則稱之為調(diào)相波（PM波）。此時：

?PM(t)= ?0t+ ?0 +Kp f(t)其中，?0載頻固定頻率；

?0載頻起始相位角；

Kp比例常數(shù)（調(diào)制常數(shù)），描述調(diào)制器的靈敏度，單位弧度/伏特； Kp f(t)瞬時相位偏移，最大值記為??PM(t)= Kp| f(t)|MAX

? 調(diào)相波的瞬時角頻率 ?PM(t)?d?PM(t)df(t)??0?Kp dtdtd?(t)dt故調(diào)相波的表達式為 ?PM(t)= Acos(?0t+?0 +Kp f(t))? 若f(t)為單頻信號（單音調(diào)制）f(t)= Am cos?mt，則

?PM(t)= Acos(?0t+?0 +Kp Am cos?mt)= Acos(?0t+?0 +?PM cos?mt)稱?PM=Kp Am為調(diào)相指數(shù)。對單音調(diào)制，顯然有??PM(t)= ?PM。? 注意到?PM只取決于調(diào)制信號f(t)的幅度，與載波頻率無關。2．調(diào)頻波

? 若角調(diào)波的瞬時頻率?(t)與調(diào)制信號f(t)呈線性關系，則稱之為調(diào)頻波（FM波）。此時：

?(t)= ?0+ Kf f(t)其中，?0載頻固定頻率；

?0載頻起始相位角；

Kf比例常數(shù)（調(diào)制常數(shù)），描述調(diào)頻器的靈敏度，單位弧度/伏特?秒； Kf f(t)瞬時頻率偏移，最大值記為：?? = Kf| f(t)|MAX

? 由于 ?(t)???(t)dt??0t??0?Kf?f(t)dt

FM波的表達式 ?FM(t)?Acos(?0t??0?Kf?f(t)dt)? 若f(t)為單頻信號（單音調(diào)制）f(t)= Am cos?mt，則

?FM(t)?Acos(?0t??0?KfAm?msin?mt)

?Acos(?0t??0??FMsin?mt)稱?FM?KfAm?m為調(diào)頻指數(shù)。

??對單音調(diào)制，?? = AmKf，故 ?FM?3．PM和FM的轉換關系

?m

? 考察 ?PM(t)= Acos(?0t+?0 +Kp f(t))

（I）

和 ?FM(t)?Acos(?0t??0?Kf?f(t)dt)

（II）將 g1(t)??f(t)dt)作為調(diào)制信號代入（II）式得

?(t)?Acos(?0t??0?Kfg1(t))

是關于信號g1(t)的調(diào)相波。將g2(t)?df(t)作為調(diào)制信號代入（I）式得 dt?(t)?Acos(?0t??0?Kp?g2(t)dt)

是關于信號g2(t)的調(diào)頻波。

? 因此，將經(jīng)過積分器的結果進行調(diào)相，可以獲得對的調(diào)頻信號； 4．窄帶調(diào)頻（NBFM）? 由?FM(t)?Acos(?0t??0?Kf?f(t)dt)知，調(diào)頻波的最大相位偏移

??FM?Kf|?f(t)dt|MAX

當 ??FM<<1時，有cos???1，sin????? 展開（II）式：

?FM(t)?Acos(?0t??0?Kf?f(t)dt)?Acos(?0t??0)?cosKf?f(t)dt?Asin(?0t??0)?sinKf?f(t)dt ?Acos(?0t??0)?A?Kf?f(t)dt?sin(?0t??0)稱為窄帶調(diào)頻NBFM。??FM 的取值可以是0.2、0.5、?/6 等。? 當?shù)念l譜范圍為Wm時，NBFM的頻寬為2Wm，類似于AM。5．寬帶調(diào)頻（WBFM）

? 在單音調(diào)制情況下，設f(t)= Am cos?mt，則

?FM(t)?Acos(?0t??FMsin?mt)?A[cos?0tcos(?FMsin?mt)?sin?0tsin(?FMsin?mt)]?...(傅里葉展開)?A?Jn(?)cos[(?0?n?mt)]n????

