成都中医药大学成考-成都中医药大学成考
通信课程总结（赵羽龙
1-3
章
张涵
4
、
6
章
张翔宇
5
章）
欢迎加入！
第一章、通信原理（
重点
）
1.
通信系统的组成
1.
发送端：把各种可能转换的消息转换成原始电信号
2.
信道：信号传输的通道
3.
接收端：从接收信号中恢复出相应的原始信号
4.
噪声源：信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的
噪声的集中表示
2.
通信系统分类
1.
按消息的物理特征分类
电报通信、电话通信、数据通信、图像通信等系统
2.
按调制方式分类
基带传输和频带传输
3.
按信号特征分类
模拟通信和数字通信
4.
按传输媒介分类
有线和无线
5.
按信号复用方式分类
即频分复用、时分复用和码分复用
3.
通信方式
1.
单工通信
指消息只能单方向传输的工作方式
2.
半双工通信
指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发的工作方式
3.
全双工通信
指通信双方可同时进行收发消息的工作方式
4.
串行传输
指将数字信号码元序列按时间顺序一个接一个地在信道中传输
5.
并行传输
择时将数字信号码元序列分割成两路或两路以上的数字信号码元序列同 时在信道中传
输
4.
信息及其度量（必考）
1.
消息中的信息量与消息发生的概率相关， 消息出现概率越小，则消息中包含的信息量
就越大
2.
消息中所含信息量
I
是出现该消息的概率
P(x)
的函数
I= logn(1 / P(x)) = -lognP(x)
3.
信息量的单位
如果取对数的底为
2
，单位为比特
(bit)
如果取对数的底为
e
，单位为奈特
(nat)
如果取对数的底为
10
，单位称为十进制单位，或叫哈特莱
4.
等概率出现的离散消息的度量
I= log2(1/P) (bit)
5.
非等概率出现的离散消息的度量
H(x) = -
∑
P(xi)log2P(xn) (bit/
符号
)
6.
若干个互相独立 事件构成的消息，所含信息量等于各独立事
件信息量的和，即
I[P(x1)P(x2)
…
] = I[P(x1)] + I[P(x2)] +
例题
1
：一信息源由
4
个符号
0,1,2,3
组成 ，它们出现的概率分别为
3/8,1/4,1/4,1/8
，
且每
个符号出现都是独立的。试求某个消息
221120210
的信息量。
解法
1
：
在此
消息中，
0
出现
23
次，
1
出现
14
次，
2
出现
13
次，
3
出现
7
次，消息共有
57
个符号。
（统计符号数）
（第一步必做）
其中出现
0
的信息量为
23log28/ 3 = 33 bit
（出现次数乘等概率的信息量为它的信息量）
出现
1
的信息量为
14log24 = 28bit
出现
2
的信息量为
13log24= 26 bit
出现
3
的信息量为
7log28 = 21 bit
故该消息的信息量为
I= 33 + 28 + 26 + 21 = 108 bit
（全部相加）
平均一个符号的信息量应为
I/
符号数
= 108/57 = 1.89 (bit)
（信息量除以符号数等于平
均一个符号的信息量）
解法
2
：
若用熵的概念计算，则有
H= (3/8)[
－
log2(3/8)] + (1/4)[
－
log2(1/4)] + (1/4)[
－
log2(1/4)]+ (1/8)[
－
log2(1/8) ] = 1.906
(bit)
则该消息所含信息量为
I= 57 x 1.906
≈
108.64 (bit)
例题
2
：设剧院有
1280
个座位，分为
32
排，每排
40
座 。现欲从中找
出某人，求以下信息
的信息量。
1
）
某人在第
10
排；
2
）某
人在第
1 5
座；
3
）某人在第
10
排第
15
座。
解：在未知任何信息的情况下，
此人在各排的概率可以 认是相等的，他坐在各座号上的
概
率也可以认为是相等的
，
故
1)“
某人在第
10
排”包含的信息量为
-log2(1/32) = 5 (bit)
（即用它出现的概率来求信息量即
可
I= log2(1/P) (bit)
）
2)
“
某人在第
15
座”包含的信息量为
-log2 (1/40)
≈
5.32 (bit)
3) “
某人在第
10< /p>
排第
15
座”包含的信息量为
-log2 (1/1280) = 10.32 (bit)
（用相加也行）
5.
通信系统的主要性能指标
1.
有效性、
2.
可靠性、
3.
适应性、
4.
标准性、
5.
