《深入浅出通信原理》阅读引导

tech2023-05-29  50

1、通信原理概述

1.1、什么是通信(通俗的来说什么是通信?a40)

1.1.1、广义的通信(广义的通信的定义b40)(广义的通信的举例c40)1.1.2、狭义的通信(狭义的通信包括哪些方面?a41)(关于电信的简述bc41)(关于广播的简述a42)(关于电视的简述?b42)

1.2、什么是通信系统(通信系统的定义c42)(通信系统的发展历程d42)

1.2.1、有线模拟通信系统(远古时期的电话传递声音的原理简述a43)(最简单的有线电话通信系统的组成bc43,a44)(话筒的功能是什么?c43)(曾经在电话通信系统广泛使用的碳粒式话筒的工作原理d43)(话筒的功能a44)(常见的动圈式扬声器的工作原理b44)1.2.2、无线模拟通信系统(有线电话通信的缺点a45)(无线电通话的发明史b45)(无线电话通信系统由哪些设备组成?c45)(模拟通信系统使用什么电路来实现的?传输的是什么信号?d45)(模拟信号的缺点e45)(什么是失真?见辅助笔记)1.2.3、有线数字通信系统(相对于模拟信号,数字信号有哪些优点?a46,d47,bd48,a49)(关于二进制数字信号的原理说明b46)(如果传输距离过长,如何解决二进制数字信号失真严重的问题?ac47)(能否用中途对模拟信号放大的方法解决模拟信号远距离传输失真严重的问题?b47)(4路信号的并行传输的原理图a48)(时隙交换的原理示意图c48)(对称加密的工作原理e48)(数字电路相对于模拟电路的优点总结a50)(有线数字电话通信系统的原理示意图b50)1.2.4、无线数字通信系统(无线数字通信系统的原理示意图a51)

1.3、通信系统模型(关于通信的过程的简述b51)(单向通信系统的模型示意图c51)(双向通信系统模型示意图d51)

1.3.1、信源和信宿(什么是信源?信源的功能是什么?a52)(什么是信宿?信宿的功能是什么?b52)(无线话筒中哪些部分是信源哪些部分是信宿?c52)(视频监控中哪些部分是信源哪些部分是信宿?c52)(电报通信中哪些部分是信源哪些部分是信宿?a53)(什么是莫尔斯码?见辅助笔记)1.3.2、信道(什么是信道?b53)(关于信道对待传输的信号的要求和信号在传输过程中的变化的说明c53)1.3.3、发信机和收信机(发信机的功能说明a54)(收信机的功能说明b54)

1.4、信道(从传输媒介的角度来看,通信信道可分为哪两类?a55)

1.4.1、有线信道(有线信道的传输媒介有哪些?b55)(关于电话线的说明c55)(关于网线的说明d55)(关于光纤的说明a56)(什么是核心网?见辅助笔记)1.4.2、无线信道(无线信道的传输媒介有哪些?a57)(通信中的无线信道主要用到的传输介质有哪些?b57)(关于频段的说明,见辅助笔记)(关于天波、地波和空间波的说明,见辅助笔记)(无线电波在通信中的应用c57)(光波在通信中的应用a60)

1.5、信号变换(发信机要经过哪些处理才能将信源的电信号转变为适合信道传输的信号形式以及收信机要经过哪些操作才能将信道传送过来的信号恢复?a61)

1.5.1、信源编码(信源编码的功能的简述b61)(什么是GSM?见辅助笔记)(信源编码工作流程的举例说明c61)1.5.2、信道编码和交织(信道编码的功能的简述a62)(信道译码的缺陷b62)(信道编码和信道译码工作流程的举例说明c62)(交织和去交织的功能简述d62)(交织和去交织工作流程的举例说明e62)1.5.3、脉冲成形(脉冲成形功能的简述a63)(数字信号对应的矩形脉冲波形的举例说明b63)1.5.4、调制(调制的功能简述c63)(在无线通信中,为什么需要对信号进行调制?d63)(在有线通信中,为什么需要对信号进行调制?a65)(什么是ADSL?见辅助笔记)1.5.5、天线技术(调制得到的信号,即已调信号能否直接发射,在空间中进行传播a66)(电磁波是如何移动的,即是如何传播的?b66)(关于电磁波的传播速度的说明a67)(关于电磁波波长的说明b67)(关于电磁波振幅的说明a68)(关于发射天线的功能说明b68)(关于接收天线的功能说明c68)

1.6、复用和多址技术

1.6.1、复用技术(复用技术的概述a69)(复用技术的常见分类b69)1.6.2、多址技术(多址技术的概述c69,b70)(多址技术的重建分类a70)

