通信原理
调制的意义？作用？为何？
在通信系统中,对模拟基带信号进行调制的目的就是为了让多个基带信号经过调制后在有线信道上同时传输，同时也适合于在无线信道中实现频带信号的传输；并且还能增强信号的抗噪声能力.因此,调制的作用可概括为减小干扰,提高系统抗干扰能力,同时还可实现传输带宽与信噪比之间的互换．
调制：
将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数宇调制信号(己调信号或频带信号)/用载波的某个参量来表示基带信号。
调制的目的：
把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。该信号称为己调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。
原因：
平常我们所听到看到的信号,由于频率、带宽以及易受干扰等原因，不适合直接用天线发射，所以就使用一个高频信号作为载波，把需要传输的信号泥入载波中，通过天线发射
①调制搬移了基带信号的频谱，使己调波的频谱特性适宜信道的频谱特性。
②调制将低频信号搬移到高频处，使信号能量易于通过天线辐射
③调制将多路基带信号搬移到不同的载波上，完成信号的频率分配，使多路信号互不干扰地在同一个信道上传输，从而实现频分复用，提高信道利用率。
④调制可以减少噪声和干扰，提高系统的抗干扰能力。
⑤调制可以提高频率资源的利用率。
作用：
无线通信是利用空间辐射的方式传送信号的，由电磁波理论可以知道：天线尺寸约为信号波长的十分之一或更大些，信号才能有效地被辐射。如果不经过调制直接发送信号时，需要的天线尺寸至少要几公里！实际上根本不可能制造这样的天线。调制可以将信号搬移到任何所需的较高频率范围，这样就很容易以电磁波的方式将信号辐射出去。
什么是线性调制？什么是非线性调制？
线性调制是频谱上的线性搬移。常见的有调幅、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
非线性调制则不再是原调制信号的线性搬移，而是频谱的非线性变换。
什么是频率调制？什么是相位调制？二者之间如何转换？
- 频率调制是指瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，
- 相位调制是指瞬时相位偏移随调制信号线性变化。
将基带信号先微分再调频可以得到调相信号：将基带信号先积分后再调相可以得到调频波。
为什么调频系统可以进行带宽和信噪比之间的互换，但调幅不能？
因为调幅的带宽是固定的。
调频系统的调制增益和信号带宽的关系如何？
信号带宽越大，调制增益越高。
卡松公式是什么？它的意义是什么？
卡松公式指调频信号的带宽等于两倍的最大频偏加上调制信号的频率；
说明了调频信号的带宽取决于最大频偏和调制信号的频率。
AM信号的波形和频谱有哪些特点？
AM信号的波形包络和调制信号的包络一样，AM的信号频谱包括载频分量，上边带和下边带。其中上边带的频谱结构和原调制信号的频谱结构一样，下边带是上边带的镜像。AM信号的总功率包括载波功率和边带功率，
什么是调制信号的过调幅
AM信号的调幅系数大于1，导致AM信号的包络不再反映基带信号的变化规律。
为什么要抑制载波？
为了提高调制效率，减少载波功率。对于抑制载波的双边带，可以使其调制效率由三分之一提高到1。
单边带调制信号的产生方法有哪些？各有什么技术难点？
相移法和滤波法。滤波法是先产生双边带调制信号再用边带滤波器过滤掉其中一个边带，主要的难点是由于上下边帶之间的频率间隔十分得窄导致边带滤波器的制作。
相移法是利用希尔伯特变换来形成单边带调制信号，难点在于宽带移相网络的制作。
残留边带滤波器的传输特性满足什么条件？为什么？
要满足在载频除有互补奇对称的特性。这样才能在相干调制的时候无失真得从残留边带中恢复出所需要的调制信息。
为什么说DSB和SSB调制系统的抗噪声性能是相同的？
因为在相同的输入信号功率和噪声条件下，两者的输出信噪比是相同的。
调制，信道编码和信源编码各自的作用，他们的关系
联系：
信源编码经过信号调制之后转变为信道编码。
信源编码：
利用信源的统计特性来解决信源的相关性relevance，提高信息的有效性，去除源的冗余信息，提高信源输出的信息速率。对于模拟信源，还要先进模数转换。
信道编码：
为了保证通信系统的可靠性，必须克服信道中的噪声和干扰。它给要发送的信息符号添加一些必要的监督符号，并使用收端和发端之间的监督规则来检测和纠正错误，试图提高可靠性，以纠正信息传输过程中的错误。
信号从发送到接受经过？
对于通信系统，从大类而言，可以分为模拟通信系统和数字通信系统。相比之下，模拟通信系统是比较久远的通信系统，结构也比较简单。模拟通信系统可以分为这样几个模块：模拟信号的发送，由信源产生模拟信号，经过调制．也就是对模拟信号进行搬移，搬移之后把信号发到信道里边。然后，接收端进行解调，最后得到解调信号。整个过程，一开始模拟信号从产生，调制到解调和接收，结构比较简单。模拟信号--调制--信道--解调--接收端。
