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【复试】2025年中国石油大学(华东)085401新一代电子信息技术《加试通信

第一章通信系统基本概念

(1)通信系统是信息时代的基础设施，它通过将信息从发送端传输到接收端，实现了人类社会的信息交流。通信系统由多个基本组成部分构成，包括信源、信道、信宿以及必要的处理和转换设备。信源是信息的产生者，可以是语音、文字、图像或数据等。信道是信息传输的通道，可以是电缆、光纤、无线电波等。信宿是信息的接收者，负责将接收到的信息还原为原始形态。在通信系统中，信号的编码、调制、传输、解调和解码等过程至关重要，它们确保了信息能够准确、高效地传输。

(2)通信系统的性能通常由多个参数来衡量，如带宽、速率、误码率、信噪比等。带宽是指信道能够传输信号的频率范围，它决定了通信系统的最大数据传输速率。速率是指单位时间内传输的数据量，通常以比特每秒（bps）为单位。误码率是指传输过程中发生错误的比特数与总传输比特数的比例，它反映了通信系统的可靠性。信噪比是指信号功率与噪声功率的比值，它直接影响到通信系统的质量。

(3)通信系统的发展经历了多个阶段，从早期的模拟通信到现代的数字通信，再到如今的宽带通信和移动通信。模拟通信系统主要依靠模拟信号进行信息传输，而数字通信系统则使用数字信号。随着信息技术的进步，通信系统逐渐向高速、大容量、多业务、智能化方向发展。例如，4G、5G等移动通信技术为用户提供高速的移动互联网服务，而光纤通信技术则实现了大容量、长距离的信息传输。未来，通信系统将更加注重安全、节能和可持续发展，以满足日益增长的信息需求。

第二章信号与系统

(1)信号是信息的表现形式，它可以分为模拟信号和数字信号两大类。模拟信号是连续变化的物理量，如声音、图像等，它们在时间和幅度上都是连续的。数字信号则是离散的，以二进制形式表示，具有明确的开始和结束。信号与系统的关系密切，信号在系统中传输和处理，而系统则是信号传输和处理的平台。系统可以是对信号进行放大、滤波、调制、解调等操作的设备或算法。

(2)系统理论是信号处理的基础，它研究系统的时域、频域和复频域特性。时域分析关注信号在时间域内的行为，如信号的波形、时移、延时等。频域分析则研究信号在频率域内的特性，如信号的频谱、频谱分析等。复频域分析结合了时域和频域的优点，能够更全面地描述信号的动态特性。根据系统的线性、时不变性、可逆性等特点，可以将系统分为线性时不变系统、线性时变系统、非线性系统等。

(3)信号与系统的分析方法多种多样，包括时域分析、频域分析、复频域分析等。时域分析主要采用微分方程、差分方程等数学工具描述系统的动态特性。频域分析通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频谱结构。复频域分析则将信号和系统描述在复平面内，通过拉普拉斯变换和Z变换等方法，分析信号的传递函数、零点、极点等特性。这些分析方法为信号与系统的设计、优化和实现提供了理论依据。

第三章通信原理与关键技术

(1)通信原理是研究如何有效地传输和接收信息的科学。在通信过程中，信号的传输质量受到多种因素的影响，如信道的带宽、噪声干扰、多径效应等。为了提高通信质量，通信系统采用了多种关键技术。例如，在4G通信系统中，采用了OFDM（正交频分复用）技术，它将信号分解成多个正交的子载波，有效抑制了多径效应，提高了频谱利用率。OFDM技术的实现使得下行峰值数据速率达到100Mbps，上行峰值数据速率达到50Mbps，极大地满足了高速数据传输的需求。此外，4G系统还采用了MIMO（多输入多输出）技术，通过多个发射和接收天线实现空间复用，进一步提高了数据传输速率和系统容量。

(2)在5G通信技术中，为了满足更高的数据传输速率和更低的延迟要求，采用了更先进的技术。例如，5G使用了更高的频段，如毫米波频段，这使得通信速率可以达到Gbps级别。同时，5G采用了大规模MIMO技术，即通过使用更多的天线进行信号传输和接收，实现了更高的空间复用和数据传输效率。根据3GPP的标准，5G的理论峰值数据速率可达到20Gbps，而在实际部署中，5G网络的下行峰值速率已经达到10Gbps，上行峰值速率达到1Gbps。此外，5G还引入了新型编码技术，如LDPC（低密度奇偶校验）码和Polar码，这些编码技术具有优异的纠错性能，有助于提高通信系统的可靠性和抗干扰能力。

(3)除了OFDM和MIMO技术外，通信系统中还采用了多种关键技术，如信道编码、调制技术、多用户检测、资源分配等。信道编码技术通过增加冗余信息，提高数据的纠错能力，从而在受到信道噪声干扰的情况下保证数据的正确传输。在5G通信中，LDPC码和Polar码被广泛应用于信道编码。调制技术则将数字信号转换为适合信道传输的模拟信号，常用的调制方式包括QAM（正交幅度调制）、QP