(?1)m(?/2)2m?nJn(?)??(第二類n階貝塞爾函數(shù))m!(m?n)!m?0?作傅里葉變換得?FM(?)??A?Jn(?)[?(???0?n?m)??(???0?n?m)]

n????? 可見，WBFM的頻譜包含了載頻分量以及無窮多個邊頻分量。邊頻對稱分布在載頻兩側，頻率間隔?m。? 圖例。

? 若將FM信號的有效頻譜取到?+1次邊頻，考慮到頻率分布間隔為?m以及上下邊頻，總帶寬為

? WFM?2(?+1)??m = 2(???m + ?m)? 又 ?????m

1? 故 WFM?2(????m)?2???(1??)稱為卡森準則。? 當 ?<<1時，WFM?2?m，為NBFM；當 ?>>1時，WFM?2??，為WBFM。? 討論：在實際系統(tǒng)中采用更為寬松的公式 WFM?2(??+2?m)。例如FM廣播允許的最大頻偏 ?f =75kHz，最高調(diào)制頻率fm = 15kHz。則帶寬

B=2(?f +2 f m)= 210(kHz)實際采用了200kHz（0.2MHz）。

第三章 信源編碼

一、概述

? 模擬信號的數(shù)字化：通過A/D轉換，將原始的模擬信號轉換為時間離散和值離散的數(shù)字信號。

? 數(shù)字信號的壓縮編碼：降低信息冗余，提高傳輸效率。1．信源編碼的數(shù)學模型

? 信源可以用隨機過程建模，隨機過程的特性依賴于信源特性。2．信源編碼的主要方法

? 目的：減少信源輸出符號序列中的信息冗余度，提高符號的平均信息量（信源熵）。

? 過程：尋求對信源輸出符號序列的壓縮方法，同時確保能夠無失真地恢復原來的符號序列。(1)匹配編碼

? 根據(jù)編碼對象出現(xiàn)的概率分配不同長度的代碼以保證總的譯碼長度最短。典型的算法是Huffman算法。

? 概率分布可以有兩種方法構造：采用先驗的數(shù)學模型如正態(tài)分布、指數(shù)分布、拉普拉斯分布等；或根據(jù)實際情況統(tǒng)計得到。? 匹配編碼是信源編碼中最重要的方法。(2)預測編碼

? 利用信號之間的相關性，預測未來信號的可能狀態(tài)，對預測誤差進行編碼（如語音、圖像等的傳輸）。(3)變換編碼

? 利用信號在不同函數(shù)空間分布規(guī)律的不同，選擇合適的變換函數(shù)將信號從一種信號空間轉換到另外一種更有利于壓縮編碼的信號空間中表示。常用的變換函數(shù)如離散傅里葉變換、Walsh變換、離散余弦變換等，在圖像編碼中得到應用。(4)識別編碼

