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《中公版·2021国家电网公司招聘考试辅导用书：通信类专业知识（全新升级）》依据国家电网公司招聘考试通信类专业知识大纲精心研发而成。参与本书编写的师资团队强大，编者具有丰富的专业教学辅导经验，对考试规律研究颇深。本书的编写目标是让考生在尽可能短的时间内全面了解国家电网通信类专业考试内容，夯实基础，提升能力。

章通信原理

节信号与系统的基本概念及通信系统模型

第二节确知信号的时域频域分析

第三节通信系统中的噪声特性分析

第四节模拟调制系统

第五节模拟信号的脉冲编码调制技术

第六节数字基带传输系统

第七节数字带通传输系统

第八节常用滤波器设计

第九节差错控制编码技术

第十节通信系统同步技术

本章巩固练习

第二章数据通信网

节计算机网络体系架构

第二节数据链路层技术

第三节网络层技术

第四节MPLSVPN技术

第五节运输层技术

第六节应用层协议

第七节网络安全技术

第八节局域网和广域网技术

第九节计算机网络管理

本章巩固练习

第三章现代交换技术

节交换的基本概念

第二节电路交换技术

第三节7号信令系统

第四节分组交换技术

第五节移动交换技术

第六节软交换技术及IMS技术

第七节光交换技术

本章巩固练习

第四章光纤传输技术

节数字传输技术基础知识

第二节光纤光缆的结构和特性

第三节光源器件、无源器件和光放大器

第四节PDH技术及SDH技术

第五节WDM技术

第六节OTN技术

本章巩固练习

第五章宽带接入技术

节接入网的基本概念

第二节接入网的接口及协议

第三节光纤接入网技术

第四节无线接入网技术

本章巩固练习

第六章无线通信技术

节电磁传播理论基础

第二节多址接入技术

第三节均衡分集和信道编码

第四节微波通信

第五节卫星通信

第六节移动通信

第七节无线局域网

本章巩固练习

第七章信息通信新技术

节4G/5G移动通信技术

第二节电力线通信技术

第三节移动互联网

第四节无线传感器网络

第五节物联网

第六节软件定义网络

本章巩固练习

参考答案

国家电网备考面授课程

国家电网备考网校课程

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中公教育·全国分部一览表

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书摘插图

　　25,20,18,18通信类专业知识章通信原理节信号与系统的基本概念及通信系统

　　1信号的运算

　　2冲激函数的性质

　　3系统的特性

　　4 消息、信息、信号的区别，信息量的计算

　　5 模拟、数字通信系统模型，模拟信号的数字化过程

　　6 通信系统的主要性能指标

　　在社会发展史中，人类的生产生活和社会活动都离不开信息的传递。中国古代的烽火通信，可以认为是早的光通信方式，也可认为是早的数字通信方式。古代的驿站，现代的电报、电话、传真、电子邮件、广播、电视等都是传递信息的手段和方式。

　　一、信号与系统简述

　　（一）信号的分类

　　1 随机信号与确知信号

　　（1）随机信号

　　无法给出明确的时间函数，只可能知道它的统计特性。

　　（2）确知信号

　　当指定某一时刻t，可确定相应的函数值f（t）。（若干不连续点除外）

　　2一维信号和多维信号

　　（1）一维信号

　　从数学表达式上看，一维信号是指物理量值为一个独立变量的函数。

　　（2）多维信号

　　从数学表达式上看，多维信号是指物理量值为多个独立变量的函数。

　　3周期信号与非周期信号

　　（1）周期信号

　　按照一定时间间隔周而复始的信号。例如：f（t）=f（t nT），n=0，±1……

　　（2）非周期信号

　　假设周期信号的周期T趋向于无限大，则成为非周期信号。其时间上不具有周而复始的特性。

　　4连续信号和离散信号

　　（1）连续信号

　　自变量t可以不间断取值，除了若干个不连续的点，在任何时刻都有定义，记为x（t）。

　　（2）离散信号

　　自变量n不能不间断取值，即只在一些离散时刻有定义，记为x[n]。

　　（二）信号的运算

　　1数乘

　　设c为复常数，即y（t）=cx（t）。（实常数是其特例）

　　2两信号相加

　　对应时刻的两函数值相加，即y（t）=x1（t） x2（t）。

　　两正弦信号相加实例如图111所示。

　　图111两正弦信号相加实例

　　3两信号相乘

　　对应时刻的两函数值相乘，即y（t）=x1（t）·x2（t）。

　　两正弦信号相乘实例如图112所示。两信号的相乘运算在通信系统的调制和解调等过程中经常遇到。

　　图112两正弦信号相乘实例

　　4积分

　　对连续时间函数求变上限的积分，即

　　y（t）=∫ t-∞X（τ）dτ

　　积分的结果使信号突出的部分变得平滑。

　　5微分

　　对连续时间函数求导，即

　　y（t）=ddtx（t）

　　微分的结果凸显了信号的变化部分，与微分相反。

　　6移位

　　若将f（t）表达式中的自变量t调整为（t t0）（其中，t0为正实数或负实数），那么f（t t0）相当于f（t）波形在t轴上整体移动。当t0＜0时，则会使信号的波形右移，当t0＞0时，则会使信号的波形左移。