2、信号与频谱

2.1、概述(信息传输的本质是什么?a71)(如何查看信息传输过程中信号发生了什么变化?b71)(关于频谱的概述c71)(最常见的基本信号是什么?d71)

2.2、正弦信号

2.2.1、正弦信号的波形(关于正弦信号波形的简述a72)(关于余弦信号波形的简述b72)2.2.2、正弦信号的特性(正弦信号的积分特性的简述a73)(什么是基波?什么是谐波?见辅助笔记)(正弦信号的正交特性的简述a74)

2.3、复指数信号(为什么复指数信号可以取代正弦信号来作为基本信号a77)

2.3.1、欧拉公式(关于复数的三种表示方法和复数的部分运算的说明,见辅助笔记)(欧拉公式的几何意义b77)(欧拉公式的证明c77)2.3.2、如何理解复数(复数在极坐标系下的指数表示法的几何意义a78)(关于虚数j的本质的说明a79)2.3.3、如何理解复信号(复信号的函数表示形式a81)(复信号的几何意义a82)(关于示波器产生李萨育图形的原理的简述a85)(各种李萨育图形对应的X轴与Y轴输入信号以及电子束运动轨迹函数的简述a86)(复信号的本质是什么?a87)2.3.4、复指数信号的特性(复指数信号的积分特性a88)(关于两个函数正交)(复指数信号的正交特性b88)

2.4、信号的相和相位

2.4.1、概述(关于初相和相位的概述a90)2.4.2、什么是Phase(Phase这个单词在物理学中的两个含义是什么?a91)2.4.3、月亮的相和相位(关于月亮的相的说明b91)(关于月亮的相位a92)(关于月亮的相和月亮的相位的总结,见辅助笔记)2.4.4、什么是相(关于正弦波的相,即状态的简述a93)2.4.5、什么是相位(关于正弦波的相位的简述a95)(如何确定正弦波的零相位?b95)(正弦信号和余弦信号的完整周期的示意图c95)(关于相位的正负规定的说明a99)(正弦波相位是如何取值的?a100)(正弦波的初始相位是指什么?a101)(利用复平面的旋转向量来对照理解正弦波的相位a102)2.4.6、什么是相位差(相位差的定义a105)(以三相交流电来解释相位差的例子b105)(相位差为0的两个同频信号有什么特点?a106)(两个信号“相”相同的含义是什么?b107)(相位差为正负π的两个同频信号有什么特点?c107)(相位差为正负π/2的两个同频信号有什么特点?a109)(相位差绝对值小于π的两个同频信号有什么特点?b109)(相位差绝对值大于π的两个同频信号有什么特点?a110)2.4.7、波的干涉(波的干涉现象的简述a112)(什么是相干波?波相干的条件是什么?哪些波会产生干涉现象?a114)(什么是相长干涉?b114)(什么是相消干涉?a115)

2.5、信号的分解与合成

2.5.1、正弦信号作为基本信号(使用一系列余弦信号合成方波信号的举例说明a116)2.5.2、复指数信号作为基本信号(使用一系列复指数信号合成方波的举例说明a120)

2.6、周期信号的傅里叶级数展开

2.6.1、傅里叶级数展开的定义(关于级数的定义和相关性质的简述,见辅助笔记)(关于傅里叶级数的解释说明,见辅助文档)(周期信号的傅里叶展开式的定义是什么?a127)2.6.2、傅里叶级数展开的几何意义(周期信号的傅里叶系数是什么?a127)2.6.3、傅里叶系数计算公式(傅里叶系数计算公式是什么?a128)(傅里叶系数计算公式的推导过程b128)2.6.4、方波信号的傅里叶系数(方波信号求傅里叶系数的例子a129)(关于sinc函数的说明a130)2.6.5、周期矩形信号的傅里叶系数(周期矩形信号的傅里叶系数的计算方法是什么?a131)

2.7、周期信号的离散谱

2.7.1、两类频谱(如何用三维频谱来描述构成周期信号的傅里叶系数ck a132)(如何用幅度频谱来描述构成周期信号的傅里叶系数ck a133)(如何用相位频谱来描述构成周期信号的傅里叶系数ck b133)2.7.2、常用周期信号的频谱(如何绘制余弦信号的三种频谱?a134)(如何绘制正弦信号的三种频谱?a135)(绘制方波信号的频谱举例a137)(关于增大或者缩小周期矩形信号的周期频谱的变化规律总结a146)