? 分解文字、語言、圖像的基本特征，與樣本集作對照識別，選擇失真最少的樣本編碼傳送。3．編碼定理

? 定理（編碼定理，Shannon 1948）：一個熵為H的信源，當信源速率為R時，只要R>H，就能以任意小的錯誤概率進行編碼。反之，如果R

? 定理并未給出編碼算法以及如何達到預期的方法。

? 可以證明，二進制Huffman編碼的平均碼長R=?P(x)L(x)有

H(x)?R?H(x)+1 對長度為n的信源字符，有H(x)?R?H(x)+1/n 故當n足夠大時，R可以任意接近信源熵。

4．信源編碼與失真量

? 模/數(shù)轉換失真：是一類不可避免的失真。由于抽樣值為模擬量，需要無窮多個比特來進行無失真描述，在實際系統(tǒng)中不可能實現(xiàn)。

? 編碼失真：建立信號x與其恢復信號x’之間的距離 d(x,x’)作為編碼失真的度量。如海明距離、平方失真等等。

二、抽樣定理

1．低通信號的抽樣定理

? 低通信號：信號頻帶在 0 ~ ?m之間，稱為截止頻率為?m的低通信號。? 定理：在?m（角頻率rad/s）以上沒有頻譜分量的低通帶限信號，可由其在時間上間隔 Ts??/?m(s)的等間隔點上的取值唯一確定。（證略）? 設 ?m = 2?fm，fm為信號的最高頻率，則 Ts?1?2fm，或 ?s?2?m。Ts2? 稱為Nyquist速率。對應的最大抽樣間隔TsTs?1。抽樣速率 ??m2fmfs?? 抽樣的最小速率?s?2?m?稱為Nyauist間隔。

? 定理的意義：一個連續(xù)信號具有的無限個點的信號值，可由可數(shù)個點的信號值描述，從而可以實現(xiàn)數(shù)字化表示。? 多路復用：將多個信號的抽樣值在時間上相互穿插形成。

? 實際系統(tǒng)中，采取fs?(2.5~5.0)fm以避免失真。例如：語音信號帶寬fm=3300Hz，通常采取的抽樣頻率為8kHz。? 抽樣和信號恢復的基本過程：

? 假設：信號是嚴格帶限的；抽樣使用理想沖激序列；用理想低通濾波器復原信號。

? 過程模型。fs(t)?f(t)?T(t)?f(t)???(t?nTs)

n????? 誤差分析：折疊誤差；孔徑效應。2．帶通信號的抽樣定理

? 帶通信號：信號頻帶在 ?L ~ ?m之間時稱為帶通信號，W=?L ~ ?m為信號的通頻帶。

? 可以將帶通信號視為 0 ~ ?m的低通信號處理，但造成頻譜浪費。? 定理：上述帶通信號的最低抽樣速率為 ?s(min)?2?m，m?1??L???L?其中 m??????（證略）

??m??L??W?? 通常有 2?m2???s?L m?1m? 例：求載波群信號 312 ~ 552(kHz)的抽樣速率。? 解：B = 552-312 = 240(kHz)?f??312?m??L??????1.3???1 ?B240????fs下限?2fm?552k(Hz)m?1

2f?L?624k(Hz)m故

fs上限

三、脈幅調(diào)制（PAM）

? PAM以時間離散的脈沖序列作載波信號對f(t)進行調(diào)制。f(t)對載波（脈沖）的振幅產(chǎn)生影響。

? 理想的脈沖序列是沖激序列，實際中難以實現(xiàn)。

四、脈沖編碼調(diào)制（脈碼調(diào)制PCM）

? PCM是一個A/D過程，用于將連續(xù)的模擬信號變換為數(shù)字信號。PCM過程先將連續(xù)的輸入信號轉換為在時間域和振幅域上都離散的量，再轉換成數(shù)字編碼進行傳輸。1．基本原理

? 量化電平：將消息樣本在振幅域上的變化范圍劃分為若干量化電平（分層）。每個樣本的振幅值用“四舍五入”法近似為一個附近的量化電平值。分層越細，近似程度越高。

? 抽樣：按固定時間間隔測取信號樣本的振幅值，并近似為一個在其附近的量化電平值。抽樣越密，則可能的失真程度越低。

? 編碼：為量化電平設計一個編碼方案。按照抽樣時間序列獲得的信號量化電平序列根據(jù)編碼方案被轉化為編碼序列。獲得的二進制編碼序列稱為信號的PCM波形（基帶信號）。2．量化誤差

? 量化誤差是PCM抽樣量化的近似過程中產(chǎn)生的本原誤差，在傳輸過程中無法消除。

? 排除傳輸噪聲和失真后，設 f’(t)= f(t)+ e(t)。e(t)是每次抽樣量化產(chǎn)生的誤差，稱為量化誤差或量化噪聲。

? 如將e(t)視為系統(tǒng)噪聲，功率記為Nq，則輸出信噪比

?S?f2(t)? ??2N??q??PCMe(t)設量化為均勻量化，階距=?，則e(t)分布在 ?以認為量化噪聲振幅在[??之間。當?<<|f(t)|MAX時，可2??,]等概率分布，其分布密度 22??1(|e|?)?P(e)???2

