10级通信原理内容提纲
第一章 绪论
1． 通信系统的组成和各部分的功能；
2． 通信系统的两个主要性能要求、在模拟和数字通信系统中分别反映为哪个指标。 3． 信源信息量的有关计算
● 单个符号的信息量：I=?log 2p(x) bit ● 平均每符号的信息量：2
1
1
()()()()log
()
/M M
i
i
i
i i i H x p x I x p x p x bit symbol ===
=-∑∑
● 信源等概时平均每符号的信息量：H(x)=log 2M bit/symbol ● 整个消息的信息量：I=N·H(x)=I 1+I 2+···+I N bit 4． 比特率、符号率、频带利用率的概念，以及有关计算 ● R b =R s ×每符号所含比特数 bit/s ，对信源有R b =R s ·H(x) ● R b =R s ·log 2M bit/s ，M 个符号等概下
5． 误符号率与误比特率的概念、二者关系，以及有关计算 * 说明：本课程中，“比特（bit ）”有两种含义，一是信息量单位，一是二进制的“位”，
应根据具体情况判断是哪种含义。
本章内容基本，要求全面掌握。
第二章 随机信号分析
本章内容注重概念、结论、参数的物理意义、必要的计算推导，特定函数的付利叶变换与反变换关系。以下ξ(t )表示随机过程。
1． ξ(t )的概率密度函数与概率分布的关系，E[ξ(t )]、D[ξ(t )]、R(t 1,t 2)的定义及简单计算，广
义平稳ξ(t )的定义及判定。
2． 平稳ξ(t )的功率谱密度与R(τ)的关系。
3． 正态分布统计特性特点，一维正态分布概率密度表达式及其参数的物理意义。 4． 白噪声及带限白噪声的功率谱密度和自相关函数的有关计算和结论。 5． 窄带随机过程的统计特性结论。
6． 平稳ξ(t )通过线性系统的统计特性结论。
本章内容，重点掌握基本概念如要点1、3、5、6，并进行相应的随机信号分析。
第三章 信道
1． 调制信道、编码信道定义和数学模型。
2． 恒参信道、随参信道定义及其对信号传输的影响的结论。
3． 信道容量概念，香农公式及信道容量与三要素关系，及其应用分析与计算。 本章要求全面掌握。
第四章 模拟信号数字化 1． 低通抽样定理，会用。
2． 均匀/非均匀量化的概念，及其信号量噪比的特点。 3． 折叠二进码比较自然二进码的优点。
4． A 率PCM 编码规则，DPCM 、△M 、TDM 概念。
5． 关于PCM 系统的有关计算，和关于TDM 速率的计算。 本章内容，期末可着重复习要点1、2、5。
第五章 数字基带传输系统
1． AMI 码、HDB 3码、双相码的编码规则、译码规则、码型特点、编码波形。 2． 单/双极性的归零/非归零波形、差分波形、多值波形。
3． 码间干扰产生概念及其产生的原因，消除码间干扰的原则，基带成形滤波的作用。 4． 无码间干扰传输下的最大比特率或符号率与最小带宽，升余弦滚降特性下的比特率、
符号率、带宽关系，成形滤波前后的信号功率谱图。 5． 基带系统性能：
● 误码特性：接收信号的概率密度函数与误码率之间的关系的几何表示。 ● 眼图：概念，眼图所表征的系统特性。 6． 采用部分响应波形优缺点。
7． 均衡、频域均衡、时域均衡的概念。 本章内容重要，应全面掌握。
第六章 数字调制系统
1． 给定数字序列画OOK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 波形。相干解调、差分相干解调原理及
各点波形。
2． 已调信号带宽与基带信号频谱、带宽的关系： ● MASK 、MPSK 、MQAM 信号：B=2B 基 ● MFSK 信号：B=2B 基 + 最高最低载频差
3． M 进制调制的传输效率与抗噪声性能随M 变化的规律
● MASK 、MPSK 、MQAM 等：M 提高，频带利用率提高，抗噪声性能下降 ● MFSK ：M 提高，频带利用率降低，抗噪声性能提高 4． QPSK 信号星座图，键控波形，A 、B 方式正交调制器原理框图和各点波形和功率谱图。 5． MPSK 、MQAM 信号星座图，从星座图上定性分析抗噪声性能。 6． 了解所讲述的各种数字调制信号的调制解调方法。
本章内容重要，应全面掌握，可重点复习要点1、2、3、4。
第七章 数字调制系统的接收性能
1． 最 佳接收准则——最大似然准则，似然函数概念。
2． 先验等概时的二进制信号的相关器形式和匹配滤波器形式最佳接收机结构。 3． 二进制确知信号先验等概下的最佳接收误码性能：
1
2e P =
其中：互相关系数12()()T
s t s t dt ρ=
信号能量22
11220
(),()T
T
E s t dt E s t dt =
=?