对数字通信系統，它的模块细化地更加复杂。从信源出来之后，进入信源编码的模块，那么信源编码的模块它输出的信号可能又会到加密模块，这是为了保证通信的私密性，通常有个加密和解密的模块。然后这个数字信息序列就要进到信道编码，来提高可靠性。然后进行调制，调制完之后，可能会做一些变换然后上信道。然后在接收端进行解调、信道译码、解密、信源译码和到信宿。数字通信系统前面这个部分，发送设备，我们把它分成了很多个模块，接受设备也分成了很多个模块，所以数字通信系统跟模拟通信系统相比较，显然模块更多，复杂度更高一些。
什么是数字通信？描述数字通信系统的主要优缺点？
数字通信流是用数字信号传输信息的通信系统。
数字通信系统的优点有：
- 差错可控；
- 抗干扰能力强；
- 由于数字信号传输采用二进制码，所以可以使用计算机对数字信号进行存储，处理和交换；
- 易于集成和加密，所以数字通信保密性强；
- 设备便于集成化和微机化；
- 数字通信系统可以传送各种信息，使通信系统灵活、通用，因而可以构成信号处理传送交换的现代数字通信网。
缺点是：
- 频带利用率不高，占用频带宽，系统设备较为复杂。
模拟通信的优缺点
优点：
- 通过信道的信号频谱比较窄，因此信道的利用率高。
缺点：
- 传输的信号是连续的，混入噪声干扰后不易清除，即抗干扰能力差。
- 不易保密
- 设备不易大规模集成化
模拟系统和数字系统的有效性和可靠性的衡量指标是什么？
模拟系统的有效性是通过有效带宽来衡量的，可靠性是信噪比来衡量的。
数字系统的有效性是通过频带利用常来衡量的，可靠性是误码率或者误信率。
其中有效带宽是指能够有效通过该信道信号的最大频带宽度；信噪比是信号功率跟噪声功率的比值；频带利用率是单位频带内码元的传输速率；误码率是指码元在传输系统中被传错的概率，即错误码元数目在总传输码元中的比例。
补充：模拟系统的抗噪声指标为输出信噪比和制度增益。
数字化过程中前后两个滤波器的作用
A/D转换前通过一个LPF(Low Pass Filter 低通滤波器)是为了限制信号的最高频率，使其满足当采样频率一定时，采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。此滤波器亦称为“抗折叠”滤波器
D/A变换之后通过一个LPF是为了滤除高频延拓谱，以便把抽样保持的阶梯输出波平滑化，故又称为“平滑”滤波器。
按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些？
单工、双工、半双工
何为码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？
码元速率是单位时间内传输码元的数目，信息速率是单位时间内传输平均信息量（比特）的数目。信息速率等于码元速率乘以信息熵。
说明能量信号和功率信号的特性
能量信号的能量有限，但其功率为0；功率信号为平均功率有限，但其能量无穷。
何为加性干扰？何为乘性干扰？
无论信号有没有都会存在随信号大小变化的干扰叫做乘性干扰；于信道中的噪声叫做加性
信道的分类
根据分类方法的不同，根据信道的组成，信道可分为狭义信道（是指信道的传输媒质）和广义信道（除了信道的传输媒质外还包括通信系统的某些设备），其中由调制器，传输媒质，解调器组成的广义信道称为编码信道，由发射机，传输媒质，接收机组成的广义信道称为调制信道。按照信号输入输出端类型可将信道分为连续信道（模拟信道）和离散信道（数字信道）。按照信道的物理性质可将信道分为无线信道，有线信道，光信道等。
一般按照输入输出方式分类。
连续信道：
可分为恒参信道和随参信道，恒参信道的性质（参数）不随时间变化，或者变化极慢也可认为是恒参信道；随参信道的性质（参数）随时间变化。部分无线信道可看做是恒参信道，另一部分可看作是随参信道，而有线信道一般认为是恒参信道。
恒参信道
包括：
- 有线信道
- 光纤信道
- 无线电视距中继信道
- 卫星信道。
随参信道
包括：
- 短波电离层反射信道。（由于电离层不是一个平面而是有一定厚度的，并且有不同高度的两到四层(D、E、Fi、F2)，所以发送天线发出的信号经由不同高度的电离层反射和从不同高度的电离层反射到达接收端的信号是由许多来自不同方向、不同路径长度和损耗的信号之和，这种信号称为多径信号，这种现象称为多径传播）
- 对流层散射信道
- 移动通信的信道也属于多径传播的随参信道。
连续信道主要性质：
- 具有一对（或多对）输入和输出端；
- 大多数信道是线性的，即满足叠加原理；
- 信号经过信道会有延时，并还会受到固定的或时变的损耗；
- 无输入信号时，在信道的输出端仍有噪声输出。根据上述性质，我们可以用一个两端(或多端)时变线性网络来表示连续信道。
什么是恒参信道？什么是随参信道？什么是多径效应？
恒参信道：信道传输函数不随时间变化的信道；
随参信道：信道传输函数随时间参数随机快速变化的信道。
多径效应：由于多径的传输导致对信号的影响。指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。
恒参信道对信号传输的影响可以完全消除，而随参信道对信号传输的影响只能在统计平均的意义下消除。
