系部：信电学院任课教师：
课时安排：理论4课时
4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号(放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能)
5. 信宿(收信者)：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息(人、各种终端设备、计算机)
6. 噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。
2.3 模拟通信与数字通信
1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号
2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。
3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟(连续)信号不一定在时间上也连续；数字(离散)信号不一定在时间上也离散
4. 电信号的载体
?正弦信号A cos(ω0t +θ)，包括振幅A、频率ω0和相位θ三个可变的电参量?脉冲信号：有幅度、脉冲宽度(脉宽)、脉冲出现的时间位置(脉位)三个可变的电参量。
5. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：
?抗噪声性能好；
?数字接力通信(中继)时可以消除噪声的积累；
?可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量；
?便于加密，实现保密通信；
?便于处理、存储、交换；
?便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。
5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。(以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。)
[问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？
答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。
[问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？
答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。
2.4 通信系统模型
2.4.1 模拟通信系统
1. 信源(Source)：将连续消息变换成模拟电信号(基带Baseband 信号)的设备—模拟信源；信宿(Destination)：逆变换设备。
2. 调制(Modulation)：匹配信道传输的信号变换器，使传输信号的已调参量与基带信号成线性关系。目的：保证传输，优点：效率高、损耗小；安全可靠、抗干扰性强。因此调制主要用于频带信道传输。调制后的信号称为已调信号、带通信号、频带信号。
3. 解调(Demodulation)：调制的逆变换。调制解调统称为MODEM。
4. 信道(Channel)：由传输媒质与相应交换、中继、收发信机与天馈线等构成的信号传输通道。若信源信号直接传送，则为基带信道，主要是低频基带信号；若用信源信号经调制后的已调信号(频带信号) 进行传输，则为频带信道。
2.4.2 数字通信系统
1. 信源编码(Source coding)：信源编码是数字信源具备的功能，其主要目的是提高信息传输的有效性(Efficiency)(提高信息的传输速率)，如数字压缩编码。
2. 信道编码(Channel coding)：包括抗干扰的纠错编码和用于信息安全的加密(Encryption)，目的是提高信息传输的可靠性(Reliability)。
3. 调制：载波数字调制，使已调参量与基带信号的状态一一对应。注意与模拟调制之间的区别！
在数字通信系统中，针对不同的传输信道形式有不同的调制思想。对于基带信道，调制主要是码型变换；对于频带信道，以载波数字调制/解调为主。
2.5 通信系统的分类
1、按消息的物理特征分类(业务) 如电报、电话、数据、图像通信系统
2、按调制方式分类基带传输：未经调制的信号直接传输(音频和数字基带) 调制传输：对各种信号变换方式后进行传输的总称。
3、按信号特征分类最常用分为模拟与数字通信系统两大类
4、按信号复用方式分类
?频分复用：用频谱搬移使不用信号占据不同的频率范围(主要用于模拟通信) ?时分复用：用脉冲调制使不同信号占据不同的时间区间(主要用于数字通信) ?码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号(主要用于扩频通信)
5、按传输媒介分类
最常用分为有线(包括光纤)与无线
2.6 通信方式分类
1、按消息传输的方向与时间关系分
?单工：单方向传输(一点发、一点收)。例如遥控。
?半双工：通信双方(两点)均能收发消息但不能同时收发。例如无线对讲机。
?全双工：通信双方(两点)能同时收发信号。例如电话。
2、按数字信号码元的排列方式分
?串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输，它占用一条通路。适合远距离。
?并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离