?，平均每比特能量E b =(E 1+E 2)/2。
4． 二进制确知信号最佳信号形式和最佳接收性能
● 2PSK
信号，最佳信号形式，,21/2b PSK p =?● 2DPSK
信号，,2b DPSK p ≈ ● 2FSK 信号，OOK
信号，,2,1/2b FSK b OOK p p ==?（教材OOK 误码率公式有误，请更正） 5．E b /n 0与S /N （或C /N ）的换算：
0/(/)(/)b b S N E n R B =?，
0/()/()10lg(/)b b S N dB E n dB R B =+，其中B 为信道带宽，R b 为比特率。
本章内容重点掌握要点2、3、4。
综合分析和计算：多章内容可以综合考查。以下举例仅供参考。 综合型例题：将一数字信号进行无ISI 基带传输或频带传输。 （1） 如果在绝对带限于4kHz 的信道上传输二进制基带信号，系统传递特性是滚降系数为
0.5的升余弦滚降特性，找出此系统所能支持的最大比特率。 （2） 如果将4元基带信号送入信道，（1）结果又如何？ （3） （2）中的信号经QPSK 调制后进行频带传输，假设信道带宽为10kHz ，问系统所能
支持的最大比特率？ （4） 为了提高可靠性在成形滤波之前进行了编码效率为2/3的信道编码，设信源信息速率、
基带传递特性及信道带宽同（3），设计一种调制方式。 （5） 为在8kHz 射频信道带宽内传输25kb/s 的数据业务，提出解决方案。
参考答案：以下R s 为符号率、R b 为比特率、B BB 为基带信号带宽、为已调（或射频、频带、频道）信号带宽、r 为信道编码（纠错码、FEC ）编码效率、α为滚降系数 （1） 对基带传输，B BB =(1+α)R s / 2，可求R s =5.33kBaud ，对二进制，R b = R s ·log 22=5.33kb/s 。 （2） 同（1），R s =5.33kBaud ，对四元信号R b = R s ·log 24=10.67kb/s 。 （3） QPSK 为线性调制，B RF =(1+α) R s ，求得R s =6.67kBaud ，R b = R s ·log 24=13.33kb/s 。 （4） 信道编码前的比特率同（3）即R b = 13.33kb/s ，信道编码后的比特率为R b,FEC 后=R b /r ，
r=2/3，得R b,FEC 后=20kb/s ，滚降特性和信道带宽同（3），即R s =6.67kBaud ，设采用M 进制线性调制，则R b,FEC 后= R s ·log 2M ，得M=8，可采用8PSK 调制。 （5） 可考虑的因素：信道编码效率r 、基带滤波特性α、调制进制数M ，因此
R b =r ·R b,FEC 后=r ·R s ·log 2M=r ·(log 2M)·B RF /(1+α)，已知R b 、B RF ，讨论能否找到合理的r 、M 、α值。为简便，下面举例不考虑采用信道编码时的方案即r=1： α=(B RF /R b )·log 2M －1，满足0≤α≤1的最小M=16，因此至少采用16进制调制方式且α=0.28；也可采用32进制调制，α=0.6；或64进制调制，α=0.92；可以采用更高进制的调制方式，此时8kHz 频带不会被该数据业务频谱占满，有空余频带可作其它利用。
p b 小
大
通信原理复习资料
一、基本概念 第一章
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：
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）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信
（7）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），或者说是传输的“
速
模拟通信系统模型
数字通信系统模型
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。
（1）模拟通信系统：
有效性：可用带宽度量。
可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。
（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log2M比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。
第二章
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。
第三章
1、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。
2、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。
3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。
4、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。
5、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噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。
6、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。
第四章
1、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。
3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。
4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。
5、调制信道数学模型
－ 信道输入端信号电压；
－ 信道输出端的信号电压；
－ 噪声电压
－ 调制信道数学模型
◆ 因k (t )随t 变化，故信道称为时变信道。 ◆ 因k (t )与e i (t )相乘，故称其为乘性干扰。 ◆ 因k (t )作随机变化，故又称信道为随参信道。 ◆ 若k (t )变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。 ◆ 乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。 6、调制信道分类：随参信道和恒参信道。
随参信道：特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。
恒参信道：信道特性基本上不随时间变化，或变化极慢极小。称为恒定参量信道，简称恒参信道。
7、编码信道的输入和输出信号是数字序列，编码信道对信号的影响是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误。用错误概率来描述编码信道的特性。
8、编码信道中产生错码的原因以及转移概率的大小主要是由于调制信道不理想造成的。 9、恒参信道的主要传输特性通常用振幅～频率特性和相位～频率特性来描述。
10、码间串扰：在传输数字信号时，波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成码间串扰。
11、频率失真：指由于信道的振幅——频率特性不理想，则信号发生的失真称为频率失真。 12、相位失真：指由于信道的相位特性不理想使信号产生的失真称为相位失真。 13、频率失真和相位失真都是线性失真；可以用线性网络进行补偿。
14、非线性失真：是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系。这种失真主要是由于信道中的元器件不理想造成的。
15、频率偏移：是指信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。主要是由于发送端和接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起的。
编码信道调制信道 e 0(t )
e i (t )
n (t )
调制信道数学模型
)
()]([)(t n t e f t e i o +=)
(t n )(t e o )(t e i )
()()()(t n t e t k t e i o +=
16、随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。 17、随参信道的特性： （1）衰减随时间变化 （2）时延随时间变化
（3）多径效应：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，即存在多径传播现象。 18、接收信号的分类
（1）确知信号：接收端能够准确知道其码元波形的信号 （2）随相信号：接收码元的相位随机变化
（3）起伏信号：接收信号的包络随机起伏、相位也随机变化。 通过多径信道传输的信号都具有这种特性
19、将信道中存在的不需要的电信号统称为噪声。
20、通信系统中的噪声是叠加在信号上的，没有传输信号时通信系统中也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。
21、噪声对于信号的传输时有害的，它能使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并限制着信息的传输速率。 22、按噪声来源分类
（1）人为噪声 － 例：开关火花、电台辐射
（2）自然噪声 － 例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声 热噪声：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 23、按噪声性质分类
（1）脉冲噪声： （2）窄带噪声： （3）起伏噪声： 24、信道容量 － 指信道能够传输的最大平均信息速率。 25、连续信道容量：
式中 S － 信号平均功率 （W ）； N － 噪声功率（W ）； B － 带宽（Hz ）
设噪声单边功率谱密度为n 0，则N = n 0B 故上式可以改写成：
由上式可见，连续信道的容量C t 和信道带宽B 、信号功率S 及噪声功率谱密度n 0三个因素有关。 第六章
1、数字基带信号：未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。
2、在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。
3、研究数字基带传输系统的原因： （1）近程数据通信系统中广泛采用 （2）基带传输方式也有迅速发展的趋势
)/(1log 2s b N S B C t ??
? ??
+=)/(1log 02s b B n S B C t ????
?