??0 其他故e(t)的平均功率

Nq???2??221??2 ep(e)de??2?ede???2122? 直接的結論是：量化噪聲功率與量化階距的平方成正比。? 例：單音調(diào)制f(t)= Am cos?mt 設量化分層=N，則 ??故 Am?N?? 222Am2Am? N?1N2AmN2??2?信號平均功率 f(t)? 28?S?N2?2/832?2?2?N 又 Nq?，故輸出信噪比 ??N?/12212??q??PCM采用編碼長度為n的二進制編碼時，N=2n，代入上式得

?S?32n?2 ????Nq??PCM2?S?3?10lg[22n]?1.76?6n?6n?2 換算為dB值：??2??Nq??PCM/dB解釋為：每增加一位編碼長度，輸出信噪比可以增加6dB。3．壓擴技術

?2? 由Nq?知，均勻量化時，量化噪聲功率與量化電平無關。因此輸出信噪12比在信號電平較低的情況下有可能達不到傳輸要求。

? 改進：實現(xiàn)非均勻量化，建立量化階距?與信號電平的相關性，在信號低電平區(qū)間減小?，反之，在信號高電平區(qū)間增大?。(1)壓擴器方法

? 在發(fā)送端，信號經(jīng)壓縮器處理后再進行均勻量化；在接收端，譯碼后的信號經(jīng)反向的擴張器擴張。? 圖例：壓擴器特性曲線。? 圖例：壓擴過程復原圖解。(2)數(shù)字壓擴技術 4．量化電平的編碼方案(1)自然碼

? 譯碼過程簡單，但相鄰數(shù)的海明距離有大于1的情形。出現(xiàn)比特差錯時將造成較大的電平誤差。(2)格雷碼

? 也稱單位距離碼，任何相鄰數(shù)的海明距離都是1。

? 格雷碼與自然碼的轉換關系：設格雷碼為(bi)，自然碼為(ai)，則

bn?1?an?1bi?ai?1?ai(0?i?n?2)(3)折疊碼

5．逐次比較編譯碼法

，an?1?bn?1ai?bi?1?bi?2?...?bi(0?i?n?2)

? 例：用天平和7個砝碼稱重，砝碼重量分別為64g，32g，16g，8g，4g，2g，1g。被測物放一邊，砝碼放另外一邊。按重量從大到小的順序開始添加砝碼，根據(jù)天平的傾斜情況決定當前的砝碼是否保留在托盤上。比如被測物重81g時，將獲得如下的試驗結果：

81=64?1+32?0+16?1+8?0+4?0+2?0+1?1 從而獲得7位二進制編碼 1010001 若放棄1g的砝碼，則可獲得6位二進制編碼，但誤差加大了。

五、增量調(diào)制（?M或DM或?調(diào)制）1．預測編碼

? 根據(jù)過去的信號樣值預測下一個樣值，并且僅僅將預測值與現(xiàn)實樣值（實測值）之差（預測誤差）加以量化、編碼后傳輸。

? 若預測適當，可期望預測誤差的幅度變化范圍比信號自身的振幅變化范圍下得多。故與一般PCM方法相比，傳輸預測誤差所需比特數(shù)大大小于傳輸信號瞬時值的比特數(shù)。

? DM方法簡單地將剛剛過去的信號樣值作為預測值。2．?調(diào)制

? ?調(diào)制是預測編碼中最簡單的一種。它將當前信號瞬時值f(t)與上一個抽樣時刻的量化值fq(t-Ts)作比較，對差值的符號（正、負）編碼，因此使用1bit的傳輸編碼。差值為正時，fq(t)= fq(t-Ts)+ ?，否則，fq(t)= fq(t-Ts)-?。構造的fq(t)是一個階梯函數(shù)。? 圖例。

