网络与通信复习纲要
第1章现代通信及应用概述
概念：通信、现代通信、模拟通信、数字通信
通信：信息的传递与交流通信过程是一种消除不确定性的过程
现代通信：用数字信号来传递与交流信息，现代通信的基本特征是数字化，现代通信技术的基础是微电子技术，现代通信技术的核心是计算机技术，光纤通信的基础是光子技术，卫星通信的基础是空间技术。
模拟通信：利用正弦波或脉冲模拟原始信号，瞬时幅度取值连续，优点是技术成熟设备简单成本低，缺点是干扰严重频带不宽利用率不高信号处理难设备庞大
数字通信：利用数字信号作为载体传输消息，瞬时幅度取值离散，便于存储处理抗干扰能力强频带宽利用率高信号容易处理
第三代移动通信（3G）制式：WCDMA（运营商成为UMTS，全球移动通信系统）、CDMA2000、TD-SCDMA
第四代移动通信（4G）系统中关键技术：OFDM（正交频分复用）、软件无线电、智能天线、移动IPV6
第五代移动通信（5G）系统中关键技术：高频段传输、新型多天线传输技术、同时同频全双工技术、D2D技术、密集组网和超密集组网技术、新型网络架构
第2章信息与信号
概念：消息、信息和信号、信源编码、信道编码
消息：信息的具体表现形式，如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等
信息：消息中的抽象有效内容，是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述，具有特殊性、普遍性、广泛性、时效性、实效性
信号：消息的载体包含模拟信号与数字信号
基于以上概念，通信就是利用电信号传输消息中包含的信息，通信系统就是完成通信过程所需的电子设备和信道的总体。
信源编码：一种以提高通信效率为目的对信源符号的变换。
信道编码：在信息序列上附加监督码元，将原始数字信号转变为规律的数字信号。
信息的度量：信息量（信息熵）的计算
样本空间：某事物可能出现的不同的状态，即所有可能选择的消息的集合
元素：每个可能选择的消息
概率测度：对每个可能选择的消息指定的概率，非负和为1
概率空间：样本空间及其概率测度，用[X,p(x)]表示
自信息：I(xi)=-loga[p(xi)]通常取a=2，此时单位为bit
信息熵：H(x)=-Σp(xi)log2[p(xi)]i=1→i=n单位为bit/符号
信息熵是自信息的统计平均值，表示信源输出后每个离散消息所提供的平均信息量，表示信源输出前信源的平均不确定度，反映变量的随机性。当离散信源每一符号等概率出现时有最大信息熵，最大信息熵熵值为log2n（bit/符号）。
相对熵：区分离散消息对应的信息熵，是连续消息的概率密度。
h(x)=-?p(x)loga[p(x)]dx-∞→+∞
信号的概念和分类：
信号可以分为确知信号与随机信号：确知信号是能够以确定的时间函数表示的信号，随机信号在事件发生之前无法预知信号的取值。
信号可以分为周期信号与非周期信号：周期信号每隔一个固定的时间间隔重复变化，非周期信号不具有重复性。
信号可以分为模拟信号与数字信号：模拟信号是代表消息的信号参量随消息连续变化的信号，数字信号是在时间上离散在幅度取值上也离散的信号。
信号的时域和频域特性：
时域特性是信号电压或电路随时间的变化关系，频域特性是任意信号可以被表示为许多不同频率的正弦信号，这些正弦信号所包含的频率范围称作频谱。连续非周期函数对应的频谱也是连续非周期函数，离散非周期函数对应的频谱是连续周期函数，连续周期函数对应的频谱是离散非周期函数。
随机变量、随机变量的数字特征：
随机变量统计规律用概率分布函数或概率密度函数描述。
概率分布函数F(x)=P(X=x)概率密度函数f(x)=?f(u)du-∞→x
随机变量的数字特征主要包含数学期望与方差。
数学期望公式不再赘述，注意方差D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2即可
随机过程的概念：随时间变化的无数个随机变量的集合
随机过程的数字特征：数学期望、方差、自相关函数、自协方差。先求一维概率密度函数的均值与方差（高斯随机变量按正态分布处理），再求随机过程的均值与方差。
严平稳、广义平稳概念及关系：
严平稳随机过程：随机过程的任意n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关
广义平稳随机过程：均值与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关
严平稳随机过程必定为广义平稳随机过程，反之不一定。
平稳随机过程的特性：各态历经性统计平均=时间平均
证明这一特性时先证明广义平稳随机过程，即证明数学期望为常数，证明自相关函数只与时间间隔有关。
自相关函数的性质：R(0)为平均功率，R(∞)为直流功率，均值的平方等于R(∞)，均方值等于R(0)，方差等于R(0)-R(∞)
噪声的分类：人为噪声/自然噪声，脉冲噪声/窄带噪声/起伏噪声（白噪声）
高斯噪声：概率密度函数服从高斯分布的平稳随机过程
高斯白噪声：瞬时值服从高