?+=
（3）基带传输中包含带通传输的许多基本问题
（4）任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。
4、传输码的码型选择原则：
（1）不含直流，且低频分量尽量少；
（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；
（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；
（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；
（5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。
5、AMI码：全称传号交替反转码；编码规则：将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。
AMI码的优点：没有直流成分，且高、低频分量少，编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况
AMI码的缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。
6、HDB3码：全称3阶高密度双极性码
它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。
编码规则：
（1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；
（2）连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V 称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；
（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；
（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；
（5）V码后面的传号码极性也要交替。
7、码间串扰的原因：（1）码间串扰（2）信道加性噪声
8、码间串扰：是指由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成的干扰。
9、码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素。
10、眼图：是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。
P172页小结
第七章
1、数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。
2、数字解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。
3、数字调制技术有两种方法：
（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制；
（2）通过开关键控载波，通常称为键控法。
4、基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。
5、振幅键控（2ASK ）：是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
6、2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。
7、2ASK 信号解调方法 ：非相干解调（包络检波法） 和 相干解调（同步检测法） 8、频移键控：是利用载波的频率变化来传递数字信息。 9、2FSK 信号的产生方法：
（1）采用模拟调频电路来实现： （2）采用键控法来实现。
10、2FSK 信号的解调方法：非相干解调和相干解调。 11、相移键控（2PSK ）：利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。 12、二进制绝对相移方式：以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式。
13、二进制差分相移键控（2DPSK ）：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。
相应的2DPSK 信号的波形如下：
14、通信系统的抗噪声性能是指：系统克服加性噪声影响的能力。
15、在数字通信系统中可能使码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。 16、二进制调制系统的性能比较
振幅键控 频移键控 相移键控
??
?=?”表示数字信息“，”表示数字信息“10,0π?()()0 0 0 00 0 0 0 0 02DPSK 01 1 0 0 1 0 1 1ππππππππππ或信号相位：二进制数字信息：???=”时发送“
”时
发送“，1,00π?n
()a 绝对码()b 相对码
10101()2DPSK c
（1） 误码率
在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK 性能最好，2PSK 其次，2ASK 最差 （2）频带宽度
2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度
. 2FSK 系统的频带宽度
（3）对信道特性变化的敏感性
如果抗噪声性能是最主要的：则考虑相干2PSK 和2DPSK ，而2ASK 最不可取；
如果要求较高的频带利用率：则应选择相干2PSK 、2DPSK 及2ASK ，而2FSK 最不可取； 如果要求较高的功率利用率：则应选择相干2PSK 和2DPSK ，而2ASK 最不可取； 若传输信道是随参信道：则2FSK 具有更好的适应能力； 若从设备复杂程度考虑：则非相干方式比相干方式更适宜。
P234小结
第九章
1、数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。
2DPSK
2PSK 2FSK 2ASK 非相干解调
相干解调
???
? ??421
r erfc 42
1r e -???? ??221
r erfc 22
1r e -()
r erfc 2
1
()
r
erfc r e -2
1s PSK ASK T B B 222=
=s FSK T f f B 2122+
-=
2、模拟信号抽样、量化、编码过程。 （1）模拟信号首先被抽样。（通常抽样是按照等时间间隔进行的，）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。
（2）第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。
（3）第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM ），它将量化后的信号变成二进制码元。
3、抽样定理：设一个连续模拟信号m (t )中的最高频率 < f H ，则以间隔时间为T ≤ 1/2f H 的周期性冲激脉冲对它抽样时，m (t )将被这些抽样值所完全确定。
4、恢复原信号的条件是： 即抽样频率f s 应不小于f H 的两倍。这一最低抽样速率2f H 称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。
5、此带通模拟信号所需最小抽样频率f s 等于
式中，B － 信号带宽； n － 商(fH / B)的整数部分，n =1，2，…； k － 商(fH / B )的小数部分，0 < k < 1。
6、周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）
7、3种脉冲调制：
（1）脉冲振幅调制(PAM) （2）脉冲宽度调制(PDM) （3）脉冲位置调制(PPM)
抽样信号
抽样信号
量化信号
H
s f f 2≥)
1(2n k B f s +=
8、量化分为：
（1）均匀量化：抽样值区间是等间隔划分的； （2）非均匀量化：抽样值区间是非均匀划分的。
9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。 10、平均信号量噪比为
M 为量化电平数 或写成
量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M 的增大而提高。
11、对与均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。