? 接受端收到一個1碼時，將上一時刻的值升高一個量階?作為當前的譯碼輸出；接收到一個0碼時，動作相反。3．?調(diào)制的量化誤差

? ?調(diào)制的量化誤差包括一般量化誤差和斜率過載。

? 一般量化誤差（顆粒噪聲）：由于電平量化的近似引起的誤差。? 斜率過載噪聲：由于輸入信號的斜率過大，調(diào)制過程跟蹤不及產(chǎn)生。? 圖例。

? fq(t)的最大斜率 =

?df(t)?，為避免過載，必須?。TSdtMAXTS? 例：單音信號 f(t)= Asin?t，則

df(t)?A?。代入上式得：

dtMAXA?????fS? 或 A? ??，其中f S為抽樣頻率，f為信號頻率。TS2??f?結論：不發(fā)生斜率過載的臨界過載電壓與量階?和抽樣頻率fs成正比，與信號頻率f成反比。

? 當fs和?一定時，隨著f增大，允許的A將減小，不適合傳輸均勻頻譜信號。? 語音信號和單色電視信號的功率譜隨頻率平方增加下降，適用于?調(diào)制。? 將A?2?A??fS?f?f。由于A>>?，為不致發(fā)生斜率過載，抽樣 寫成 S???2??f?頻率fs要比信號頻率f高很多。4．?調(diào)制的量化信噪比

? 在沒有過載時，設量化誤差e(t)在-? ~ +? 之間均勻分布，則其概率密度為

?1(|e|??)?P(e)??2?

??0 其他 其平均功率即方差為

?2Nq??ep(e)de?

??3?2

?2功率在全頻域均勻分布，功率譜近似為。

3fs接收端經(jīng)過截止頻率fm的低通濾波器后，噪聲功率為 ?2fm Nq??3fsA2? 對單音信號，信號功率S?。

2?2?fs在臨界過載條件下，A??，代入上式得：S?28?2?f?f???s? ?f?2?S此時，??N?q?fs3fs33?2?2?0.04?2 ??f?fm?MAX8?f?fm可見，提高fs可明顯提高信噪比。

?S? 討論：若采用fs = 2f，且令f = fm，可求得：??N?q?3?2是很小的信噪比，???MAX?在大多數(shù)系統(tǒng)中不獲支持。5．?調(diào)制與PCM的比較

? 抽樣頻率：PCM的fs根據(jù)抽樣定理確定，一般情況下fs ? 2 fm；?調(diào)制傳送的是增量而非信號樣值，抽樣定理不成立，通常其fs要比PCM的大得多。? 帶寬：?調(diào)制需要更大的帶寬傳送編碼。

? 量化信噪比：碼元n=4~5時，PCM和?調(diào)制的量化信噪比接近。n<4時，?調(diào)制的量化信噪比較高；n>5時，PCM的量化信噪比較高。

? 信道誤碼的影響：?調(diào)制的一個碼元代表一個量階，一個誤碼只損失一個增量，故允許較高的信道誤碼率（10-3 ~ 10-4）；PCM要求較低的信道誤碼率（10-5 ~ 10-6）。

? 設備：單路?調(diào)制比PCM簡單。

? 應用：PCM用于語音還原性要求較高的場合；?調(diào)制用在容量小，還原質量要求不高的場合。

6．進一步的討論：?調(diào)制與PCM的結合-DPCM ? 對信號抽樣值與預測值的差值（而不僅僅對符號的正負）進行量化編碼。量化是多階量化，因此編碼是多位二進制編碼。

第二篇：2014南昌大學通信原理 考試大綱

2014年通信原理期末考試復習大綱

第1章 緒論

1、掌握模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模型及其優(yōu)缺點；

2、掌握通信系統(tǒng)按調(diào)制方式的分類，常用的調(diào)制方式；

3、掌握通信系統(tǒng)的主要性能指標，信息速率和碼元速率。

第4章 信道

1、掌握信道的數(shù)學模型及其分類；

2、掌握信道三要素及其之間的關系；

3、掌握連續(xù)信道容量的計算、分析及其證明。

第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)