经济性及维护使用
其中通信的有效性与可靠性是其主要的矛盾所在
有效性：主要是指消息传输的“
速度
”问题
可靠性：主要是指消息传输的
“
质量
”问题
补充：
1.
传输速率：通常以码元传输速率来衡量，又称为码元速率或传码率< /p>
它被定义为每秒
钟传送码元的数目，单位为“波特”
，
常用符号为“
B”
。提及码元速
率时必须说明码元的
进制和该速率在系统中的位置
2.
二进制与
N
进制的码元速率
有如下转换关系：
RB2 = RBNlog2N (B)
3.
信息传输速率：又称为信息速率或传信率，被定义为每秒钟传送的信 息量，单位比特
/
秒，或记为
bit/ s
（或记为
bps
）在无特别声明的情况下，每个
2
进制码元规定含
1bit
信息
3.
差错率分为两种表述方式：
(
必考
)
误码率
是指错误接收的
码元
< p>在传送总码元中所占的比例，或称为在传输系统中被传
错的概率
误信率
又称比特率，
是指 错误接收的
信息量
在传送信息量中所占的比例，
它是码元
的信息量在传输系统中被丢失的概率
例题：已知二进制
数字信号在
30
分钟内共传送了
72000
个码< /p>
元
(1)
问其码元速率和位传
输率是多少？
(2)
如果位速率不变，但改为八进制数字信号，则其码元速率和位传输率又< /p>
为多少？
1.
码元速率
=72000/
（
30*60
）
=40B
（波特）
传输速率
=40bi t/s
（二进制时数值一样，
单位不同）
2.
码元速率
=72000/
（
30*60
）
=40B
（波特）
(
不变
)
传输速率
=40*log
2
8=120bit/s
2.
已知八进制数字能信系统的码元速率为
1000 B
，
在
接收端半小时内共测得出现了
270
个
错误码元，试求
系统的误码率。
误码率
=270/
（
1000*30*60
）
=0.15%
（记得的用码元速率来求，如果给了信息速率
给他
除
long2 N
）
第二章：无线通信（重点）
1.
电波波段的传播特性
1.
长波的传播特性
：以表面波的方式 传播，
传播稳定性较好。缺点：
1.
由于表面波衰减
很慢，对其他的收信台干扰严重。
2.
天电干扰对长波的接收影响很大 ，特别是雷雨天气。
3.
使用的发射机和天线一般体积庞大，但通信容量
小，
因此利用不广。
2.
中波的传播特性
：以表面 波和天波的方式传播。对于波长
2000
～
3000
米的中长波，
电离层对它的影响很小，
电波可以获得稳定的场强
。用于对飞机、
舰船的导
航通信。波 长
200
～
2000
米的波段，电离层对 它的吸收强烈，只能靠地表波传播。
3.
短波的传播特 性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远。缺点：因表面波衰减
快，天波传播距离
远，会形成哑区（寂静区）
，通信容量小，通信质量不稳。
4.
超短波、微波传播特性：只能用空间波、散射波和穿
透电离层在外层空间的传播方
式。
缺点：接收信号随季节、昼夜和气象条件而有所变化。
2.
常见无线通信系统
1.
寻呼系统
2.
无绳电话系统
3.
蜂窝移动电话系统
4.
全球互通微波存取
（
WiMAX
）
5.
紫峰
3.
系统设计基础
1.
频率复用：相邻小区的基站不能使用相同的信道组
2.
信道分配策略
固定分配策略：
给小区分配一组预先确定好的信道
若该小区的所有信道都被占用，
则
呼叫
阻塞，用户得不到服务
借用策略：作为一个变种，在
小区出现呼叫阻塞时，允许借用相邻小区的信道
动态
分配策略：
信道不是固定分配给各个小区，
每次呼叫请求来时，
小 区基站向移动交
换中心请求一个信道这一策略考虑了呼叫阻塞的可能性、
候选信道使用的频次、
信道的复用
距离以及其他的开销
3.
切换策略
当一个正在使用信道服务的移动平台，从一个基站移
动到另一个基站时，移动交换中
心自动地将呼叫转移
到新基站的信道上
一般情况下，
切换策略都使切 换请求优先于呼叫请
求尽可能让用户觉察不到。必须指定一个启动切换的最恰当信号强度
，避免产生不
需要的
切换。实际切换时，需要注意到快
速移动和低速移动不同，以减轻移动交换中心的负荷
4.