12、脉冲编码调制（PCM ）把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程：
13、PCM 系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。 14、PCM 系统的输出信号量噪比
PCM 系统的输出信号量噪比仅和编码位数N 有关，且随N 按指数规律增大。 PCM 系统的原理方框图 （要掌握）
（a ）模拟基带信号 (b ) PAM 信号 (c ) PDM 信号 (d ) PPM 信号
M N S dB
q lg 200=???? ??dB
2
0M N S q =N
q
M N S 222==
(b) 译码器
出
PCM 输 入
(a) 编码器
信号 出
冲激脉冲
《现代通信原理》教学大纲 课程编号：CE3009 课程名称：现代通信原理英文名称：Principles of Modern Communications 学分/学时：2/32 课程性质：必修 适用专业：信息安全专业和网络工程专业建议开设学期：5 先修课程：信号与系统/随机过程开课单位：网络与信息安全学院 一、课程的教学目标与任务 本课程是一门综合性较强的专业平台基础课。是模拟电路、信号与系统、高频电路、数 学等在通信中的综合运用，是学习通信技术特别是无线通信技术必不可少的一门重要基础课, 目的是使本专业学生掌握较广泛的现代通信理论和基本技术。 本课程系统阐述数字通信理论的基本概念和数字通信各个主要环节的基本原理，使学生 掌握现代数字通信原理的基本概念和基本原理，为学生进一步学习和掌握各种现代数字通信 技术准备必要的基础理论，以提高分析问题和解决问题的能力，为后续《无线通信网络安全》 课程的学习打下基础。 二、课程具体内容及基本要求 （一）绪论( 2学时) 理解通信系统的组成模型。通信系统的分类和通信方式。掌握信息及其度量、通信系 统的主要性能指标。 1.基本要求 （1）了解通信消息、信息、信号及通信系统的通信方式。 （2）理解数字信号与模拟信号及其调制和解调。 （3）掌握通信系统的构成、分类及模型，通信系统的性能指标。 2.重点、难点 重点：通信系统的基本组成和基本特点。 难点：通信系统的基本组成和基本特点。 3.作业及课外学习要求： 阅读通信方面相关资料 （二）无线传输信道( 4学时) 了解信道的定义和模型，理解加性噪声。掌握无线信道传播特性和路径损耗的分类及 特点。了解信道容量与信噪功率比、信道带宽的相互关系。 1.基本要求 （1）了解无线信道传播特性。 （2）掌握衰落信道路径损耗。 （3）掌握小尺度衰落和多径效应原理。
1.通信系统的基本概念 信息、数据和信号 信息是客户事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态 数据是信息的载体，是信息的表现形式。 信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。 传输介质是通信中传送信息的载体，又称为信道 模拟通信和数字通信 通信系统主要由5个基本系统元件构成，信源、转换器、信道、反转换器、信宿 源系统将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号形式，通过信道传输到目的系统，目的系统再将信号反变换为具体的信息 通过系统的传输的信号一般有模拟信号和数字信号两种表达方式 模拟信号是一个连续变化的物理量，即在时间特性上幅度（信号强度）的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示 数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示 数字信号比模拟信号可靠性高，数字信号比较容易存储、处理和传输 数据通信的技术指标 1、信道带宽：是描述信道传输能力的技术指标，它的大小是由信道的物理特性决定的。 信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带度 2、数据传输速率：称为比特率，是指信道每秒钟所能传输的二进制比特数，记为bps，常见的单位有Kbps、Mpbs、Gbps等，数据传输速率的高低，由每位数据所占的时间决定，一位数据所占用的时间宽度越小，则传输速率越高 3、信道容量： 信道的传输能力是有一定限制的，信道传输数据的速率的上限，称为信道容量，一般表示单位时间内最多可传输的二进制数据的位数 C=Wlog2(1+S/N) C为信道容量；W为信道带宽；N为噪声功率；S为信号功率 S/N为信噪比，用来描述信道的质量，噪声小的系统信噪比高，信噪比S/N通常用10lg(S/N)来表示，其单位为分贝。 无噪声离散信道容量公式为C=2Wlog2L (L为传输二进制信号) 4、波特率： 是传输的信号值每秒钟变化的次数，如果被传输的信号周期为T，则波特率Rb=1/T。Rb 称为波形速率或调制速率。 R=Rblog2V V表示所传输信号所包含的离散电平数 5、信道延迟 信号沿信道传输需要一定的时间,就是信道延迟,信道延迟时间的长短,主要受发送设备和接收设备的响应时间、通信设备的转发和等待时间、计算机的发送和接收处理时间、传输介质的延迟时间等的影响。 信道延迟=计算机的发送和接收处理时间+传输介质的延迟时间+发送设备和接收设备的称
《通信原理》课程综述 课程名称 任课教师 班级 姓名 学号 日期
《通信原理》作为通信专业的骨干核心课程，在通信专业的学习中占有极其重要的地位。尽管我们只是电子信息工程专业的，同样需要很好的掌握，因为它对我们之前学习的课程是一门很好的总结性课程。在这门课程中，我们要从模块级、系统级的层次上，深刻理解通信系统的基本理论，熟练掌握对通信系统进行分析和设计的基本方法。着重培养了我们分析问题和解决问题的能力，以及掌握现代通信方面不断涌现的新理论、新技术的能力。 一、《通信原理》课的地位和作用 打一个比方，如果把信息工程的整个知识结构看作一棵大树的话，《通信原理》课就是这棵大树的主干，它在诸如高等数学、工程应用、电路信号、模电数电、电磁场等等土壤、根须这样的基础课之上，撑起了信息工程专业的树冠，而后续的专业课恰恰是这棵树上结出的果实。因此，在系统知识框架中，《通信原理》课起着承上启下、顶天立地的重要作用。也正因为此，我们才要深入并好好学习这门课程，才能在最后进入社会、参加工作时将理论应用于实践中。 二、与《通信原理》相关的前续课程 前面我们已经提到许多通信专业的基础课，其中与《通信原理》课最相关的是《高等数学》、工程数学中的《概率与随机过程》以及《信号与系统》。《高等数学》提供我们理论上分析推导的数学基础；《信号与系统》教会我们对确知信号不仅可以进行时域分析，而且可以变换到频域、复频域上分析的分析方法；《概率与随机过程》指导我们如何弄清随机信号（通信中的信号即为此类信号）的性质、规律，以及对其分析的方法。所有这些对我们学好《通信原理》课有着重要的意义，不论缺少了哪一部分，都会或多或少地影响对通信原理的学习。 三、《通信原理》课的特点及其学习中应注意的问题 《通信原理》课作为敲门砖般的专业基础课，有其自身的一些特点，主要表现在以下的三个方面： 1．强的理论性 《通信原理》课有极强的理论性，表现为有大量、严密的数学推导和公式（这也正是我们要求有好的数学基础的原因），而且分析、推导的方法往往从时域和频域同时展开（《信号与系统》课的功劳），这要求我们从时域和频域的不同侧重点，全面、准确、方便地理解信号，掌握系统处理的特点和结果。这些充分体现
第一章绪论 1 通信系统的基本模型页2图1.2-1 2 模拟通信系统的基本模型页3图1.2-2 数字通信系统的基本模型页3图1.2-3 3 数字通信和模拟通信相比的优缺点页4 4 信息量的定义页4 式1.3-1 5 信息熵的定义页5 式1.3-2 6 有效性：是指要求系统高效率的传输信息，即在给定的信道内“多”“快”的传送信息 可靠性：是指要求系统可靠的传输信息，即在给定信道内接受到的信息要“准”“好” 7 模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽表示；可靠性用整个通信系统的输 出信噪比来衡量 数字通信系统的的有效性指标用传输速率表示；可靠性用差错率来衡量 传输速率有两种：码元传输速率和信息传输速率，二者的含义及相应的关系式1.4-1,1.4-2 差错率有两种：误码率和误信率，二者的含义及公式1.4-3,1.4-4