2.8、非周期信号的连续谱

2.8.1、非周期矩形脉冲信号的离散谱(关于非周期矩形脉冲信号的离散谱说明a144)2.8.2、非周期矩形脉冲信号的连续谱(关于非周期矩形脉冲信号的连续谱说明b146)(关于求解非周期矩形信号的连续谱的总结,见辅助文档)

2.9、傅里叶变换

2.9.1、傅里叶正变换(一般非周期信号函数连续谱的推导过程说明a148)2.9.2、傅里叶负变换(由一般非周期信号函数连续谱推导一般非周期信号函数的过程说明a149)2.9.3、傅里叶变换(什么是傅里叶变换?a151)(傅里叶变换以角速度w作为自变量的表示形式是什么?b151)2.9.4、非周期信号的傅里叶变换(矩形脉冲信号经过傅里叶变换之后的函数是什么?a152)(sinc脉冲信号经过傅里叶变换之后的函数是什么?b153)2.9.5、周期信号的傅里叶变换(直流信号的傅里叶变换求解方法简述a156)(复指数信号的傅里叶变换求解方法简述a157)(余弦信号的傅里叶变换求解方法简述a159)(正弦信号的傅里叶变换求解方法简述b159)(一般周期信号的傅里叶变换求解方法简述a160)(周期信号傅里叶变换的实质是什么?a161)2.9.6、傅里叶变换的对称性(关于原来的函数与经过傅里叶变换之后的函数对称性的说明a162)2.9.7、延迟信号的傅里叶变换(傅里叶变换时移特性的概述a165)(傅里叶变换时移特性的证明过程a166)(正弦脉冲延迟信号的傅里叶变换分析b166)2.9.8、信号乘积的傅里叶变换(两个信号乘积的频谱与两个信号之间的关系是什么?a168)(一般的多项式乘法的计算过程是什么?b168)(卷积的计算过程是什么?a169)(如何求两个信号相乘之后的信号的傅里叶系数a170)(任意两个离散序列的卷积公式是什么?a171)(任意两个离散序列的卷积的计算过程b171)(两个连续函数的卷积公式是什么?a177)(两个离散序列的卷积和两个连续函数的卷积分别被称做什么?这两类卷积的计算过程分别是什么?b177)(两个连续函数的积分公式是什么?c177)(矩形函数与锯齿函数求卷积的计算过程举例d177)(某连续函数与单位冲激函数做卷积的规律推导过程a183)(某连续函数与单位冲激函数做卷积的规律总结a185)(频域卷积定理在调制中的应用的举例说明a186)(频域卷积定理在采样中的应用a188)2.9.9、信号卷积的傅里叶变换(什么是单位冲激序列?什么是单位冲激响应序列?a191)(离散系统中输入序列x[n]、单位冲激响应序列h[n]和输出序列y[n]三者的联系是什么?a192)(已知输入序列x[n]和单位冲激响应序列h[n]求解输出序列y[n]的例子a193)(连续系统中输入信号、单位冲激响应和输出序列三者的关系是什么?a196)(抽样信号通过理想低通滤波器重建模拟信号的例子b196)(时域卷积定理的定义a199)(时域卷积定理的推导b199)(时域卷积定理在滤波中的应用a200)

2.10、离散傅里叶变换(为什么要引入离散的傅里叶变换a201)

2.10.1、离散傅里叶正变换(离散傅里叶正变换的定义b201)(复指数信号的离散傅里叶变换的举例分析a202)(复指数信号的离散傅里叶变换X(k)与离散谱的ck的关系说明a205)(余弦信号的傅里叶变换a206)(离散傅里叶正变换的本质是什么?a207)(离散傅里叶正变换的推导a208)2.10.2、离散傅里叶逆变换(离散傅里叶逆变换的定义a214)(以一个周期取8个采样点为例理解离散傅里叶逆变换的计算过程a215)(离散傅里叶变换的本质是什么?a218)

3、信道(信道在通信系统模型中的位置示意图a221)

3.1、噪声和干扰(信道中的噪声和干扰有哪些?a221)(噪声和干扰对信道的影响有哪些?b221)

3.2、信道带宽(什么因素决定了哪些信号可以通过信道,哪些信号不能通过信道?a221)(信道的带宽的定义b221)(如果信号的带宽,即信号的频率,超过信道带宽,信号会发生什么现象?c221)

3.3、信道容量(数据容量的定义a222)(信道容量的计算公式,即香农公式b222)(信噪比和信号功率与噪音功率之比的关系,见辅助文档)(已知信噪比和带宽求信道容量的例子c222)

3.4、移动衰落信道(无线电波在传播过程中遭受的衰减或损耗可以分为哪三类?a223)

