通信原理(信道第一次)

湘潭大学通信原理实验报告书课程名称：通信原理题目：数字基带传输系统的MATLAB仿真模拟信号幅度调制仿真实验学生姓名：唐绪泉学号：2010964530班级：2010级通信工程班指导教师：王仕果2012年12 月实验一数字基带传输系统的MATLAB仿真一、实验目的：1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生；3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质；5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。

二、实验内容1、编写MATLAB程序产生离散随机信号2、编写MATLAB程序生成连续时间信号3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号三、实验原理：从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。

而从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。

例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调制等则是信号层次上的处理。

码的变换是易于用软件来仿真的。

要仿真信号的变换，必须解决信号与信号系统在软件中表示的问题。

3.1 信号及系统在计算机中的表示3.1.1 时域取样及频域取样一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间（-∞，+∞）上的连续函数，但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理（-∞，+∞）这样一个时间段。

为此将把s(t)按区间,22TT⎡⎤−⎢⎥⎣⎦截短为s T(t)，再对s T(t)按时间间隔Δt均匀取样，得到取样点数为：TNtt=Δ (3-1)仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。

显然Δt反映了仿真系统对信号波形的分辨率，Δt越小，则仿真的精确度越高。

第一次作业答案第一章2、3、5、6；第二章1、3、9、10第三章1、3、4、5第一章2. 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。

解：信源与信宿：信源是将消息转换为电信号；信宿则是将电信号还原为原始消息。

信源编码和信源解码：信源编码对模拟信源作用有二：模/数转换和码率压缩；对数字信源来说，进行码率压缩来提高传输效率。

信源解码是信源编码的逆过程。

信道编码和信道解码：信道编码是为提高系统的可靠性，达到纠错和检错的目的而按照一定规律进行的编码过程；信道解码是信道编码的逆过程。

调制和解调：数字调制的任务就是把数字基带信号转换成适于信道传输的数字已调信号；数字解 调是数字调制的逆过程。

信道：是信号传输的媒介。

噪声源：通信系统的噪声可以用噪声源来集中表示。

3. 衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？答：衡量数字通信系统的主要性能指标有有效性和可靠性。

有效性是指消息传输的多少。

即指单位时间内，在给定信道所传输信息内容的多少。

数字通信系统常用符号速率和信息速率来表示；可靠性是指消息传输的质量，即指接收信息的准确程度。

数字通信系统常用误码率和误信率来表示。

5. 设有四个消息符号，其前三个符号出现概率分别是1/4，1/8，1/8。

各消息符号出现是相对独立的。

求该符号集的平均信息量。

解：已知三个符号的概率分别为：1/4，1/8，1/8，则第四个符号的概率为1－（1/4＋1/8＋1/8）＝1/2则该符号集的平均信息量为：422221121()log (1/)log 4log 8log 24821.75/i i i H X p p bit ===⨯+⨯+⨯=∑符号6. 一个离散信号源每毫秒发出四种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为0.4，0.3，0.2，0.1。

求该信号源的平均信息量与信息速率。

解：先求离散信源的平均信息量： 42122221()log 11110.4log 0.3log 0.2log 0.1log 0.40.30.20.11.85i i iH x p p ===⨯+⨯+⨯+⨯=∑比特/符号 信息速率为每个符号的信息量与每个符号的持续时间的比值：即33() 1.85 1.8510(/)10b s H x R b s T -===⨯第二章 1.将均值为零、功率谱密度为0n /2的高斯白噪声加到如图1所示的低通滤波器的输入端。