通信原理”课程教学大纲 Communication Principles” 课程编号： 适用专业：通信工程，电子信息工程，电子信息科学与技术和相关专业 学时数：84 学分数： 4.5 执笔者：刘维周编写日期：2009 年9 月30 日 一、课程的性质和目的 通信原理（Communication Principles ）是通信、电子信息类专业的专业基础必修课，适合在三年级下学期时开设。本课程的任务旨在使学生掌握现代通信原理及各种通信系统分析、设计的基本方法。通过理论学习与实验环节掌握好本课程内容是学好后续各门专业课的前题。 二、课程教学内容 第1 章绪论 信息及其度量。通信方式，通信系统的组成、分类及其主要性能指标。 第2 章随机信号分析 随机过程的一般表述。平稳随机过程的定义、相关函数及功率谱密度。高斯过程。窄带过程。正弦波加窄带高斯过程。随机过程通过线性系统。 第3 章信道与噪声 信道定义及其数学模型。恒参、随参信道特性及其对信号传输的影响。分集接收。信道的加性噪声。信道容量的概念。 第4 章模拟调制系统 幅度（AM、DSC、SSB、VSB ）、角度（FM、PM）调制的原理及其抗噪声性能。频分复用、复合调制、多级调制的基本概念。 第5 章数字基带传输系统 数字基带传输系统的基本结构。数字基带信号的常用波形、码型及其频谱特性。基带脉冲传输与码间干扰。无码间干扰的基带传输特性。部分响应系统。无码间干扰基带系统的抗噪声性能。眼图及时域均衡的基本概念。 第6 章数字调制系统
二进制数字调制系统原理及其系统的抗噪声性能。二进制数调系统的性能比较。多进制数字调制系统。改进的数字调制方式（MSK ）。 第7 章模拟信号的数字传输 抽样定理。脉冲振幅调制（PAM ）。模拟信号的量化。脉冲编码调制（PCM）。增量调制（厶M ）。PCM系统和△ M系统的性能比较。时分复用和多路数字电话系统。 第8 章?????????? 数字信号的最佳接收* 数字信号接收的统计表述及最佳接收准则。确知信号的最佳接收。随机信号的最佳接收，起伏信号的最佳接收的基本概念。匹配滤波器。基带系统的最佳化。 第9 章差错控制编码 纠错编码的基本原理。常用的简单编码。线性分组码。循环码。卷积码。 第10 章正交编码与伪随机序列* 正交编码与码分复用。伪随机序列。伪随机序列的主要应用。 第11 章同步原理 载波同步的方法。载波同步系统的性能及误差分析。位同步的方法。位同步系统的性能及误差分析。群同步的方法。网同步的基本概念。 三、实验教学内容 1.HDB 3 编译码实验 2.移频键控（FSK）实验 3.移相键控（PSK）实验 4.抽样定理与脉冲调幅实验 5．? PCM 编译码实验 6. △ M 编译码实验 7．循环码（15，6）纠错编码实验 四、课程教学和实验教学内容的学时分配
《移动通信》教案 授课单位：信息工程学院 授课人：尹立强 授课对象：信工041-2 授课时间：2007～2008学年第一学期
1、本课程教学目的： “移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论，以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA系统和第三代移动通信技术等。 2、本课程教学要求： 1．掌握移动通信的概念、特点；了解移动通信组网理论的基本内容；理解移动通信的发展历程及发展趋势；了解第三代移动通信系统的主要差别；了解移动通信的应用系统。 2．理解关于蜂窝的概念；了解频率复用的概念以及频率复用的模型；理解信道分配策略以及切换策略；理解干扰与系统容量之间的关系，了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量；了解各种提高系统容量的方法。 3．了解无线电波的传播特性，移动通信中的快衰落与慢衰落；掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移，掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征；掌握分集技术的基本概念；掌握分集信号的合并技术。
4．掌握多址接入的基本概念和多址接入方式，掌握FDMA技术的原理及系统的特点，了解FDMA系统中的干扰问题，掌握TDMA技术的原理及系统的特点，熟悉TDMA的帧结构，了解TDMA系统的同步与定时，掌握CDMA技术的原理及系统的特点，了解空分多址（SDMA）技术的原理；掌握系统容量的定义，熟悉FDMA、TDMA、CDMA系统容量的分析与比较。 5．掌握FDMA模拟蜂窝网，TDMA数字蜂窝网，CDMA移动通信系统。 3、使用的教材： 郭梯云编，《移动通信》，西安电子科技大学出版社 主要参考书目： 啜钢王文博常永宇等编，《移动通信原理与应用》，北京邮电大学出版社， 赵长奎编，《GSM数字移动通信应用系统》，国防工业出版社， 顾肇基译，《GSM网络与GPRS》，电子工业出版社，
通信原理第九章课件
精品资料 第九章模拟信号的数字传输 １．模拟信号数字化传输的系统框图 模拟信号数字化传输的系统框图如图９－１所示。 Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用如表９－１所示。 表９－１Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换的步骤及其作用 典型考研题１（北京科技大学２０１２年） ，若以ｆｓ２ｆＨ的速率对ｍ(ｔ)等间（Ｔｓ＝１／ｆ ｓ
简述模拟信号的数字化过程的几个步骤，为什么？ 答案：模拟信号的数字化的目的是将模拟信号变为二进制数字信号，其步骤是抽 样、量化、编码。通过抽样将取值和时间都连续的模拟信号变换为时间离散，取值仍连续的抽样信号；通过量化将时间离散，取值连续的ＰＡＭ信号变为时间和取值均离散的量化信号，通过编码将时间和取值均离散的量变换为二进制数字信号。 ４．模拟脉冲调制（ＰＡＭ） 模拟脉冲调制（ＰＡＭ）如表９－３所示。 （图表见视频） ４．脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ 脉冲编码调制（ＰＣＭ）和ＤＰＣＭ如表９－４所示。 （图表见视频） 典型考研题２（西安电子科技大学２０００年） 均匀量化ＰＣＭ中，抽样速率为８ＫＨｚ，当输入信号为零均值且服从均匀分布 时，若编码后比特率由16Kb/s 增加到64Kb/s ，则信噪比增加多少dB 。 