无线通信系统的干扰
同频干扰：
频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，
存在许多使用同一组频 率的小区，
即同频小区。
同频小区间的信号干扰称为同频干扰。
同频干扰不能通过增大发射功率来克服，
因为这会干扰相邻同频小区，所以同频小
区必须在物理上隔开一个最小距离
邻频干扰：
使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫邻频干扰。
该干扰是由于接收滤波器
不理想造成，
可通过精确的滤波和信道分配来减小干扰。
即给小区分配 信道频率时避免相邻，
或给予分配的信道一定的频率间隔。
减少干扰的方法：功率控制减少干扰
5.
中继和服务等级
中继是指
允许大量用户在一个小区内共享相对较小的信道，
即从可用信道库中给每个用
户按需分配信道。一旦服务结束，其占用的信道就立即回到可用信道库中
服务等级是用来测量在系统最忙的时间用户进入系统的能力。
忙时基于一 周、
一月或一
年内用户在最忙时的需求。
服务等级用作某 个中继系统的预定性能基准，
定义为呼叫阻塞概
率（表示为
B
，单位为
Erlang
）
，或
是呼叫延迟时间大于特定排队时间的概率
4.
传播机制
1.
大尺度路径损耗：反射、绕射、散射
2.
小尺度衰落：指无线信号在经过短时间或短距离传播后，
其幅度 快速衰落，以致于
大尺度路径损耗的影响可以忽略不计。这是由同一信号沿多个路径转播
，以微小时间
差到
达接收机的信号的相互干涉引起的（
阴影效应、空间效应、多普勒效应）
3.
多径效应
4.
5.
信息交换技术
：电路交换、分组交换、
BTM
交换、
ip
交换
数字交换：电路交换、报文交换、分组交换、信元交换
6.
数字传输损伤
抖动（自身原因）
、漂移（环境）
7.
常见调制解调技术
(
时跳、频跳、扩频技术（直接扩频技 术）
)
OFDM
、
OFDMA
、
SOFDMA
、
QPSK
、
< p>BPSK、
QAM
8.
信道编解码包括
：分组码、卷积码
第三章、近距离无线通信技术（非重点）
1.
近距离无线通信定义
：只要是通 信收发双方通过无线电波传输信息；传输距离限制
在较短的范围内，
通常 是几米到几百米内
特征：低成本、低功耗、对等性
2.
近距离无线通信技术的分类
：高 速近距离无线通信技术、低速近距离无线通信技术
近距离高速无线通信技术：
WLAN
、
BlueTooth
（其目的是将电子设备间的物理联线
替换为无线连接）
近距离低速无线通信技术
：
ZigBee
、
RFID
（具 备连接简单器件（传感器和激活器）
的能
力）
1.
无 线局域网主要是由接入点设备（
AP
）
、接入控制器
（
AC
）
、无线接入服务器（
AS
）
和各种无线网络终端组成
AP
：将各个无线网络客户端连接到一起，实现大范围，
多用户的无线接入。
AC
AP
的数据进行汇聚并接入互联网，同
时完成
AP
的配置管理、无线
用户认证、管理及
带宽、
访问、切换、安全等控制功能。
AS
：
用于管理与控制无线局域网内提 供的各种应用业
务。
如
IP
电话 、
视频会议、
电
子邮件等
2.
无线局域网的网络结构主要有点对点、点对多、多点对点
和混合型等几种
点对点型：常用于固定的要连网的两个位置间，优点是传输
距离远、传输速率高、
受外界环境影响较小
点对多型网络：常用于一个中心点、多个远端点的情况。最
< p>大优点是组网成本低、
维护简单；设备调试相对容易。缺点
是因为使用全向天线，使功率大大衰减，网速较
低，对远端
点的可靠性得不到保证
多点对点型：这种类型实际上是多个点对点的组合，通常用
于有 一个中心点，多个
无端点的网络中，每一个无端点在中
心点都有各自对应的设备，由于每个点采用的都
是点对点方
式，因此中心点的一台设备损坏后，只会影响相关的一个点。
混合型网络：适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，
还有建筑物或地形阻
挡的点；远距离的点采用点对点方式，
近距离的多个点采用点对多方式；有阻挡的点
采用中继方式
WLAN
的网络结构
3.
无线局域网的优点
安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展
4. WLAN
的系列标准
< br>IEEE
标准、
ETSI
标准
、我国的相关标准。
5. WLAN
实用技术的发展
双频双模无线局域网技术、无线虚拟局域网技术、以太网供电技术
6. WLAN
应用
物流行业应用、电力行业应用、服务行业
应用、教育行业应用、家庭应用。
2.