通信原理第一章小结通信原理是一门介绍通信系统基本原理和技术的学科。

本文将对通信原理第一章内容进行小结，包括通信系统的基本构成、模拟信号与数字信号的特点以及常用的调制技术。

一、通信系统的基本构成通信系统是由发送机、信道和接收机组成的。

发送机将信息转化为信号，并通过信道传输到接收机，接收机将信号恢复为信息。

在通信系统中，发送机的主要任务是将信息转化为便于传输的信号。

信道是信息传输的媒介，可以是有线传输线路、光纤或者无线信道等。

接收机负责将接收到的信号恢复为原始的信息。

二、模拟信号与数字信号的特点1. 模拟信号模拟信号是一种连续的信号，它的取值可以是任意的实数。

模拟信号可以通过不同的方式表示，例如电压、电流或者声音的振幅。

模拟信号具有以下特点：•连续性：模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的。

•无失真传输：模拟信号在传输过程中不会发生形状或幅度的变化。

2. 数字信号数字信号是一种离散的信号，它的取值只能是离散的整数。

数字信号通过采样和量化将连续的模拟信号转化为离散的信号。

数字信号具有以下特点：•离散性：数字信号在时间和幅度上都是离散的。

•误差累积：数字信号在采样和量化过程中会引入误差，这些误差会随着传输的进行不断累积。

三、常用的调制技术调制是指将原始信号转换为适合传输的信号。

常用的调制技术包括模拟调制和数字调制。

1. 模拟调制模拟调制是指通过改变载波的某些参数来表示原始信号的调制技术。

常见的模拟调制技术有： - 幅度调制（AM）：通过改变载波的振幅来表示原始信号。

- 频率调制（FM）：通过改变载波的频率来表示原始信号。

- 相位调制（PM）：通过改变载波的相位来表示原始信号。

2. 数字调制数字调制是指将原始信号转换为离散的数字信号的调制技术。

常见的数字调制技术有： - 脉冲调制（PAM）：通过改变脉冲的幅度来表示数字信号。

- 正交幅度调制（QAM）：通过改变两个正交载波的幅度和相位来表示数字信号。

- 正交频分复用（OFDM）：将数字信号分成多个子载波进行传输。

樊昌信通信原理通信原理是现代信息社会中非常重要的一门学科，它涉及到了信息的传输、处理和存储等方面的知识。

樊昌信通信原理作为这一学科的重要组成部分，对于理解和应用通信技术具有重要意义。

本文将从樊昌信通信原理的基本概念、原理和应用等方面进行介绍，希望能够为读者提供一些帮助。

首先，我们来谈谈通信原理的基本概念。

通信原理是指利用各种信号传输技术，将信息从一个地方传输到另一个地方的一种技术。

它涉及到了信号的产生、调制、传输、解调和接收等多个环节，是信息传输的基础。

樊昌信通信原理则是在这一基础上，结合了樊昌信通信领域的特点和需求，对通信原理进行了深入研究和应用。

其次，我们来探讨一下樊昌信通信原理的原理。

樊昌信通信原理主要包括了数字通信原理、模拟通信原理、信道编码原理、调制解调原理等内容。

其中，数字通信原理是指利用数字信号进行信息传输的原理，而模拟通信原理则是指利用模拟信号进行信息传输的原理。

信道编码原理是指在信道传输过程中对信息进行编码和解码的原理，调制解调原理则是指将信息信号转换成载波信号进行传输，并在接收端将其解调还原成信息信号的原理。

这些原理的深入理解对于樊昌信通信领域的工程师和研究人员来说至关重要。

最后，我们来谈谈樊昌信通信原理的应用。

樊昌信通信原理在通信领域有着广泛的应用，比如在移动通信、卫星通信、光纤通信等方面都有着重要的作用。

通过对樊昌信通信原理的深入研究和应用，可以实现更快速、更稳定、更安全的信息传输，为人们的生活和工作带来便利。

同时，樊昌信通信原理的应用也推动了通信技术的不断创新和发展，为信息社会的建设做出了重要贡献。

总之，樊昌信通信原理作为通信原理的重要组成部分，对于现代通信技术的发展具有重要意义。

通过对樊昌信通信原理的学习和应用，可以更好地理解和掌握通信原理的基本原理和技术，为通信领域的发展和应用提供更多的可能性。

希望本文能够为读者对樊昌信通信原理有更深入的了解提供一些帮助。

通信原理通信系统通信原理是指通过特定的信号传输介质，将信息从一个点传递到另一个点的过程。

而通信系统是由多个部分组成的复杂系统，包括信源、信道、信号处理、调制解调等各个模块，完成信号的产生、传输和转换的过程。

以下是对通信原理以及通信系统的详细介绍。

一、通信原理1.1信道信道是传输信号的媒介，可以是空气、铜线、光纤等。

在传输过程中，信号会受到信道噪声和失真等干扰，因此需要进行信道编码和解码，以及信号调制和解调等处理方式。

1.2信源信源是产生信号的源头，可以是数字信号或者模拟信号。

而数字信号与模拟信号的区别在于数值表示方式的不同，数字信号是通过二进制数来表示，而模拟信号则是通过连续的变化来表示。

1.3调制解调调制解调是一种将信息信号转换为适合传输的信号的技术，包括模拟调制、数字调制等方式。

而调制的过程就是将信息信号的频率、振幅等特征放在载波信号上，而解调则是将信号转换为原始的信息信号。

二、通信系统通信系统由多个部分组成，例如信源、信号处理、调制解调等模块。

下面对每个模块进行详细介绍。

2.1信源信源包括模拟信号和数字信号。

模拟信号是通过连续的变化来表示，例如声波、图像等。

而数字信号则是通过二进制数来表示，例如电脑信息、数字音频等。

2.2信号处理信号处理是指将信号转化为适合传输的信号的过程，可以通过滤波器、放大器、数字信号处理器等方法实现。

滤波器可以滤除无用信号，放大器可以增强信号强度，数字信号处理器可以对信号进行编码和解码等处理。

2.3调制解调调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号的过程，包括模拟调制和数字调制。

模拟调制包括振幅调制、频率调制和相位调制。

而数字调制包括PSK、FSK、ASK和QPSK等数字调制方式。

2.4频谱分析频谱分析是通过测量信号在频域上的特征，包括幅度、相位和频率等，来确定信号的频谱结构。

常见的方法包括FFT（快速傅里叶变换）和STFT（短时傅里叶变换）等。

2.5信道编码信道编码是一种通过添加冗余信息来提高信号传输的可靠性的技术，例如海明码、卷积码等方式。

通信原理是什么
通信原理是指在信息传输过程中，按照一定的规则和方法进行信息的发送、传输和接收的原理。

它包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等各个环节。

通信原理的基本过程包括以下几个步骤：首先，发送方将要传输的信息转化为合适的信号形式。