答案：36 对于均匀量化的信号量噪比 220020lg 6(),2N q q dB S S M N dB M N N ??==== ? ???其中，Ｍ是量化电平数，Ｎ是编码位数，故编码位数每增加一位，信噪比改善６ｄＢ，均匀量化出来的信号是二进制信号，传码率在数值上等于传信率，故当采样速率是８０００Ｈｚ，编码后比特率由 １６ｋｂ／ｓ增加到６４ｋｂ／ｓ时，编码位数从２位增加到８位，增加了６位，故信噪比改善了３６ｄＢ。 典型考研题２（西安电子科技大学２００９年） 在模拟信号的数字传输中，对话音信号采用１３折线Ａ率编码，设最小量化间隔为１个量化单位Δ。 （１）分析第２段和第７段的量化间隔??２７ｖ和ｖ； （２）计算压扩参数Ａ； （３）若编码器的某个输入抽样脉冲幅度为７１９Δ，求这时ＰＣＭ编码器输出的ＰＣＭ码组。 解：（１）Ａ率１３折线的划分结果是，第一段和第二段的长度相等，均为１６ Δ ，从第三段开始每段长度是前一段的２倍，各段段内又均匀分成１６ 分，故量化间隔的规律跟各段长度的规律是一样的。由于第二段的长度是１６Δ，故量化间隔为Δ； 第七段长度是１０２４Δ，故量化间隔为３２Δ。 （２）Ａ率压扩特性曲线是
第1章引言 1.1 学习指导 1.1.1 要点 本章的要点有通信系统的数学模型，通信系统的分类及通信方式，信息及其度量，通信系统的主要性能指标。 1.通信系统的数学模型 通信系统是指传递消息所需的一切技术设备（含信道）的总和。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 （1）一般模型 以图1-1所示的功能框图来表示。 图1-1通信系统的一般模型 信息源。信源所产生的信息可以是声音、图像或文本。信息源一般包含变换器，将信源的输出变换成电信号。例如，用作变换器的话筒，可以将语音信号变换成电信号，而摄像机则将图像信号变换成电信号。这些设备输出的信号一般称为基带信号。在接收端，使用类似的变换器就可以将接收到的电信号变换成适合用户的形式，如声音信号、图像等。 发送设备。发送设备将原始基带电信号变换成适合物理信道或其他传输介质传输的形式。例如在无线电和电视广播中，通信部门规定了各发射台的频率范围，因此，发射机必须将待发送的信息信号转换到适合的频率范围来发送，以便与分配给此发射机的频率相匹配。这样，由多个无线电台发送的信号就不会彼此干扰。又如果信道是光纤组成的，那么发送设备就要将处理好的基带信号转换光波信号再发送。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。 信道。信道用于将来自发送设备的信号发送到接收端的物理介质。信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。在无线信道中，信道可以是大气、自由空间和海水。有线信道有双绞电话线、同轴电缆及光纤等。信道对不同种类的信号有不同的传输特性，但都会对在信道中传输的信号产生衰减，信道中的噪声和由不理想接收机引入的噪声会引起接收信号的失真 接收设备。接收设备的功能是恢复接收信号中所包含的消息信号。使用和发送端相
《通信原理》第二章习题 一、单项选择题 1. 已知信源的熵为3bit/s 符号，信源每分钟传送3600个符号，则信源的信息速率为（ C ）。 A. 3bit/s B. 60bit/s C. 180bit/s D. 1080bit/s 2. 设信源由A 、B 、C 3个符号组成，出现概率分别为1/2、1/4、1/4，假设各符号的出现相互独立，则信源的平均信息量为（ D ）。 A. 3b/符号 B. 1b/符号 C. 2b/符号 D. 1.5b/符号 3. 八进制数字信号，1分钟传送1800bit 的信息量，其码元速率是（ B ）。 A. 300Bd B. 100Bd C. 900Bd D. 600Bd 二、填空题 1. 随参信道中发生瑞利衰落的原因是 多径传播 。 2. 高斯信道带宽为4kHz ，信噪比为63，利用这种信道的理想通信系统的传信率为 24000bit/s ，差错率为 零 。 3. 设某随参信道的最大多径时延等于4ms ，则该信道的相关带宽B C 为 250Hz ，为了避免受到选择性衰落，要求传输信号的带宽C B B ?? ? ??51~31＝带宽，则在该信道上传输的数字信号的脉冲宽度为 (12~20)ms 。 4. 八进制的信息源的最大熵值为 3bit/s ，最小熵值为 3/8 bit/s 。 5. 设信源由A 、B 、C 、D 四个信息符号组成，其中发送A 的概率为1/2，B 的概率为1/4，C 的概率为1/8，D 的概率为1/8，则每一个符号的平均信息量为 1.75bit/s 。 6. 信号在恒参信道中传输时主要失真有 幅频失真 和 相频失真 。 7. 某随参信道的两径时延差为1ms ，则对信号传输衰耗最大的频率为 1000Hz ，传输极点为 。 8. 如果信息源每分钟传输6000个4进制码元，则码元速率R B 为 2400Baund ，信息速率为 4800bit/s ，1min 传输的信息量为 28800bit 。 9. 一个带宽为1000Hz 的信道用来传输4进制码元，每秒钟最多能传送的信息量为 4bit 。 10. 在数字通信系统中，接收端采用均衡器的目的是 。 11. 某随参信道的最大时延差为5ms ，则该信道的相关带宽为 （3~5）/5kHz ，当信号带宽超过相关带宽时，会产生 。 12. 某四进制数字通信系统，在100ms 内传送了400个码元，则其系统的码元速率为 4000 波特，比特速率为 8000 bit/s 。 13. 设某信息源以每秒3000个符号的速率发送消息，信息源由A 、B 、C 、D 、E 五个信息