1、掌握幅度調(diào)制（DSB,AM,SSB,VSB）的原理及抗噪聲性能；

2、掌握相干解調(diào)和非相干解調(diào)的原理以及實現(xiàn)；

3、掌握角度調(diào)制（PM,FM）的原理及相關參數(shù)的求解。

第6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)

1、掌握幾種基本的數(shù)字基帶信號、波形及其分析；、2、掌握數(shù)字基帶信號碼型變換、波形圖及其數(shù)字基帶信號頻譜特性分析；

3、掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，碼間串擾的產(chǎn)生機理，消除碼間串擾的基本原理；

4、掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)無碼間干擾時傳輸?shù)拇a元速率和頻帶利用率分析。

第7章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

1、掌握二進制數(shù)字調(diào)制的基本方式及特點；

2、掌握二進制數(shù)字調(diào)制信號的時域與頻域特性（表達式，帶寬，圖形）；

3、掌握二進制數(shù)字傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)方法（收與發(fā)）（方框圖，各點時間波形）；

4、二進制數(shù)字傳輸系系統(tǒng)的性能分析（誤碼率，信號功率）。

第9章 模擬信號的數(shù)字傳輸

1、低通信號抽樣定理 帶通信號抽樣定理、自然抽樣與平頂抽樣；

2、掌握量化的定義、均勻量化、非均勻量化、A律13折線、PCM調(diào)制原理；

3、掌握時分復用。

第10章 數(shù)字信號的最佳接收

1、掌握數(shù)字信號的最佳接收準則；

2、掌握匹配濾波器的傳輸特性、沖激響應、輸出、最大輸出信噪比；

3、掌握二進制相關器形式和匹配濾波器形式的最佳接收機的框圖及實現(xiàn)最佳接收機中各點的波形；

4、掌握理想信道下最佳基帶傳輸系統(tǒng)對收/發(fā)濾波器的要求；

5、掌握實際接收機與最佳接收機的性能差異。

第11章 差錯控制編碼

1、掌握糾錯編碼的原理以及性能；

2、掌握線性分組碼編譯碼原理；

3、掌握循環(huán)碼編譯碼原理。

第13章 同步原理

1、掌握同步類型；

2、掌握載波同步分類、原理及方法；

3、掌握碼元同步分類、原理及方法。

第三篇：通信原理

通信的目的：傳遞消息中所包含的信息。

消息：是物質或精神狀態(tài)的一種反映，例如語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等。信息：是消息中包含的有效內(nèi)容。

信道：將來自發(fā)送設備的信號傳送到接收端的物理媒質。分為有線信道和無線信道兩大類。模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。

數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。

信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行浴⑼瓿赡?數(shù)轉換

信道編碼與譯碼目的：增強抗干擾能力

加密與解密目的：保證所傳信息的安全

數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘?/p>

同步目的：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致。

數(shù)字通信的特點

優(yōu)點：

抗干擾能力強，且噪聲不積累

傳輸差錯可控

便于處理、變換、存儲

便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸

易于集成，使通信設備微型化，重量輕

易于加密處理，且保密性好

缺點：

需要較大的傳輸帶寬

對同步要求高

通信系統(tǒng)的分類

按通信業(yè)務分類：電報通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng) … … 按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)

調(diào)制傳輸系統(tǒng)又分為多種調(diào)制，詳見書中表1-1。

按信號特征分類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)

按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)

按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信 … …

按信號復用方式分類：頻分復用、時分復用、碼分復用

通信方式：

單工通信：消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?/p>

半雙工通信：通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時收發(fā)的工作方式

全雙工通信：通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方式

并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸

優(yōu)點：節(jié)省傳輸時間，速度快：不需要字符同步措施

缺點：需要 n 條通信線路，成本高

串行傳輸 ：將數(shù)字信號碼元序列以串行方式一個碼元接一個碼元地在一條信道上傳輸優(yōu)點：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設費用