第二章信道 2.1 信道的定义及分类 1 调制信道和编码信道的划分页9图2.1-1 调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端 2.3 恒参信道 1 恒参信道的特性与时间无关，是一个非时变线性网络，该网络的传输特性可用幅度-频率及相位-频率特性来表示。 2 幅度-频率特性的定义及式2.3-1 3 相位-频率特性的定义及式2.3-2，2.3-3 及图2.3-2 2.4 变参信道 多径传播及多径效应的定义页12 2.5 随机过程的基本概念 1 一维分布函数，概率密度，及n维的分布函数和概率密度的定义，式2.5-1到2.5-4 2 随机过程的数字特征：数学期望，方差，协方差，自相关函数的定义式2.5-5到2.5-8 3 平稳随机过程的定义式2.5-9 4 广义平稳随机过程的定义（数学期望及方差与时间无关，自相关函数仅与时间差有关） 页16 5 平稳随机过程的遍历性（各态历经性）：“时间平均代替统计平均”式2.5-10到2.5-12 6 随机过程通过线性系统：图2.5-2 式2.5-13 到2.5-16 维纳-辛钦定理 7 平稳随机过程通过乘法器：图2.5-3 式2.5-17 到2.5-22 2.6 信道的加性噪声 1 干扰：周期性的、规律的有害信号 噪声：其他的有害信号 2 乘性噪声，加性噪声 3 加性噪声的来源：人为噪声（可消除），自然噪声（难消除），内部噪声（热噪声和散弹噪声） 3 白噪声：定义，式2.6-3 2.6-4，图2.6-1 4 窄带高斯噪声： w，当高斯白噪声通过窄带网络时，其输出噪声只能窄带网络的带宽W远小于中心频率0 集中在中心频率附近的带宽内，这种噪声称之为窄带高斯噪声。功率谱及波形见20页图2.6-2 窄带噪声的形式：式2.6-5到式2.6-12 2.7 信道容量 1. 信道容量公式（香农公式）式 2.7-1及所得到的4个结论
《通信原理》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：《通信原理》 参考学时：60 实验学时：18 先修课及后续课：先修课：电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础 后续课：现代DSP技术 （一）说明部分 1．课程性质 本课程是通信工程、电子信息工程本科专业的一门重要的专业基础课，授课对象为在校本、专科学生。该课程设置的目的是使学生学习和掌握通信原理的基本知识，为后续专业课程的学习打下良好的基础。 2．教学目标及意义 通过本课程的学习使学生掌握通信系统基础理论知识，使学生掌握典型通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法、工程计算方法和实验技能等。了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识和理论背景，为学生形成良好的专业素质打好基础。 3．教学内容和要求 通信系统是通信、电子信息及相关专使学生学习和掌握通信原理的基本知识，它运用了高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，以及信号与线性系统分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。掌握模拟信号数字化技术的基础理论。重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。 本课程配有通信原理实验，主要涉及的内容有对模拟信号的数字化部分如：脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM、增量调制△M等；有数字信号的调制部分如：二相PSK（DPSK）、FSK等。 4．教学重点、难点 教学的重点在于模拟信号的编码、数字信号的传输及差错控制部分。其中基带传输部分介绍的无码间串扰系统及频带传输部分介绍的最佳接收是难点。 5．教学方法和手段 本课程需要运用先修的高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，信号与系统分析方法，又涉及到后续专业课程的各个领域，本课的理论性和应用性均较强。因此教学上采用课内和课外教学相结合。课内以课堂教学为主，课后学生自学部分内容的形式，课外教学则
通信原理复习提纲 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
《通信原理》复习提纲 一、选择题、填空题、简答题 1.模拟和数字通信系统的主要性能指标有哪些？ 数字：有效性：传输速率，包括码元速率和信息速率；可靠性：错误率，包括误码率和误比特率 模拟：有效性：信号的带宽；可靠性：信噪比 2.电磁波的主要传播方式有哪几种？它们的特点是什么？ 电磁波的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。 地波频率较低（约2MHz以下），趋于沿弯曲的地球表面传播，具有一定的绕射能力，传播距离超过数百千米或数千千米； 天波频率较高（2MHz~30MHz），它能被电离层反射，通过电离层反射传播，传播距离可以达10000km以上； 视线传播的电磁波频率高于30MHz，能够穿透电离层不被反射且沿地绕射能力也很差，类似于光波那样传输，利用无线电中继或者卫星通信，平流层通信传播 3.什么是信道衰落？其时域和频域特性是怎样的？ 衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。导致信号衰落的信道被称作衰落信道。在时域上，分为慢衰落和快衰落；在频域上，分为平坦性衰落和选择性衰落。 4.噪声按来源可分为哪几种？按性质可分为哪几种？ 按来源分可以分为人为噪声（电火花、家用电器）和自然噪声（闪电、大气噪声、热噪声）两类；按性质分可以分成脉冲噪声（电火花、闪电）、窄带噪声（交流电源、相邻电台）和起伏噪声（热噪声、散弹噪声、宇宙噪声）三类。 5.模拟信道的模型是什么？ 6.数字信道的模型是什么？ 7.模拟调制主要有哪几种？它们的典型应用有哪些？ 线性调制：振幅调制（AM）-广播，双边带调制（DSB）-立体声广播，单边带调制（SSB）-载波通信、无线电台、数据传输，残留边带调制（VSB）-电视广播、数据传输、传真 非线性调制：（角度调制）频率调制（FM）-微波中继、卫星通信、广播，相位调制（PM）-中间调制方式 8.什么是线性和非线性调制？它们的主要区别是什么？
通信原理第六版课后思考题 第1章绪论 1、何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？ 答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值； 模拟信号：电信号的参量取值连续； 两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。 2、画出模拟通信系统的一般模型。 3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点： 1）传输的信号是离散式的或数字的； 2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应； 3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累； 4）传输差错可以控制； 5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理； 6）便于加密，可靠性高； 7）便于实现各种信息的综合传输 3、画出数字通信系统的一般模型。 答： 4、按调制方式，通信系统如何分类？ 答：分为基带传输和频带传输 5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM） 7、通信系统的主要性能指标是什么？