《通信原理》 第一章绪论 1.1什么是通信？通信系统是如何分类的？ 1.2模拟信号和数字信号的区别是什么？ 1.3何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1.4请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作 用？ 1.5对于二进制信息源，在等概发送时，每一符号所包含的信息量是 否等于其平均信息量？ 1.6衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？ 1.7设英文字母中A，B，C，D出现的概率各为0.001，0.023，0.003， 0.115，试分别求出它们的信息量。 1.8已知某四进制信源{0，1，2，3}，当每个符号独立出现时，对应 的概率为P 0，P 1 ，P 2 ，P 3 ，且P +P 1 +P 2 +P 3 =1。 （1）试计算该信源的平均信息量。 （2）指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，其值为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s，若码元速率不变，试 问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少？ 1.10在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量为 355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。 （1）试问系统误码率P b 是多少？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P 值是否改 b 变？为什么？ （3）若假定数字信号为四进制信号，系统码元传输速率为 是多少/ 1200kBaud，则P b 1.11设一信息源的输出为由256个不同符号组成，其中32个出现的 概率为1/64，其余224个出现的概率为1/448。信息源每秒发出2400个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源发送信息的平均速率及最大可能的信息速率。 1.12二进制数字信号一以速率200bit/s传输，对此通信系统连续进 行2h的误码测试，结果发现15bit差错。问该系统的误码率为多少？如果要求误码率在1*107 以下，原则上应采取一些什么措施？ 第二章随机信号分析 2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？ 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？ 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？ 2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？ 2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函数如何？ 输出过程和输入过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系
信息及其量度（一） 一、本节知识要点：符号的信息量信息熵 由概率论可知，事件的不确定程度，可用事件出现的概率来描述。事件出现（发生）的可能性愈小，则概率愈小；反之，概率愈大。基于这种认识，我们得到：消息中的信息量与消息发生的概率紧密相关。消息出现的概率愈小，则消息中包含的信息量就愈大。且概率为零时（不可能事件）信息量为无穷大；概率为1 时（必然事件）信息量为0 。 综上所述，可以得出消息中所含信息量与消息出现的概率之间的关系应反映如下规律： （1 ） (式1-1) （ 2 ）消息出现的概率愈小，它所含信息量愈大；反之信息量愈小。且 时；时 （ 3 ）若干个互相独立事件构成的消息（），所含信息量等 于各独立事件信息量的和，即 (式1-2) (式1-3) 同理，对于离散信源，若个符号等概率（）出现，且每一个 符号的出现是独立的，即信源是无记忆的，则每个符号的信息量相等，为 （ bit ）（式 1-4 ）
式中，为每一个符号出现的概率，为信源中所包含符号的数目。一般 情况下，为2 的整幂次，即，则上式可改写成： （ bit ）（式 1-5 ）该结果表明，独立等概情况下（）进制的每一符号包含的信息 量，是二进制每一符号包含信息量的倍。由于就是每一个进制符号用二进制符号表示时所需的符号数目，故传送每一个进制符号的信息量就等于用 二进制符号表示该符号所需的符号数目。 例 1.1 试计算二进制符号不等概率时的信息量（设）。 解:由，有 利用式（ 1-3 ），得 （ bit ） （ bit ） 可见不等概率时，每个符号的信息量不同。 计算消息的信息量，常用到平均信息量的概念。平均信息量定义为每个符 号所含信息量的统计平均值，即等于各个符号的信息量乘以各自出现的概率再相加。 二进制时 （ bit/ 符号） 多进制时，设各符号独立，且出现的概率为 且（式1-6 ） 则每个符号所含信息的平均值（平均信息量）
第一章绪论 填空 1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为3600b/s 。 2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为1200B 。 3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。 4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。是信息的物理形式 信息：是消息中所包含的有效内容。 信号：是消息的传输载体！ 信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。 发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。 简答 1、码元速率与信息速率的关系？