这个过程称为信号的产生。

然后，发送方对信号进行调制，将其变换为能够在传输介质上传输的合适形式。

调制可以通过改变信号的频率、振幅、相位等来实现。

接着，调制后的信号通过传输介质进行传输，传输介质可以是电磁波、光纤、铜线等。

传输的过程中，信号可能会经历衰减、失真等影响传输质量的因素。

然后，在接收端，接收方对传输的信号进行解调，将其变换为能够被接收方理解的形式。

最后，接收方将解调后的信号转化为原始的信息。

在通信原理中，还有一些重要的概念和技术，如调制解调器、信道编码、调制方式等。

调制解调器用于实现信号的调制和解调功能。

信道编码则可以提高信号传输的可靠性和抗干扰性能。

调制方式则决定了信号在传输介质上的传输特性。

总之，通信原理是通信技术的基础，它通过信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节实现信息的传输和交流。

不同的通信原理和技术可以应用于不同的场景和需求，以实现高效、可靠的信息传输。

通信原理实验指导书思考题答案实验一思考题P1-4：1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。

位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。

通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。

帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。

尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。

克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。

2、自行计算其它波形的数据，利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。

答：在实验前，我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。

当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。

该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。

自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路，最好先用万用表描出整个硬件电路。

此题建议让学生提供设计思路，在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。

提示如下：工作流程同已有的信号源，波形的数据产生举例如下：a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点，表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中，根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址，循环周期显示输出即为我们所设计的波形。

通信原理分析
通信原理是指在信息传输过程中所依赖的基本原理和方法。

它涉及到信息源、信号调制、信道传输、信号解调和信息接收等环节。

首先，信息源产生的信号经过信号调制变成适合传输的信号。

在信号调制过程中，通过改变信号的频率、幅度、相位等特性，将信息转换成高频信号，以便在信道中进行传输。

常用的调制方式包括调幅、调频和调相。

接下来，经过信道传输的信号可能会受到噪声的干扰和衰减。

噪声是由于各种原因引起的无用信号，它会使原始信号与传输信号混叠，导致信息失真。

为了减小噪声对信号的影响，可以采用增大信号功率、优化信道设计和使用编码纠错技术等方法。

在信号解调过程中，利用逆变换将传输信号恢复成原始信号。

根据之前信号调制的方式，可以选择相应的解调方式，如解调器、调制解调器等。

最后，经过信号解调后的信号被转换为可理解的信息，并交由信息接收者进行接收和处理。

接收端需要根据之前信息源产生信号的特性，逆向进行信息解码和还原。

通过以上的分析，我们可以明确通信原理中涉及到的重要环节和各个环节之间的关系。

这些基本原理和方法为信息传输提供了基础，同时也为通信技术的发展和应用提供了理论基础。

习题课（from 1~7）第四章 信道4-6某个信源由A 、B 、C 和D 4个符号组成。

设每个符号独立出现，其出现概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16，经过信道传输后，每个符号正确接收的概率为1021/1024，错为其它符号的条件概率(/)i j P x y 均为1/1024，试求出该信道的容量C 。

解：根据离散信道信道容量的定义，()max[()(|)]p x C H X H X Y =-。

即，以()p x 为变量，取()(|)H X H X Y -的最大值。

4441114441111(|)()(|)()(|)log(|)1102110241()(|)log ()[log 3*log1024](|)102410211024102110241[log 3*log1024]*10.0335/102410211024j j j i j j j i i j j i j j j i j i j H X Y p y H X y p y p x y p x y p y p x y p y p x y bit symbol ==========+=+=∑∑∑∑∑∑ (1) 通过上述计算发现，对题中所给的对称信道，(|)H X Y 是一个常数，与()p x 无关。

因此，最大化()(|)H X H X Y -简化为最大化()H X 。

根据题意，X 有4种可能，因此()2/H X bit symbol ≤，则()max[()(|)]20.0335 1.9665/p x C H X H X Y bit symbol =-=-=(2)@知识点：离散信道信道容量的定义。

在离散对称信道下，通过计算可知(|)H X Y 是与输入无关的常数。

这使得信道容量的计算得到简化。

@注意：题中的概率值(/)i j P x y ，不是信道转移概率，而是后验概率。

信道转移概率定义为(/)j i P y x ，计算需要严格按照信道容量的定义()max [()(|)]p y C H Y H Y X =-进行，这时需要搜索C 最大时对应的概率值。