2021年中级通信工程师综合能力知识点集锦(四):通信系统

中级通信专业综合能力 责任编辑:胡媛 2021-06-11

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以下为大家整理了2021年中级通信工程师综合能力知识点集锦(四):通信系统,包含部分知识点内容,完整内容请扫码查看。

1、通信的基本概念

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;如今在自然科学领域涉及“通信”这一术语,一般是指“电通信”,广义来讲,光通信也属于电通信,因为光也是一种电磁波。

1837年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传递信息(即电信)的新时代。

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结论:电信就是利用电信号传输消息中所包含的信息。

2、通信系统的一般模型

通信系统一般由:信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。

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按照信道中传输的信号是模拟信号还是数字信号,相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。与模拟通信系统相比,数字通信具有抗干扰能力强、差错可控、易加密等优点。

3、通信系统分类与通信方式

通信系统分类:

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通信方式是指通信双方之间的工作方式或信号传输方式。

(1)按消息传递的方向与时间分类,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信;

①单工通信,是指消息只能单方向传输的工作方式。

②半双工通信,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。

③全双工通信,是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。

(2)按数字信号排序分类:并行传输和串行传输。

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4、通信系统的性能指标

从研究信息传输的角度来说,通信的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。

有效性是指信息传输的“速度”问题;而可靠性则是指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。

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在数字通信系统中,传输速率分为:码元传输速率(单位:波特)和信息传输速率(单位:bit/s)。

5、信道的定义和分类

信道是指以传输介质为基础的信号通道。在通信系统中,信道是连接发送端和接收端的物理介质,其功能是将信号从发送端传送到接收端。

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6、信道特性

从信道特性对信号传输的影响来看,传输介质的影响是主要的。

在传输数字信号中,波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠,造成码间串扰。

各种随参信道具有的共同特性:信号的传输衰减、传输时延随时间而变化,同时存在多径传播现象。

7、信道中的噪声

噪声可以分为人为噪声和自然噪声两大类。

在通信系统中的工作频率范围内热噪声是均匀分布的,热噪声的频率范围很广,它均匀分布在大约从零频率开始,直到1012 Hz。

噪声可以分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声3类。

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为了描述窄带噪声的带宽,引入了噪声等效带宽的概念。用来度量频谱泄露的程度,频谱泄露越严重,噪声等效带宽越大。

为了准确表达噪声对传输信号的影响,通常采用信道的数学模型进行描述。信道的数学模型分为调制信道模型和编码信道模型两类。

调制信道模型用加性噪声和乘性噪声表示信道对于信号传输的影响。

工程实践中,为了解决噪声干扰问题,通常采用滤波器进行有用信号外的无用信号过滤。

8、信道容量

信道容量是指信道传输信息的最大极限速率。

根据香农定理,对于连续信道,如果信道带宽为B,并受到加性高斯白噪声的干扰,其信道容量C的理论公式为:。由于白噪声平均功率,因此,香农公式的另一种形式为:。

香农定理是研究和评价通信系统原理和性能的理论基础。

一个连续信道的信道容量受B、、S 3个要素限制,主要这3个要素确定,则信道容量也就随之确定了。

任何一个信道,都有信道容量C。

增大信号功率S可以增加信道容量C,若信号功率趋于无穷大,则信道容量也趋于无穷大。

减小噪声功率(或减小噪声功率谱密度),可增加信道容量C。

增加信道带宽B,也可增加信道容量C,但不能使信道容量无限制增大。

由香农公式可以看出,信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。

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