R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率M是进制T B码元长度R B=1/T B 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。 3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？ 半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统 4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。 信源：把各种消息转换成原始信号。 信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。 信宿：传送消息的目的地。 信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 信道编码/译码：作用是进行差错控制。 加密解密：为了保证所传信息的安全。 数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。 第二章确知信号 填空 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。
“通信原理”课程教学大纲 “Communication Principles” 课程编号： 适用专业：通信工程，电子信息工程，电子信息科学与技术和相关专业 学时数：84学分数： 执笔者：刘维周编写日期：2009年9月30日 一、课程的性质和目的 通信原理（Communication Principles）是通信、电子信息类专业的专业基础必修课，适合在三年级下学期时开设。本课程的任务旨在使学生掌握现代通信原理及各种通信系统分析、设计的基本方法。通过理论学习与实验环节掌握好本课程内容是学好后续各门专业课的前题。 二、课程教学内容 第1章绪论 信息及其度量。通信方式，通信系统的组成、分类及其主要性能指标。 第2章随机信号分析 随机过程的一般表述。平稳随机过程的定义、相关函数及功率谱密度。高斯过程。窄带过程。正弦波加窄带高斯过程。随机过程通过线性系统。 第3章信道与噪声 信道定义及其数学模型。恒参、随参信道特性及其对信号传输的影响。分集接收。信道的加性噪声。信道容量的概念。 第4章模拟调制系统 幅度（AM、DSC、SSB、VSB）、角度（FM、PM）调制的原理及其抗噪声性能。频分复用、复合调制、多级调制的基本概念。 第5章数字基带传输系统 数字基带传输系统的基本结构。数字基带信号的常用波形、码型及其频谱特性。基带脉冲传输与码间干扰。无码间干扰的基带传输特性。部分响应系统。无码间干扰基带系统的抗噪声性能。眼图及时域均衡的基本概念。
第6章数字调制系统 二进制数字调制系统原理及其系统的抗噪声性能。二进制数调系统的性能比较。多进制数字调制系统。改进的数字调制方式（MSK）。 第7章模拟信号的数字传输 抽样定理。脉冲振幅调制（PAM）。模拟信号的量化。脉冲编码调制（PCM）。增量调制（△M）。PCM系统和△M系统的性能比较。时分复用和多路数字电话系统。 第8章数字信号的最佳接收* 数字信号接收的统计表述及最佳接收准则。确知信号的最佳接收。随机信号的最佳接收，起伏信号的最佳接收的基本概念。匹配滤波器。基带系统的最佳化。 第9章差错控制编码 纠错编码的基本原理。常用的简单编码。线性分组码。循环码。卷积码。 第10章正交编码与伪随机序列* 正交编码与码分复用。伪随机序列。伪随机序列的主要应用。 第11章同步原理 载波同步的方法。载波同步系统的性能及误差分析。位同步的方法。位同步系统的性能及误差分析。群同步的方法。网同步的基本概念。 三、实验教学内容 1. HDB3编译码实验 2. 移频键控（FSK）实验 3. 移相键控（PSK）实验 4. 抽样定理与脉冲调幅实验 5．PCM编译码实验 6. △M编译码实验 7．循环码（15，6）纠错编码实验 四、课程教学和实验教学内容的学时分配
系部：信电学院任课教师： 课时安排：理论4课时
4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号(放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能) 5. 信宿(收信者)：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息(人、各种终端设备、计算机) 6. 噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。 2.3 模拟通信与数字通信 1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号 2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。 3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟(连续)信号不一定在时间上也连续；数字(离散)信号不一定在时间上也离散 4. 电信号的载体 ?正弦信号A cos(ω0t +θ)，包括振幅A、频率ω0和相位θ三个可变的电参量?脉冲信号：有幅度、脉冲宽度(脉宽)、脉冲出现的时间位置(脉位)三个可变的电参量。 5. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于： ?抗噪声性能好； ?数字接力通信(中继)时可以消除噪声的积累； ?可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量； ?便于加密，实现保密通信； ?便于处理、存储、交换； ?便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。 5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。(以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。其优点是以占据更多系统频带为代价的。) [问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？ 答：不对。因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。 [问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？ 答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。 2.4 通信系统模型 2.4.1 模拟通信系统
