通信系统原理详解：从模拟到数字

"891通信系统原理(一).pdf" 涵盖了通信系统的基础概念、信号与噪声分析、模拟调制系统、模拟信号数字化、数字信号基带传输以及数字信号的频带传输等多个核心知识点。 1. **通信系统概述**： - **通信**是指信息的传递，**消息**是通信的内容，而**信息**则是消息中有意义的部分，**信息量**用于度量信息的多少，**平均信息量**又称为**熵**，是衡量信息不确定性的一个关键概念。 - **通信系统**通常由信源、编码器、信道、解码器和信宿等组成，其主要性能指标包括**有效性**（传输速率）和**可靠性**（误码率）。 2. **信号与噪声分析**： - **随机变量**具有不确定性的数值，其**概率分布**和**统计特性**如均值、方差等描述了其行为。 - **随机过程**是一系列随机变量的集合，**高斯过程**是最常见的类型，具有特定的统计特性。 - **平稳随机过程**的统计特性不随时间平移而改变，具有**各态历经性**，其**功率谱**描述了频率域内的能量分布。 - **噪声分析**涉及到不同类型的噪声，如**高斯噪声**、**白噪声**、**高斯白噪声**和**窄带高斯噪声**，以及在**线性系统**和**非线性系统**中噪声的传输特性。 3. **模拟调制系统**： - **调制**是将信息加载到载波上的过程，分为**幅度调制**和**角度调制**两大类。 - **幅度调制**包括AM、DSB、SSB等，涉及信号的时频特性、功率和带宽计算，以及利用**希氏变换**进行分析。 - 解调分为**相干解调**和**非相干解调**，在噪声环境中各有优劣。 - **角度调制**如FM和PM，其解调也需考虑噪声性能和门限效应。 4. **模拟信号数字化**（信源编码）： - **线性PCM**是通过取样和量化实现模拟信号的数字表示，包括**取样定理**、**编码/解码原理**以及**量化噪声分析**。 - **对数压扩PCM**如A律13折线PCM，降低了量化噪声并提高了编码效率。 - **时分复用**（TDM）允许多个信号在同一带宽内交替传输，涉及**PCM复用群**、**同步**和**传码率计算**。 - **增量调制**（IM）和**预测编码**（如DPCM和ADPCM）是提高编码效率的手段，需要分析量化信噪比和误码噪声的影响。 5. **数字信号基带传输**： - **数字基带信号**包括多种码型，如NRZ、RZ等，其**功率谱**和**符号间干扰**（ISI）对通信质量至关重要。 - **波形形成**如升余弦滤波可以减少ISI，但会引入滚降，影响**传输速率**和**带宽**。 - **部分响应系统**（如PR1和PR4）通过预编码减少ISI，改善系统性能。 - **信道均衡**利用**眼图**来直观评估信号质量，并通过均衡技术进行校正。 6. **数字信号的频带传输**： - **二元数字调制**（如ASK、FSK、PSK）涉及信号的时域和频域特性，以及在信道中的传输。 以上内容构成了通信系统原理的基础框架，深入理解这些知识点对于理解和设计现代通信系统至关重要。