　　7尺度变换

　　将信号f（t）的自变量t乘以正实系数a，那么f（at）称为时间轴的尺度变换(或尺度倍乘）。当a＞1时，则会导致原信号波形沿时间轴压缩；当a＜1时，则会导致原信号波形沿时间轴拉伸。

　　8反折

　　当将f（t）的自变量t调整为-t时，则f（-t）的波形相当于将f（t）以t=0为轴反折。

　　二、基本连续时间信号

　　（一）单位阶跃函数

　　1定义

　　ut=0，t＜01，t＞0（0点无定义或1/2）

　　阶跃信号如图113所示。

　　图113阶跃信号

　　常用u（t）或u（t-t0）与某信号的乘积来诠释该信号的接入特性。例如，在t=0时刻，对某一系统的输入端口接入幅度为A的直流信号（直流电流源或直流电压源），可视为在输入端口作用一个A与u（t）相乘的信号，即

　　X（t）=Au（t）

　　2有延迟的单位阶跃信号

　　u（t-t0）=0t<t01t＞t0（t0＞0）

　　有延迟的阶跃信号如图114所示。

　　图114有延迟的阶跃信号

　　3用阶跃函数描述门函数（窗函数）

　　f（t）=ut τ2-ut-τ2

　　门函数如图115所示。

　　图115门函数（用阶跃函数表示）

　　用门函数乘以其他函数，就仅剩下门内的部分。

　　（二）单位冲激函数

　　1定义

　　∫ ∞-∞δ（t）dt=1δ（t）=0，t≠0

　　同理，延时t0的单位冲激函数δ（t-t0）定义为

　　∫ ∞-∞δ（t-t0）dt=1δ（t-t0）=0，t≠t0

　　2δ函数的性质

　　①δ函数对时间的积分等于阶跃函数，即

　　∫t-∞δ（τ）dτ=1,t＞00,t＜0=u（t）

　　因为δ（τ）的强度集中在τ=0，所以上式积分从-∞到t＜0均为0，t＞0则为1。值得注意的是， ∫t-∞x（τ）dτ是t的函数，而∫ ∞ -∞x（τ）dτ是函数x（τ）的面积值。

　　②对于任何在t=t0点连续的函数x（t），乘以δ（t-t0），等于强度为x（t0）的一个冲激，即

　　x（t）δ（t-t0）=x（t0）δ（t-t0）

　　作为一个特定的情况，当t0=0，有

　　x（t）δ（t）=x（0）δ（t）

　　上式可以这样解释，δ（t-t0）除t=t0以外，皆为零，仅在t=t0点，强度为1；当其与x（t）相乘，显然，t=t0点以外的时域，其乘积仍为零，而在t=t0点的冲激强度调整为x（t0），即函数x（t）在t=t0的抽样值。

　　③δ函数等于单位阶跃函数的导数，即

　　δ（t）=du（t）dt

　　由此可见，植入δ（t）概念以后，可以视为在函数跳变处也存在导数，即可对间断函数进行微分。

　　例如，x（t）=4u（t-2） 2u（t-6）-6ut-8，那么：x′（t）=4δ（t-2） 2δ（t-6）-6δ（t-8）。

　　④对于任何在t=t0点连续的函数x（t），它与δ（t-t0）之积在t=-∞到 ∞时间内的积分等于x（t）在t=t0的抽样值，即

　　∫ ∞-∞x（t）δ（t-t0）dt=x（t0）

　　当t0=0时，变为

　　∫ ∞-∞x（t）δ（t）dt=x（0）

　　上式性质表明了冲激信号的筛选性质（或称抽样特性），由于δ函数是一个理想化的信号模型，所以在实际中常用窄带脉冲代替δ函数，窄带脉冲越窄，测得的抽样值x（t0）越细致。

　　⑤δ函数的尺度变换，即

　　δ（at）=1aδ（t）

　　⑥δ函数是偶函数，即

　　δ（-t）=δ（t）

　　即

　　∫ ∞－∞δ(－t)x(t)dt=∫－∞ ∞δ(τ)x(－τ)d(－τ)

　　 =∫ ∞－∞δ(τ)x(0)dτ=x(0)