蓝牙
1.
蓝牙技术特点和指标
蓝牙技术是一种低成本、低功率、近距离通信技术
移动电话、个人数字助理（
PDA< /p>
）
、无线了耳机、笔记本电
脑、相关外设之间
可通过蓝牙连接，进行无线信息的传输与
交换
蓝牙技术是由蓝牙联盟制定的
工作在
2.4GHz
频带、采用高速跳频和时分多址技术
、
使用权向纠错编码、
ARQ
、
TDD
和基带协议（速率
1Mbps
）< /p>
、支持
64kbps
实时语音传输和数据传输
、
发射功率分别
1mW
、
2. 5mW
和
100mW
、使用全球统一
48
位设备识别码
、传输
距离为
10cm-100m
，覆盖范围是相隔< /p>
1MHz
的
79
个通道
2.
蓝牙技术的网络组成
< p>
蓝牙设备在组网中可同时与其他
7
个设备构成蓝牙微网、多个微网又 可互连成自
组织的分散网、
1
个蓝牙设备可同时加入
8
个不同的微网，
每个微网分别有
1Mbps
的传输频宽
3.
蓝牙通信协议
专用协议：
专用协议位于协议栈的底部，
从下到上分别是蓝牙无线通信层、
基带
层、链路管理协议、
逻辑链路控制 与适配协议、服务发现协议、
RFCOMM
层、电
话控制
协议
通用协议：在专用层之上可以承载
PPP
、
TCP/IP
、
UDP/IP
、
WAP
等互联网通用高层
协议
4.
蓝牙技术应用
移动电话、计算机、电子设汽车应用
、医疗监护应用、智能住宅
3..ZigBee
的特点
低功耗、端到端信息传
输时延短、可靠的数据传输、网络可拓展容易大、安全性
较高、成本低、优
良的网络拓扑能力
具有星型网、网状网和树型网等三种网络结构
分为全功能设备和精简
功能设
备两种
RFD
协议栈简单且内存更小，只能与某个
FFD
进行交换，
< /p>
并只能存在星型拓扑结
构中；
FFD
具有完 备的协议功能，
能与其传输范围内的任意节点进行交互
2. ZigBee
的协议层结构
物理层、媒体访问控制层、网络层、应用层
3.
物理层的主要功能
收发信机状态控制、
能量检测、
链路质量指标、
空闲信道评估、
信道频率选择、
数据发送及接收。
4.
媒体访问控制层
帧结构、信标的生成及同步
数据帧、确认帧、
MAC
层命令帧
、信标帧。
信标：用于与相关设备同步及其他目的
PAN
的关联与取消关联机制
用于支持自组织目的，可支持自动建立星状网，还允许自组织对等网
支持设备安全加密
提供三级
安全性：无安全性方式、接入控制清单（
ACL
）
、属于高级加密 标
准
（
AES
）的对称密码
CSMA-CA
信道接入机制
保障时隙机制、建立可靠链接
5.
网络层
设备加入和离开网络、基于每个帧提供安全机制、
< p>
路由、路由的发现和维护、邻居节点设备的发现、邻居节点设备的信息登记
6.
应用层
应用支持子层、
ZigBee
设备对象层、应用 框架
7. ZigBee
的应用
在家庭、
楼宇自动化领域的应用
、
在医学领域的应用
、
在传感器网络领
域的应用
、工业控制领域的应用
、在农业领域的应用
4.
射频识别技术
RFID
1.
射频识别技术
RFID
：
通过无线
电讯号识别特定目标，并读写相关数据，而无需
识别系统与特定
目标之间建立机械或光学接触
2. RFID
的网络架构
信息接入层：标签、阅读器及边缘节点，完成数据采集功能
息分析层：包括
Event Sever
，对上报的数据进行过滤，分析处理。对上层的命
令进行解析
信息传递层：可以是
TCP/IP
、< /p>
NGN
网络，或某种闭
环网络。根据应用类型进
行选择
业务应 用层：包括网络管理服务器、
AAA
（鉴权、认
证）
、应用服务器、
命令解析服务器、物品地址解析
服务器，及数据库等
的标签类别
被动式：没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动。< /p>
当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。这些数据包括
I D
号（全球
惟一代
码）和预先存在于标签内
EEPROM
中的数据
价格低廉，体积小巧，无需电源。
目前市场多以被动式为主
被动式射频标签受传播衰减影响，读取距离受限