第一章 绪论 一、填空题 （考点1：码元速率/信息速率） 1. 若以每分钟60000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(1) ，信息速率是(2) ，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是(3) 。 1. (1) 1000B (2)1000bit/s (3) 3000bit/s 2. 若以每分钟6000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(4) ， 信息速率是(5) ，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是(6) 。 2. (4) 100 B (5) 100bps (6) 200bps 3. 若以每分钟600个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(7) ， 信息速率是(8) ，若以同样码元速率传输16进制信号，其信息速率是(9) 。 3. (7) 10 B (8) 10bps (9) 40bps 4. 若以每分钟12000个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(10) ， 信息速率是(11) ，若以同样码元速率传输8进制信号，其信息速率是 (12) 。 4. (10) 200 B (11) 200bps (12) 600bps 5. 若以每分钟1200个码元的速率传输二进制信号，其码元速率是(13) ， 信息速率是(14) ，若以同样码元速率传输4进制信号，其信息速率是 (15) 。 5. (13) 20 B (14) 20bps (15) 40bps （考点2：通信系统性能指标） 6. 从信息传输角度来看，通信系统的主要指标是(16) 和(17) ，在数字通信中，具体为(18) 和(19) 。 6. (16) 有效性 (17) 可靠性 (18) 传输速率 (19) 差错率 7. 模拟通信系统的可靠性可用(20) 或(21) 来衡量。 7. (20) 输出信噪比 (21) 均方误差 8. 数字通信系统的差错率可用(22) 或(23) 来表述。 8. (22) 误码率 (23) 误信率（或误比特率） 9. 数字通信系统的传输速率可用(24) 或(25) 来表征。 9. (24) 码元速率（或传码率） (25) 信息速率（或传信率） （考点3：误码率/误信率） 10. 以2400bit/s 的传信率发送一个文件的数据，共传输1分20秒。如在接收端发现2个比特的错误，该系统的误信率 Pe 为(26) 。 10. (26) 6e 2 P 10.4210240080 -= =?? 11. 以2400bit/s 的传信率发送一个文件的数据，共传输1分40秒。如在接收端发现4个比特的错误，该系统的误信率 Pe 为(27) 。
第一章绪论 一、填空题 1、数字通信系统的主要性能指标就是有效性与可靠性。码元速率R B定义就是每秒传送码元的数目,单位Baud。信息速率定义就是每秒钟传送的信息量,单位bit/s。 2、数字通信系统的有效性用传输速率衡量,可靠性用差错率衡量。 3、模拟通信系统的有效性用传输带宽衡量,可靠性用信噪比衡量。 4、在等概条件下,八元离散信源能达到最大熵就是3bit/符号,若该信源每秒钟发送2000个符号,则该系统的信息速率为6k bit/s。 5、通信系统的有效性衡量指标对于模拟通信系统为传输带宽,对于数字通信系统为传输速率。 6、通信系统的可靠性衡量指标对于模拟通信系统为信噪比对于数字通信系统为差错率。 7、一个M进制基带信号,码元周期为T S秒,则传码率为1/T S波特,若码元等概出现,一个码元所含信息量为log2M (bit)。 8、通信系统模型中有两个变换,它们分别就是非电量与电量之间的变换与基带信号与频带信号之间的变换。 9、模拟信号就是指信号的参量可连续取值的信号,数字信号就是指信号的参量可离散取值的信号。 10根据信道中所传输信号特征的不同,通信系统可分为模拟通信系统与数字通信系统。 二、画图 1、画出模拟通信系统的一般模型。
2、画出通信系统的简化模型。 三、计算题 1、对于二电平数字信号,每秒传输300个码元,问此传码率R B 等于多少？若该数字信号0与1出现就是独立等概率的,那么传信率R b 等于多少？ band R B 300 s bit R b /300= 2、、现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集,各符号间相互独立,每个符号的宽度为0、1ms 。计算: (1)平均信息量;(2)码元速率与平均信息速率;(3)该信源工作2小时后所获得的信息量;(4)若把各符号编成二进制比特后再进行传输,在工作2小时后发现了27个差错比特(若每符号至多出错1位),求传输的误比特率与误符号率。 解:(1)符号）/(38log log 22bit M H === (2)T s =0、1ms ,所以B aud 10000R s T 1 B == 30kbit/s 310000H R R B b =?=?= (3)216Mbit/s 3600210303=???=?=t R I b (4)误比特率 561025.110 21627-?=?=b P 2小时传送的码元数为7B 107.23600210000t R N ?=??==