一般来说，各种随参信道具有的共同特性是：
- 信号的传输衰减随时间而变
- 信号的传输时延随时间而变
- 信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传输。
多径传输对信号传输的影响主要有：
- 瑞利性衰落
- 频率弥散（频率扩展）
- 频率选择性衰落
克服多径效应：
主要通过减小码元传输速率来解决，比如OFDM技术等将串行传输变为并行传输以便减小码元速率。MIMO系统专门利用不同的天线发送信号的副本，复杂的接收系统将不同码片组合起来进行处理，以改善系统性能。时域均衡、正交频分复用（OFDM）和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。提高接收机的距离测量精度，如窄相关码跟踪环、相位测距、平滑伪距等；抗多径天线
无线信道衰落
尺度是相对于波长来讲的。大尺度是指距离远远大于波长，是宏观意义上的衰落；小尺度是几倍波长，短距离、短时间，研究的是微观意义上的衰落。
路径损耗：
指电波在空间传播所产生的损耗，是由发射功率的辐射扩散及信道的传播特性造成的，反映宏观范围内接收信号功率均值的变化。理论上认为，对于相同的收发距离，路径损耗也相同。但实践中往往发现，相同收发距离的不同接收点上的接收功率却存在较大变化，甚至同一接收点上的接收功率在不同时间点上也产生较大波动。波长越长，衰减越小，接收功率Pr越大；距离越长，衰减越大，Pr越小。Pr的衰减就是由路损带来的。
阴影效应：
在无线通信系统中，移动台在运动的情况下，由于大型建筑物和其他物体对电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。一般服从对数正态分布。
多径效应：
指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。多径效应产生时延扩展（信号最快和最慢到达接收端的时差），导致多路信号叠加后产生多径衰落，对该衰落建的模有比如瑞利型衰落，指接收端信号的振幅V(t)的一维分布服从瑞利分布（即在任意时刻ti，V(ti)都是一个服从瑞利分布的随机值）。由于多径效应的影响，信号到达时间会产生变化。由于到达时间的变化，同一载波内的符号之间会相互干扰，形成符号间干扰（inter-symbol-interference，ISI）。为了消除符号问干扰(ISl)，应该在符号间插入保护间隔。
多普勒效应：
多普勒效应带来了多普勒扩展（即多普勒频移），信道的相干时间与最大多普勒频移成反比，若发射信号的符号周期小于相干时间，那么认为接收信号经历的是慢衰落（时间非选择性衰落），否则认为接收信号经历的是快衰落（时间选择性衰落）。（相干时间是指信道保持不变的时间）。由于多普勒效应的影响，信号其中心频率会产生偏移。由于中心频率的频移，信号会对其他载波造成干扰，形成载波间干扰（Inter Channel Interference，ICI）。在OFDM中，为了消除ICI，通常保护间隔是由循环前缀CP来充当（这样既能消除ICI，又能消除ISI）。
信道容量的定义
信道容量是指信号能在信道中可实现无差错传输数据的最大平均信息速率。
信道容量在没有噪声的理想状态下可以由奈奎斯特准则测算出来，在没有噪声的情况下，数据率的限制仅仅来自于信号的带宽，如果带寬为B,那么可以被传输的最大信号速率就是2B；在有噪声的情况下可以由香农公式测量计算出来。
香农公式是什么？怎样理解？
C=Blog2(1+S/N)，其中，C是信道容量，B是信道带宽（赫兹），S是信号功率（瓦），N是噪声功率（瓦）。
香农定理指出：
在理想情况下，理论上通信系统所能达到的极限信息传输速率。也就是说如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C，那么，在理论上存在一种方法（信道编码技术）可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。（实现无差错传输信息）
三种增加信道容量的思路：
- 提高信号发射功率
- 减少噪声功率
- 增大信道带宽：并非无限制的增大，因为增加带宽会增大输出的噪声功率，导致输入信噪比下降，严重的情况下可能还会出现门限效应。可以用带宽换取信噪比，如果给定信道容量C，则可以增大带宽来降低对信噪比的要求；或者可以提高信噪比来换取较窄的频带，节约频谱资源。
包络检波的组成是什么？
微分整流器和低通滤波器。为了保证检波质量，插入的载波振幅应远大于信号的振幅。
什么是门限效应？什么是门限值？为什么相干解调不会出现门限效应？什么是最佳判决门限电平？
门限效应本质上是由包络检波器的非线性引起的，是当有用信号被噪声淹没，输入信噪比减小到一定程度导致输出信噪比急剧恶化。开始出现门限效应的输入信噪比为门限值。使误码率最小的判决电平就是最佳门限电平。
由于相干解调信号和噪声可以分开解调，解调器的输出总是存在有效信号。
降低门限值的方法是什么？
锁相环鉴频器和负反馈解调器。还有预加重和去加重技术