3.4.1、路径损耗(路径损耗的定义a224)3.4.2、大尺度衰落(大尺度衰落的定义b224)(大尺度衰落与小尺度衰落的区别,见辅助文档)3.4.3、小尺度衰落(小尺度衰落的定义c224)(什么是多径?d224)(以无线电视信号为例,多径对通信质量有什么影响?a225)(多径传播对移动通信中无线电波的影响是什么?b225)(什么是衰落?a226)(多径中信号同相叠加的举例说明b226)(多径中信号反向叠加的举例说明a227)(多径中信号同向和反向的总结a228)(一般情况下的多径叠加的说明a228)(什么是相干带宽?a230)(什么是频率选择衰落?a231)(什么是平坦衰落?b231)(什么是多普勒效应?a232)(什么是多普勒频移?b232)(关于移动接受台与波源在一条直线上的多普勒频移的原理解释a233)(关于移动接受台与波源不在一条直线上的多普勒频移的原理解释b233)(关于多径传播情况下的多普勒频移,即多普勒扩展,的原理解释a235)(什么是相干时间?a238)(什么是快衰落?a239)(什么是慢衰落?b239)

4、信源编码(信源编码在通信系统模型中的位置a240)(对于模拟信源来说信源编码的过程包括什么?b240)

4.1、模 / 数转换(模数转换的过程是什么?c240)

4.1.1、采样(关于采样原理的说明a241)(关于重建原理的说明b241)(关于奈奎斯特采样定理的说明c242)(以电话线上传输语音信号为例对奈奎斯特采样定理进行时域和频域的图像说明a242)(什么是频率混叠现象?a246)(现实生活中的频率混叠现象?b246)(利用旋转向量模拟车轮旋转说明频率混叠现象a247)(理想采样的过程和实际的采样过程有什么区别?a249)4.1.2、量化(什么是量化?a250)(什么是量化级数?b250)(什么是量化误差?c250)(什么是量化信噪比?d250)(什么是均匀量化?均匀量化的性质有哪些?e250)(什么是非均匀量化?非均匀量化的性质有哪些?a252)(实际中如何实现非均匀量化?a253)(关于使用压缩器、均匀量化器和扩张器实现非均匀量化的原理说明,见辅助文档)4.1.3、编码(编码的定义b253)(如何对量化后的信号进行编码c253)4.1.4、实现(通信系统中的模 / 数转换功能和数 / 模转换功能分别由哪些仪器来完成a254)(模数转换器的工作原理的说明b254,未看内容)(数模转换器的工作原理a257,未看内容)

5、信道编码与交织

6、基带信号的发送和接收(什么是基带信号?见辅助笔记)(基带信号的发送和接收在通信系统模型中的位置示意图a302)

6.1、脉冲成形

6.1.1、矩形脉冲(关于矩形脉冲的说明a302)6.1.2、sinc脉冲(关于sinc脉冲的说明a304)

6.2、基带滤波器

6.2.1、理想低通滤波器(关于理想滤波器的相关说明a305)6.2.2、升余弦滚降滤波器(关于升余滚降滤波器的相关说明a306,未读内容)

6.3、眼图

6.3.1、什么是眼图(关于眼图的简要介绍以及眼图是如何反应码间串扰的强弱和噪声的影响a310)6.3.2、眼图的生成原理(眼图是如何生成的a311)

7、频带信号的发送和接受(频带信号的发送和接受在通信系统模型中的位置是什么?a316)

7.1、模拟调制(模拟调制的目标信号是什么类型?b316)(模拟调制分为哪三种?c316)

7.1.1、标准幅度调制(幅度调制的基本思想是什么?a317)(什么是标准幅度调制?b317)(标准幅度调制的调制原理是什么?a319)(标准幅度调制的解调原理是什么?a320)(关于标准幅度调制的信号的频谱的分析说明a321)(关于标准幅度调制的调制效率的说明a322)7.1.2、双边带调制(关于双边带调制的原理说明a322)(关于双边带调制的解调原理说明a323)(关于双边带调制调制基带信号的过程中出现的频谱的说明a325)(关于双边带调制中的已调信号上边带和下边带的说明a326)7.1.3、单边带调制(单边带调制的调制原理是什么a327)(单边带调制的解调原理是什么?a328)(关于单边带调制调制基带信号的过程中出现的频谱的说明a325)7.1.4、IQ调制(什么是IQ调制?a331)(IQ调制的调制原理是什么?b331)(为什么可以将IQ调制称为是正交调制?c331)(IQ调制的解调原理是什么?a332)(关于IQ调制在调制的过程中出现的频谱的分析a333)