通信原理课程教学大纲 课程编码：052079 课程名称：通信原理 学分： 4 总学时：64 理论学时64 实验学时0 课程类别：学科基础课课程性质：必修课 第五学期 适用层次：汉族本科开课学期： 适用专业：通信工程 高等数学、线性代数、概率论与数理统计、现代电子技术Ⅱ、信号与系先修课程： 统、通信电子线路 后续课程： 现代交换原理与技术，移动通信，光纤通信 一、课程性质、地位和任务 本课程是通信工程的主要专业基础课、核心课程。本课程的目的是：为研究设计各 种通信系统奠定必要的基础。课程主要是研究通信系统信息传输与处理的理论与技术， 不涉及具体的电路，但这里理论与技术是建立在信号分析理论、电子线路等课程的基础上。需要先修信号与系统、高频电子线路、数字电路等课程。要求学生有较强的高等数学、线性代数以及概率论与数理统计的扎实基础以及具备信号与系统频域分析的较强能力。 二、教学目标及要求 1、掌握通信系统的基本组成与工作原理。 2、掌握评价各种系统的性能指标及其基本分析方法。 3、了解为改善各种通信系统性能所使用的技术。 三、教学内容及安排 第 1章绪论（3学时） 教学目标： （1）掌握通信术语、掌握模拟信号与数字信号的其别、基带信号与已调信号的区 别；数字通信系统组成及优缺点 （2）理解码元速率、信息速率和频带利用率的定义、计算及其关系、误码率和误 信率的定义及其关系 （3）了解通信系统的组成、分类和通信方式 重点：（1）概念：信号区别、通信系统的组成和分类、数字通信的特点、通信方 式、主要性能指标等。考试的可能形式：填空、简答题、画图题 （2）计算：信息速率、码元速率、误码率、误信率的计算。
通信原理复习资料 第一章 绪论 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 ★★5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），是“速度”问题； 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 模拟通信系统模型 数字通信系统模型
（1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端解调器输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ）； 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒。 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 ★8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。 9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：)x (p log )x (p I i 2n 1 i i ∑=- = 结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 信道与噪声 一 确知信号与随机过程 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 （1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号： 特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞ 3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 ★ 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R （0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R （0）等于信号的平均功率。 6、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 ★7、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 ★8、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 9、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 ★★10、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络为莱斯分布；当大信噪比时，趋近于正态分布；小信噪比时近似为瑞利分布。 11、窄带随机过程：若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。 ★★12、宽平稳随机过程的定义：P ？？. ★★13、各态历经性定义及应用：P ？？ 宽平稳与各态历经性的关系。 二、信道分类： （1）无线信道 － 电磁波（含光波） （2）有线信道 － 电线、光纤 2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。