第3章随机过程 1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？ 答：均值：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。 方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。 相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？ 的任意有限维分布函数与时间起点无关。 广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。2 严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。 4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？ 答：自相关函数性质： (1) (2) (3)——的上界。 (4)R(∞ (5)R(0)- R(∞ 平稳过程的功率谱密度与其自相关函数是一对傅里叶变换关系： 5、什么是高斯过程？其主要性质有哪些？ 答：如果随机过程的任意n维分布服从正态分布，则成为高斯过程。 性质：(1)高斯过程的n维分布只依赖于均值，方差和归一化协方差。 (2)广义平稳的高斯过程是严平稳的。 (3)如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是同级独立的。 (4)高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高低过程。 8、窄带高斯过程的包络和相位分别服从什么概率分布？ 答：包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 9、窄带高斯过程的同相分量和正交分量的统计特性如何？ 答：若该高斯过程平稳，则其同相分量和正交分量亦为平稳的高斯过程，方差相同，同一时刻的同相分量和正交分量互不相关或统计独立。 10、正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从什么分布？ 答：广义瑞利分布（莱斯分布）。 11、什么是白噪声？其频谱和自相关函数有什么特点？白噪声通过理想低通或理想带通滤 波器后的情况如何？ 答：噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数，则称为白噪声。 频谱为一常数，自相关函数只在R(0)处为∞。 白噪声通过理想低通和理想带通滤波器后分别变为带限白噪声和窄带高斯白噪声。
《移动通信》课程教学大纲 一、课程名称：（移动通信原理与系统） ( 32学时） 二、先修课程：通信原理、通信网基础 三、适用专业：通信工程专业 四、课程教学目的 本课程是通信工程本科专业课。移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。因此从某种意义上可以说，移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论，了解和掌握移动通信的发展、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抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。 五、课程教学基本要求 1．理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型； 2．掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术； 3．理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术； 4．掌握移动通信系统的组网技术； 5．掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理； 6．掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD－SCDMA系统的基本原理和应用； 7．了解未来移动通信的发展。 六、教学内容及学时分配（不含实验） 第一章概述 1学时 第二章移动通信电波传播环境与传播预测模型 4学时内容： ●无线传播的特点以及对无线通信的影响； ●无线信道的特性，研究方法 ●无线信道的分析基础（分布，特性参数等） ●简单介绍建模技术和仿真技术基础 ●介绍常见的几种传播预测模型 ●说明应用范围和应用方法
第一章 1.通信的目的是传输消息中所包含的息。消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。.信号是消息的传输载体。 2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．， 3.通信系统有不同的分类方法。按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。 4.数字通信已成为当前通信技术的主流。 5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。缺点是占用带宽大，同步要求高。 6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。 7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。 8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。 9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时，信源的熵有最大值。 10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。 11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。 12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。 13.码元速率在数值上小于等于信息速率。码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。 第二章 14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。 15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。 16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。 17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示，级数的各项构成信号的离散频谱，其单位是V。 19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示，波形变换得出的函数是信号的频谱密度，其单位是V/Hz 。 20.只要引入冲激函数，我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度。 21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布，其单位是J/Hz。功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布，其单位是W／Hz。 22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的，这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|2，称为功率谱，其单位为w。但若用δ函数表示此谱线。则它可以写成功率谱密度|C（f）|2δ（f-nf0）的形式。 23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数。 24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。 25.能量信号的自相关函数R(O)等于信号的能量；而功率信号的自相关函数R(O)等于信
通信原理课程总结 1、建立数学模型的学习方法。将通信系统模块化，我们并不需要了解各个部分具体的电路连接和实现，我们将其用一个模型来代替，研究这个模型的性能。例如在调制解调时，我们注重的是调制的几种分类，他们分别在带宽，抗噪声性能，实现难易程度上的特点。根据不同的条件需要来采用不同的调制。 2、总结分类对比的学习方法。学习过程中，我们不能死记硬背的记模块的性能，相互对比有助于更好理解。模拟调幅波学习时，我们可以将AM，DSB，SSB几种性能做一个简单的总结，将他们优缺点相互对比，既简单又明了还记忆印象深刻。 3、简单逻辑推理的方法。在通信系统中，每种技术的使用都是有原因的。通过简单的推理可以将各种措施方法将相互联系，将各部分之间联系起来，更好的从整体上把握。在数字基带通信中，很容易产生码间串扰，为了消除这种现象，我们采取理想低通和余弦滚降特性的设计。根据他们各自优缺点，我们又引进部分响应这一改进技术。这样我们很容易将这几个知识点联系起来并更好地理解。 4、数学工具的应用。本课程数学推导多且繁琐，但是我们要记得，数学推导过程是我们借助的工具，并不是我们的重点。很多时候我们只要掌握了推导方法即可，千万不要陷入数学计算的漩涡中。很幸运李世银教授带领我们学习这门课程。老师讲课很