7.2、数字调制

7.2.1、数字调制(数字调制的基本思路是什么?a335)(常见的两种数字调制是什么?b335)7.2.2、PSK调制(什么是PSK?c335)(什么是BPSK?a336)(什么是QPSK?b336)(什么是8PSK?a337)7.2.3、QAM调制(什么是码元?见辅助文档)(什么是QAM正交幅度调制a338)(什么是16QAM?b338)7.2.4、数字调制的实现(关于BPSK调制原理的说明a339)(关于BPSK解调原理的说明a340)(关于QPSK调制原理的说明a341)(关于QPSK调制原理的说明a343)(关于8PSK调制的原理说明b343)(关于8PSK解调的原理说明a346)(关于16QAM的调制原理的说明b346)(关于16QAM解调原理的说明a348)(对于数字调制和解调原理的说明b348)7.2.5、星座图(关于星座图的简要概述a349)(关于BPSK调制的星座图说明a350)(关于QPSK调制的星座图说明b350)(8PSK调制的星座图说明a351)(16QAM调制的星座图说明a352)7.2.6、数字调制的映射关系(为什么QPSK调制的输入数据是按照00、01、11、10的顺序与π/4、3π/4、5π/4、7π/4进行一一映射,而不是按照00、01、10、11的顺序进行的映射a353)(什么是格雷码?a355)7.2.7、调制效率(相同码元速率的情况下,不同阶数的数字调制的调制效率的变化规律是什么?b355)(常见的几种数字调制各自有多少种码元,每个码元承载的比特数是多少?c355)(什么是码元?a356)(什么是波特率?a357)

7.3、变频技术

7.3.1、直接变频(什么是直接变频?a358)(直接变频的举例说明b358)7.3.2、间接变频(什么是间接变频?a359)(采用间接变频的情况下,基带IQ信号的波形、中频信号的波形和射频信号的波形的示意图b359)(间接上变频的原理说明a360)(间接下变频的原理说明a362)7.3.3、数字变频(数字上变频的原理示意图a363)(数字下变频的原理示意图a364)7.3.4、带通采样(什么是带通信号?a364)(什么是带通采样定理a365)(带通采用定理的推导b365)(关于带通采样定理的采样频率fs和最高频率fH之间的关系说明a369)(带通信号采样定理与奈奎斯特采样定理的关系是什么?a371)(关于过采样和欠采样的说明a372)

8、天线技术(天线在无线通信系统模型中的位置示意图a375)

8.1、天线的功能(天线的功能是什么?b375)

8.2、电磁波辐射原理(什么时候会发生电磁波的辐射?c375)

8.2.1、辐射能力与导线形状的关系(电磁波的辐射能力与导线形状的关系a376)8.2.2、辐射能力与导线长度的关系(电磁波的辐射能力与导线长度的关系b376)

8.3、半波对称振子(关于半波对称振子的简要说明c376,b377)

8.4、全向天线(全向天线的特点是什么?a377)(关于垂直四元天线阵列的简要说明b377)

8.5、定向天线(定向天线的特点是什么?a378)(定向天线的示意图b378)

8.6、多天线技术(多天线和单天线区别的简要概述a379)

8.6.1、分集技术(单天线发送和接受已调信号的弊端b379)(什么是分集接收技术?c379)(常用的将多路信号合并的算法有哪些?a380)(分集接收技术的应用举例b380)8.6.2、MIMO(什么是MIMO系统?a380,c381)(什么是SISO系统?a381)(什么是SIMO系统?b381)(关于SISO系统信息传输速率的限制的分析说明a382)(为什么MIMO可以提高传输速率?b382)(以双入双出为例说明MIMO的输入基带数据、输出基带数据和信道增益之间的关系a383)(以多入多出为例说明MIMO的输入基带数据、输出基带数据和信道增益之间的关系a385)(关于MIMO信道矩阵的说明a386)(发接天线都距离足够大情况下的关于MIMO信道矩阵的说明a387)(接收天线距离非常小的情况下关于MIMO信道矩阵的说明a389)(发射天线距离非常小的情况下的关于MIMO信道矩阵的说明a390)(以双入双出的MIMO系统为例如何判断一个MIMO系统可以并行几路数据?a391)(以四入四出的MIMO系统为例如何判断一个MIMO系统可以并行几路数据?a391)(通过矩阵的秩求解MIMO系统可以并行传输几路数据?a397)(矩阵的秩与方程组的关系,见辅助笔记)(关于信道矩阵的秩的含义的说明a399)(关于空间复用的说明a401)(关于发送分集的说明b401)8.6.3、波束赋形(什么是波束赋形?a402)(波束赋形的原理的说明a402)(波束赋形是如何实现的?a407)
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