《通信原理》课程教学大纲 Communication Principles 课程负责人：执笔人: 编写日期： 一、课程基本信息 1．课程编号：L08263 2．学分：2学分 3．学时：32（理论32） 4．适用专业：电气工程及其自动化专业、自动化专业 二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程是为电气工程及其自动化、自动化专业开设的专业选修课。在培养计划中列为选修课，主要研究各种现代模拟通信和数字通信的基本原理、方法及传输性能。 本课程的教学任务是使学生掌握现代通信，尤其是数字通信的基本概念、基本理论以及基本的分析方法；熟悉通信系统的组成和工作原理；了解通信系统主要组成部分的实现方法，以适应现代信息社会对通信人才的需求。 本课程的教学目标是使学生获得必要的信息通信与传输方面的基础理论知识和基本技能，为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础和动手能力；使学生在模拟和数字通信方面建立清晰的系统概念；使学生了解通信技术的最新发展方向，从而把握通信学科发展脉络，激发学生的主动性与创新性，提高学生的综合素质和创新能力，为培养能够解决挑战性问题的新一代工程师打下坚实的基础。 三、课程教学内容与基本要求 （一）绪论（2课时） 主要内容：通信系统的模型、通信系统的分类、模拟与数字通信系统、通信方式、信息量的概念、信息量的定义、信息量计算举例、通信系统指标。 1.基本要求 （1）了解通信系统分类及通信方式。 （2）掌握通信基本概念，通信系统模型，通信系统主要性能指标的计算。 2. 学时分配 课堂教学2学时，通信系统分类及通信方式（1学时）；信息量及通信系统的指标（1学时）。 （二）随机信号分析（6课时） 主要内容：随机过程的定义与描述；平稳随机过程的定义、遍历性、相关函数、频谱特性；高斯过程统计特性、标准正态积分；窄带随机过程描述、同相和正交分量的统计特性、随机包络与相位的统计特征。白噪声的频谱与自相关函数、随机过程通过线性系统。 1.基本要求 （1）了解随机信号的定义与描述方法，窄带随机过程的主要性质。 （2）掌握主要的分析结论。 2.学时分配
第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟的频带为4KHZ带宽，一路数字约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。 1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解决收发
网络通信原理 1.复习上节课内容： 网络硬件组成：1.服务器2.客户机3.传输介质4.通信连接设备 2.新课 网络软件系统: 网络应用软件：网络媒体播放器（暴风影音，可在线也可看本地视频） 文件上传与下载工具（迅雷，土豆） 企业网络信息管理系统（机房管理系统） 网络应用软件结构： 客户/服务器（C/S）结构，需要下载安装客户端软件，客户端负责自己可以处理的数据，分担服务器工作（优酷，查询，下载，浏览视频） 浏览器/服务器（B/S）结构，不需要安装客户端软件，用浏览器访问服务器，客户机极少处理数据，大部分数据处理工作交给服务器（网页优酷，FLASH阅览） 网络通信原理 1.协议：数据传输的一些通用规则。就像学校有校规，国家有法律一样。也像两个不同国家的人在沟通交流，需要使用同一种语言一样。 因特网的通信协议：支撑网络运行的通信规则。Internet网络协议采用TCP/IP协议。 具体协议主要有： TCP：数据传输控制协议 IP：网络互联协议（网间协议） HTTP：超文本传输协议（网页上使用） FTP：文件传输协议 SMTP：简单邮件传输协议 POP3：邮局协议 UDP：用户数据报协议 ARP：地址解析协议 网络协议比较复杂，为了通讯网络过程简单一些，采用分层化处理模式。分工明确，每个功能对应每个层独立完成实现。 如不分层，硬件维修与管理都是很麻烦的，文件传输中只考虑通过什么方式传输就好了，不必关心通信底层的通信线路是光纤还是双绞线 开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想： 1.应用层， 2.表示层， 3.会话层， 4.传输层， 5.网络层， 6.数据链路层， 7.物理层
信息及其量度（二） 通信系统的主要性能指标 本节知识要点：码元速率、信息速率、误码率的概念、相互关系和计算 数字通信系统的有效性可用传输速率来衡量，传输速率越高，系统的有效性越好。通常可从以下两个不同的角度来定义传输速率。 一、通信系统的有效性指标 1. 码元传输速率R B 通常又称为数码率、传码率、码率、信号速率或波形速率，用符号来表示。码元速率是指单位时间（每秒钟）内传输码元的数目，单位为波特 （ Baud ），常用符号“ B ” 表示。 2. 信息传输速率Rb 信息传输速率简称信息速率，又可称为传信率、比特率等。信息传输速率 用符号表示。是指单位时间（每秒钟）内传送的信息量。单位为比特/ 秒（ bit/s ），简记为 b/s 或 bps 。例如，若某信源在 1 秒钟内传送 1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为 l （ bit ），则该信源的信息传输速 率=1200b/s 或 1200bps 。 3. Rb与 RB之间的互换
（式 l-9 ）应当注意两者单位不同，前者为 bit/s ，后者为 B 。 例 1.4 用二进制信号传送信息，已知在 30 秒钟内共传送了 36000 个码元，（ 1 ）问其码元速率和信息速率各为多少？（ 2 ）如果码元宽度不变（即码元速率不变），但改用八进制信号传送信息，则其码元速率为多少？信息速率又为多少？ 解：（ 1 ）依题意，有（ B ） 根据公式（ 1-10 ），得（ b/s ） （ 2 ）若改为 8 进制，则（ B ） 根据公式（ 1-9 ），得（ b/s ） 二、通信系统的可靠性指标 衡量数字通信系统可靠性的指标，可用信号在传输过程中出错的概率来表述，即用差错率来衡量。差错率越大，表明系统可靠性愈差。差错率通常有两种表示方法。 l.码元差错率Pe 码元差错率 Pe简称误码率，是指发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率就是码元在传输系统中被传错的概率。用表达式可表示成