有经验，非常有特点。他系统概念很强，善于总结。每堂课前总会带领我们回顾上节课讲过的重点内容，将每章节之间都联系在一起。老师注重启发式教育，每次讲解新的概念时，他不会直接给出而是通过前序章节的学习带我们分析现有系统的状态存在的问题，以此来引入新的概念。通信原理理论性强又比较抽象，李老师经常会举日常生活中例子让我们更好地理解知识点。他人和蔼可亲，上课与大家互动特别多，带动上课的积极性，避免一味讲课灌输式学习。课堂上我们的思想是活跃开放的，不断思考老师提出的问题并和老师互动交流，提高了学习的热情和积极性。《通信原理》有极强的理论性,有大量、严密的数学推导和公式,而且分析推导的方法往往从时域和频域同时展开,要求我们从时域和频域的不同侧面全面、准确、方便地理解信号,掌握系统处理的特点和结果。这些充分体现了它作为专业核心课程的特点。虽然课程学习已经结束，但是在学习本课程中学到的学习方法将会使我们受益匪浅。
通信原理复习题 五、作图题 1．某调制方框图如图a所示。已知m(t)的频谱如图b，载频且理想带通滤波器的带宽为。 试求：（1）理想带通滤波器的中心频率为多少； （2）说明s(t)为何种已调制信号； （3）画出s(t)的频谱图。 2．根据如图所示的调制信号波形，试画出DSB及AM波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 3．请画出采用单边带调幅的调制器和解调器的组成框图？若基带信号的频谱如图所示，载波频率为64kHz，取下边带（滤波为理想），请画出已调信号的频谱？ 4．若有5个频谱范围均为60kHz～108kHz的信号（已包括防护频带），现将这5个信号采用频分复用的方式合成一个频谱为312kHz～552kHz的信号。 试求：（1）对应于这5个信号所用的载波频率分别为多少（取上边带）； （2）画出该频分复用的原理框图； （3）试画出频谱搬移图。 5．设有12路电话信号，每路电话的带宽为4kHz（频谱0kHz～4kHz，已包括防护频带），现将这12路电话信号采用频分复用的方式合成一个频谱为60Hz～108kHz的信号。 试问：（1）用于12路电话频谱搬移的载波频率分别为多少(取上边带)； （2）画出频分复用的频谱搬移图（4kHz的电话频谱用三角频谱表示）。 6．设通信系统的模型如下图所示，请在图中标出调制信道和编码信道。请画出一对输入和一对输出时的调制信道数学模型图和二进制编码信道数学模型图。 7．设有三种传输通道分别如图a、图b和图c所示。 试求：（1）画出这三种传输通道的幅频特性示意图； （2）就失真问题对三种传输通道作简要讨论； （3）若三种传输通道的输入为一个矩形脉冲，请分别画出相应的输出波形草图。 8．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的单极性非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、差分码和双极性归零码的波形。 9．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的NRZ码、RZ码、双极性归零码、AMI码和四电平码的波形。 10．设有一数字码序列为10010000010110000000001，试编为相关码、AMI码和HDB3码？并画分别出编码后的波形？（第一个非零码编为-1）11．设部分响应传输系统如图所示，若为100110100101。请画出各点的波形。 12．请画出眼图的模型结构图，并解释个部分所代表的含义。 13．设发送数字信息序列为11010011，码元速率为。现采用2FSK进行调制，并设对应“1”；对应“0”；、的初始相位为00。 试求：（1）画出2FSK信号的波形。 （2）计算2FSK信号的带宽和频谱利用率。 14．设发送数字信息序列为11010011，码元速率为。现采用2FSK进行调制，并设对应“1”；对应“0”；、的初始相位为00。 试求：（1）画出2FSK信号的波形。 （2）计算2FSK信号的带宽和频谱利用率。 15．设二进制FSK信号为 且等可能出现。 试求：（1）构成相关检测器形式的最佳接收机结构； （2）画出各点可能的工作波形； （3）若接收机输入高斯噪声功率谱密度为，试求系统的误码率。 16．假设有某2DPSK系统，设发送数字信息序列为110100101，码元速率为，载波频率为。 试求：（1）试画出2DPSK信号波形； （2）试画出采用非相干解调法接收的组成框图； （3）根据框图试画出解调系统的各点波形。 17．设数字序列为100101110，波特为1000B，载波频率为2000Hz。 试求：（1）画出相应得2DPSK的波形； （2）画出2DPSK传输系统的非线性变换+滤波法载波同步的组成框图； （3）画出以上组成框图中各点的波形图。 18．设发送数字信息序列为011010001，码元速率为，载波频率为4kHz。 试求：（1）分别画出2ASK、2PSK、2DPSK信号的波形（2ASK的规则：“1”有载波、“0”无载波；2PSK的规则：“1”为00、“0”为1800；2DPSK 的规则：“1”变“0”不变，且设相对码参考码元为“0”）。 （2）计算2ASK、2PSK、2DPSK信号的带宽和频谱利用率。 19．已知一低通信号的频谱为 试求：（1）假设以的速率对进行理想抽样，试画出已抽样信号的频谱草图； （2）若用的速率抽样，重做上题；
《光纤通信原理与技术》课程教学大纲 英文名称：Fiber Communication Principle and its Application 学时：51 学分：3 开课学期：第7学期 一、课程性质与任务 通过讲授光纤通信技术的基础知识，使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机）。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。 二、课程教学的基本要求 要求通过课堂认真听讲和实验课，以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。 三、课程内容 第一章光通信发展史及其优点（1学时） 第二章光纤的传输特性（2学时） 第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时） 第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时） 第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时） 第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时） 第七章光纤传输系统（4学时） 第八章光纤网络介绍（6学时） 第九章光纤通信原理与技术实验（17课时） 四、教学重点、难点 本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用，光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。
五、教学时数分配 教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2） 六、教学方式 理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。 七、本课程与其它课程的关系 1.本课程必要的先修课程 《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程 2.本课程的后续课程 《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。 八、考核方式 考核方式：考查 具体有三种。根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种。第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定。对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。第三种是采用课程论文（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程论文占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。 九、教材及教学参考书 1.主教材 《光纤通信原理与技术》，吴德明编著，科学出版社，第二版，2010年9月 2.参考书 （1）《光纤通信原理与仿真》，郭建强、高晓蓉、王泽勇编著，西南交通大学出版社，第一版，2013年5月 （2）《光通信原理与技术》，朱勇、王江平、卢麟，科学出版社，第二版，2011年8月