　　这里用到变量代换τ=－t。

　　（三）单位冲激偶函数

　　单位冲激函数作为奇异函数，还可以研究δ（t）的有限阶导数δ（k）（t），当k取1时，δ（t）的一阶导数δ′（t）称为单位冲激偶。

　　冲激偶函数如图116所示。

　　图116冲激偶函数

　　冲激偶性质

　　∫ ∞-∞x(t)δ(k)(t－t0)dt=(－1)kx(k)(t0)

　　三、系统的特性

　　（一）时不变特性

　　对于时不变系统，由于系统参数本身不随时间改变，因此，在同等起始状态之下，系统响应与激励施加于系统的时刻无关。写成数学表达式，若激励为e（t），产生响应r（t），则当激励为e（t-t0）时，响应为r（t-t0）。此特性如图117所示，它表明当激励延迟一段时间t0时，其输出响应也同t0一样延迟t0时间，波形形状不变。

　　图117时不变特性

　　（二）叠加性与均匀性

　　如果对于给定的系统，e1（t）、r1（t）和e2（t）、r2（t）分别代表两对激励与响应，那么，当激励是C1e1（t） C2 e2（t）（C1、C2分别为常数）时，系统的响应为C1 r1（t） C2r2（t）。此特性示意图如图118所示。

　　图118叠加性与均匀性

　　根据常系数线性微分方程描述的系统，若起始状态为零，则系统满足叠加性与均匀性(齐次性)。如果起始状态不是零，那么必须将外加激励信号与起始状态的作用分别处理才能满足叠加性与均匀性（齐次性），否则可能会引起混淆。

　　（三）微分特性

　　对于LTI系统满足如下的微分特性：若系统在激励e（t）作用下产生响应r（t），则当激励为de（t）dt时，响应为dr（t）dt。

　　按照线性与时不变性可以证明此结论。首先由时不变特性可知，激励e（t）对应输出r（t），则激励e（t-t）产生响应r（t-t）。再由叠加性与均匀性可知，若激励为e（t）-e（t-t）t，那么响应等于r（t）-r（t-t）t，取t→0的极限，得到导数关系。

　　若激励为

　　limt→0e（t）-e（t-t）t=ddte（t）

　　则响应为

　　limt→0r（t）-r（t-t）t=ddtr（t）

　　由此表明，当系统的输入由原激励信号改为其导数时，输出也由原响应函数变成其导数。显然，此结论可扩展至高阶导数与积分。图119可以表明这一结果。

　　图119微分特性

　　（四）因果性

　　因果系统是指系统在t0时刻的响应，其只与t=t0和t＜t0时刻的输入有关；反之，即为非因果系统。换句话说，响应是激励引起的后果，激励是产生响应的原因，这种特性称为因果性。

　　例如，系统模型若为r1（t）=e1（t-1），则此系统是因果系统；如果r2（t）=e2（t 1），则此系统是非因果系统。

　　一般来说，由电容器、电阻器、电感线圈组建的实际物理系统均是因果系统。而在信号处理技术领域中，待处理的时间信号已被记录并保存下来，可以利用后一时刻的输入来决定前一时刻的输出（例如信号的扩展、压缩、求统计平均值等），则将构成非因果系统。此类非因果系统在气象学、地球物理学、人口统计学、股票市场分析以及语音信号处理等领域都有机会遇到。

　　由常系数线性微分方程描述的系统，假设在t＜t0时不存在任何激励，在t0时刻起始状态为零，则系统具有因果性。

　　在信号的自变量不是时间的情况下，研究系统的因果性显得并不重要，例如在图像处理的某些问题中。

　　某些非因果系统的模型，虽然不能直接由物理系统实现，但是它们的性能分析对于因果系统的研究具有重要的指导意义。

　　凭借“因果”这一名词，通常将t=0接入系统的信号（当t＜0时，函数值为零）称为因果信号（或有始信号）。对于因果系统，在因果信号的激励下，响应也可以是因果信号。

　　四、通信的基本概念及信息的度量

　　（一）通信的基本概念

　　通信是指发送者和接收者之间通过某种媒体进行的信息传递。电信是指利用电信号进行传输信息的通信方式。电信技术伴随着社会需求和科技进步得到了迅猛发展和广泛应用。如今，“通信”这一术语一般是指“电信”。

　　（1）消息

　　消息一般是指由信源产生的、由通信系统传输的对象。消息中包含信息，是信息的载体。消息可分为两大类，分别是离散消息和连续消息。离散消息是指消息具有可数的有限个状态，如符号、文字等；连续消息是指消息的状态连续变化或不可数，如语音、温度数据等。

　　（2）信息

　　信息是指消息中包含的有意义的、新的、可被理解的内容。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的内涵。

　　（3）信号

　　信号是消息的传输载体。同样的信号在不同的场合可能承载不同的消息。信号可以分为两大类，分别是模拟信号和