缺點：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施

第四篇：2014年南郵通信原理考試大綱

2014年南郵通信原理考試大綱 801--《通信系統(tǒng)原理》

一、基本要求

通信原理是通信和信號處理等專業(yè)的重要基礎課程，它系統(tǒng)講述了通信系統(tǒng)的基礎理論和應用知識。本課程要求考生掌握通信的基礎理論、原理框圖和基本計算分析能力，具有一定的解決實際問題的能力。重點考查考生對通信系統(tǒng)各組成部分、原理框圖、基本概念和常識的理解及掌握情況，要求考生掌握基本的系統(tǒng)性能分析和計算方法。

二、考試范圍

1、通信系統(tǒng)模型和主要性能指標（通信的常識和框圖）;

2、隨機過程（廣義平穩(wěn)性，功率譜，自相關，高斯噪聲）；

3、信道模型和特性、信息論基本概念和信道容量的概念(恒參信道、隨參信道、香農(nóng)公式)；

4、模擬調(diào)制（AM,DSB,SSB,VSB,FM）；

5、數(shù)字基帶傳輸(無碼間干擾條件、線路碼、均衡常識)；

6、數(shù)字載波調(diào)制（二進制調(diào)制、QPSK、QAM）；

7、模擬信號的數(shù)字化(均勻量化、非均勻量化、A律13折線量化編碼)；

8、數(shù)字信號的最佳接收（最佳接收準則、匹配濾波器）；

9、差錯控制編碼（線性分組碼常識）；

10、同步原理（載波同步、位同步及幀同步常識）。

三、出題形式

1、選擇題(涵蓋較廣,包括通信常識、小計算、概念)；

2、簡答題（簡要回答通信原理的知識，包括分析、作圖等）；

3、綜合性大題（包括框圖、計算分析、應用題等）。

第五篇：北航《通信原理》2010年博士生入學考試大綱

北航《現(xiàn)代通信原理》博士生入學考試大綱

一、考試的基本要求

要求考生有扎實的概率統(tǒng)計、隨機過程、信號與系統(tǒng)、數(shù)字電路、通信電路等相關基礎理論知識。掌握現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主要組成部分的基本理論和基本原理，能夠綜合應用所學的知識分析和解決問題。

二、考試方法和時間

考試采用閉卷筆試的形式，考試時間120分鐘，總分100分。

三、考試參考書目

主要參考書：曹志剛等編著現(xiàn)代通信原理清華大學出版社

四、考試內(nèi)容

1．基本概念與知識

現(xiàn)代通信系統(tǒng)的組成與分類，通信系統(tǒng)的性能度量，香農(nóng)信道容量公式及信息論基礎知識。

2．模擬調(diào)制傳輸

從時域和頻域的角度描述模擬調(diào)制與解調(diào)的原理和方法，線性調(diào)制的一般模型和抗噪聲性能分析。

3．編碼調(diào)制

脈沖編碼調(diào)制、自適應差分編碼調(diào)制和增量調(diào)制的原理和方法，量化噪聲的分析和減低措施。同步時分多路復用原理和幀同步原理。

4．數(shù)字信號基帶傳輸

基帶數(shù)字信號傳輸原理，傳輸碼型、無失真?zhèn)鬏敆l件、部分響應、偽隨機序列的產(chǎn)生和擾碼以及時域均衡等概念，信號功率譜的計算及傳輸差錯率分析。

5．數(shù)字信號載波傳輸

數(shù)字信號載波傳輸?shù)母鞣N調(diào)制方法和最佳接收原理，重點是各種多進制數(shù)字調(diào)制和恒包絡調(diào)制原理。

6．差錯控制編碼

差錯控制編碼和線性分組碼的基本概念和基本編譯碼方法；卷積碼基本概念及編譯碼方法。