1.2.1 通信系统的一般模型 1.2.3 数字通信的特点 (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，将来自不同信源的信号综合到一起传输 (4) 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 (5) 易于加密处理，且保密性好 1.3.1 通信系统的分类 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 。调制传输系统又分为多种 调制，详见书中表1-1。 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 3.1.2 随机过程的数字特征 均值（数学期望）： 方差： 相关函数 3.2.1 平稳随机过程的定义 （1）其均值与t 无关，为常数a ； （2）自相关函数只与时间间隔τ 有关。 把同时满足（1）和（2）的过程定义为广义平稳随机过程。 3.2.2 各态历经性 如果平稳过程使下式成立 则称该平稳过程具有各态历经性。 3.2.4 平稳过程的功率谱密度 非周期的功率型确知信号的自相关函数与其功率谱密度是一对傅里叶变换。这种关系对平稳随机过程同样成立，即有 []∫∞∞?=dx t x xf t E ),()(1ξ} {2)]()([)]([t a t E t D ?=ξξ2121212212121),;,()] ()([),(dx dx t t x x f x x t t E t t R ∫∫ ∞∞?∞∞?==ξξ???==)()(τR R a a ∫∫ ∞ ∞?∞∞??==ω ωπτττωωτξωτξd e P R d e R P j j )(21)()()(
3.3.2 重要性质 广义平稳的高斯过程也是严平稳的。 高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高斯过程。 3.3.3 高斯随机变量 （1）f (x )对称于直线 x = a ，即 （2） 3.4 平稳随机过程通过线性系统 输出过程ξo (t )的均值: 输出过程ξo (t )的自相关函数： 输出过程ξo (t )的功率谱密度: 若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 如果线性系统的输入过程是高斯型的，则系统的输出过程也是高斯型的。 3.5 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Δf 内，即满足Δf << 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。 3.7 高斯白噪声和带限白噪声 白噪声n (t ) 定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声 － 双边功率谱密度 － 单边功率谱密度 4.1 无线信道 电磁波的分类： 地波：频率 < 2 MHz ；距离：数百或数千千米 天波：频率：2 ~ 30 MHz ；一次反射距离：< 4000 km 视线传播：频率 > 30 MHz ；距离: 4.3.2 编码信道模型 P(0 / 0)和P(1 / 1) － 正确转移概率，P(1/ 0)和P(0 / 1) － 错误转移概率 P (0 / 0) = 1 – P (1 / 0) P (1 / 1) = 1 – P (0 / 1) 2)(0 n f P n =)(+∞<
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
“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
复习提纲 第 1 章绪论 1. 了解通信方式 2. 了解通信系统的一般模型 3. 掌握模拟通信系统和数字通信系统的特点（主要的区别） 4. 掌握信息的度量：信息量的计算及平均信息量的计算，熵的计算 5. 掌握通信系统中主要性能指标（码元传输速率，信息传输速率，频带利用 率） 第2 章确知信号 1. 掌握功率信号的频谱书上的例子，看题 2. 掌握能量信号的频谱密度 3. 了解能量信号的能量谱密度 4. 了解功率谱的功率谱密度 5. 掌握能量信号的自相关函数计算 6. 掌握功率信号的自相关函数计算 第 3 章随机过程 1. 熟练掌握平稳随机过程（概念，判断，平稳过程的自相关函数，平稳过程的功率谱的计算） 2. 熟练掌握高斯随机过程 3. 熟练掌握窄带随机过程 4. 熟练掌握正弦波加窄带高斯随机过程 5. 了解高斯白噪声和带限白噪声
第 4 章信道 1. 了解各种信道的数学模型 2. 熟练掌握信道容量的概念（离散，连续）及信道容量的计算 第 5 章模拟调制系统 1. 熟练掌握AM ，DSB,SSB 调幅信号的时域表达式，频谱图，信号带宽 2. 熟练掌握各种调幅波（AM,DSB,SSB ）的调制电路及解调电路 3. 熟练掌握线性调制系统的抗噪声性能（AM,DSB,SSB ） 4. 熟练掌握调频信号的产生（单频调制的时域表达式，调制指数，带宽等指标的计算） 5. 掌握宽带调频信号的抗噪声性能 第 6 章数字基带传输系统 1. 熟练掌握AMI,HDB3 码的波形及编码规则 2. 熟练掌握数字基带信号的频谱特性 3. 熟练掌握无码间串扰的基带传输特性（无码间串扰条件，奈奎斯特第一准则） 4. 熟练掌握无码间串扰的传输特性设计（特别是余弦滚将特性设计） 5. 熟练掌握基带传输系统的抗噪声性能（眼图） 6. 熟练掌握部分响应（第I 类部分响应波形）（特别是注意采用预 编码——相关编码——模 2 判决） 7. 熟练掌握时域均衡的最小峰值法（迫零调整法的原理及设计） 第7 章数字带通传输系统 1. 熟练掌握ASK,FSK,PSK,DPSK 信号的时域表达式，频域表达式及波形，带宽等指标
《现代通信原理》教学大纲 Modern Communication Principles 一、课程教学目标 1、任务和地位： 本课程是通信及相关专业的专业基础课，是通信专业的必修课程。本课程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。 2、知识要求： 本课程运用了《高等数学》、《概率论》、《线性代数》等专业数学知识，以及《信号与系统》分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。重点分析数字通信系统的组成模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。 3、能力要求： 通过本科程的学习，使学生掌握现代通信系统的基本原理、基本模型、基本性能和基本分析方法，能对实际物理问题建立相应的数学模型，通过对模型进行数学分析来解决实际物理问题。 二、教学内容的基本要求和学时分配 2、具体要求： 第一章绪论
[目的要求] 1.了解通信的概念。了解信息量、平均信息量的概念及定义。 2.了解模拟通信系统和数字通信系统的组成，了解通信的方式。 3.掌握通信系统性能度量的指标。 [教学内容] 1.通信的概念，通信系统的组成和分类，通信的方式。 2.信息及其度量，信息量和平均信息量。 3.通信系统的性能度量。 [重点难点] 信息、信息量的定义及平均信息量的计算，通信系统性能的度量。 [教学方法] 课堂讲解 [作业] 3道 [课时] 3 第二章信号与系统基础知识 [目的要求] 1.巩固确定信号与线性系统，积分变换的内容。 2.了解随机过程的概念及一般表述。 3.理解平稳随机过程、高斯过程、窄带随机过程的基本内容。 4.掌握平稳随机过程的性质、随机过程通过线性系统的基本描述。 5.掌握加性高斯白噪声、低通噪声的特点和功率谱密度。 [教学内容] 1、信号通过系统的过程。确定信号的时域和频域分析。傅立叶变换关系式，傅立叶变 换的主要运算特性，常用信号的傅立叶变换。 2、卷积定义式，时域卷积定理，频域卷积定理。 3、信号的能量和能量谱密度；信号的功率和功率谱密度。 4.随机过程的概念及一般表述。 5.平稳随机过程、高斯过程、窄带随机过程。 6.平稳随机过程的性质、随机过程通过线性系统。 7.加性高斯白噪声、低通噪声的特点和功率谱密度。 [重点难点] 随机过程的概念、窄带随机过程、平稳随机过程的性质、高斯白噪声 [教学方法] 课堂讲解 [作业] 6道 [课时] 9 第三章模拟线性调制 [目的要求] 1.了解幅度调制原理及抗噪声性能 2.理解频分复用（FDM）的概念 3.掌握幅度调制原理及抗噪声性能 [教学内容] 1.幅度调制信号的调制与解调方法及频谱表示方法。 2.幅度调制系统的抗噪声性能。