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通信原理简明教程南利平潘改

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最佳接收机(匹配滤波器)

最佳接收机(匹配滤波器)

电子科技大学通信学院《通信原理及同步技术系列实验六》最佳接收机（匹配滤波器）班级学生学号教师一、实验目的1、运用MATLAB软件工具，仿真随机数字信号在经过高斯白噪声污染后最佳的恢复的方法。

2、熟悉匹配滤波器的工作原理。

3、研究相关解调的原理与过程。

4、理解高斯白噪声对系统的影响。

5、了解如何衡量接收机的性能及匹配滤波器参数设置方法。

二、实验原理对于二进制数字信号，根据它们的时域表达式及波形可以直接得到相应的解调方法。

在加性白高斯噪声的干扰下，这些解调方法是否是最佳的，这是我们要讨论的问题。

数字传输系统的传输对象是二进制信息。

分析数字信号的接收过程可知，在接收端对波形的检测并不重要，重要的是在背景噪声下正确的判断所携带的信息是哪一种。

因此，最有利于作出正确判断的接收一定是最佳接收。

从最佳接收的意义上来说，一个数字通信系统的接收设备可以看作一个判决装置，该装置由一个线性滤波器和一个判决电路构成，如图1所示。

线性滤波器对接收信号进行相应的处理，输出某个物理量提供给判决电路，以便判决电路对接收信号中所包含的发送信息作出尽可能正确的判决，或者说作出错误尽可能小的判决。

图1 简化的接收设备假设有这样一种滤波器，当不为零的信号通过它时，滤波器的输出能在某瞬间形成信号的峰值，而同时噪声受到抑制，也就是能在某瞬间得到最大的峰值信号功率与平均噪声功率之比。

在相应的时刻去判决这种滤波器的输出，一定能得到最小的差错率。

匹配滤波器是一种在最大化信号的同时使噪声的影响最小的线性滤波器设计技术。

注意：该滤波器并不保持输入信号波形，其目的在于使输入信号波形失t输出信号值相对于均方根（输出）噪声值达到真并滤除噪声，使得在采样时刻最大。

1.一般情况下的匹配滤波器匹配滤波器的一般表示式如图2所示。

s(t)： 匹配滤波器输入信号； n(t)： 匹配滤波器输入噪声； s 0(t)：匹配滤波器输出信号； n 0(t)：匹配滤波器输出噪声；h(t)或H(f)：匹配滤波器。

通信原理(1).

通信原理(1).

信道解码是信道编码反过程。
④调制和解调:数字调制的任务是把各种数 字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带 信号。经变换后的已调信号有两个基本特征: 一
是携带信息,二是适应在信道中传输。数字解
调
是数字调制的逆变换。
⑤信道:信道是信号传输的通道(媒质)。信道 分为有线和无线信道.在某些有线信道中,若传输 距离不远,通信容量不大时,数字基带信号可以直 接传送,称为基带传输;而在无线信道和光缆信道 中,数字基带信号必须经过调制,即把信号频谱搬 移到高处才能传输,这种传输称为频带传输。
模拟通信中的两种变换: (1)发送端的连续消息要变换成原始电信号(非 电/电转换),接收端收到的信号要反变换成连续消 息(电/非电转换)。即非电/电转换和电/非电转换。 (2)将原始电信号变换成其频带适合信道传输 的信号,称为调制,接收端进行反变换,称为解调。
(3)经过调制后的信号称为已调信号,有两个基
(3)信道:是指信号传输的通道,即传输媒质,分 为有线和无线两类。 (4)噪声源:是信道中的噪声以及分散在通信 系统其它各处的噪声的集中表示。 (5)接收设备:接收设备的功能与发送设备的 相反的,它能从接收信号中恢复出相应的原始信
号,而受信者(信宿)是将复原的原始信号转换成
相应的消息。
信息源和发送设备统称为发送端;接收设备和
受信者统称为接收端。
1.2.2模拟通信与数字通信系统模型 因为消息有离散消息与连续消息,与它对应的 信号有模拟信号和数字信号,所以就有模拟通信与 数字通信系统之分。
1.模拟通信系统模型
信息源 调制器 信道 噪声 解调器 受信者
该模型与简化模型比较的话发端多个调制器 (或发送设备用调制器换了),接收端的接收设备用 解调器换的。

郑州大学通信原理牛虹第1章

郑州大学通信原理牛虹第1章
log2 px1 , ...
log2 pxn ,
p( x ) 1
i 1 i
n
每个符号所含信息量的统计平均： （信源的平均信息量，信源的熵）
H x px1 log2 px1 px2 log2 px2 ... pxn log2 pxn pxi log2 pxi
Content:
the basic theories and technologies about communication are discussed in this course based on the morden communication systems.that is…
Prerequisites:
1. 信息量的概念
与消息的种类无关 与消息出现的概率有关 I=f［P(x)］，减函数
P(x)→1时，I→0；P(x)→0时I→∞ 具有可加性
I P( x1 ) P( x2 )... I P( x1 ) I P( x2 ) ...
定义：
1 I loga loga P( x) P( x)
通信原理： 研究信息的传输、交换及通信网基本理论 与技术。
通信原理： 研究信息的传输、交换
及通信网基本理论与技 术。
A
C
B
用户8
用户7
用户1
用户6
用户2
用户5
用户3
用户4
(a) 通信用户的全互连
用户8
用户7
用户1
用户6
用户2
用户5
用户3
用户4
(b) 通信用户通过交换设备连接
通信原理：
以现代通信系统为背景，研究信息的 传输、交换及通信网基本理论与技术。 围绕通信系统模型展开。

信息安全课程表(武大)

信息安全课程表(武大)

武大信息安全专业课程简介(一)课程名称（中、英文）计算机导论Introduction to Computer1、课程简介主要讲授计算机科学与技术学科体系、课程体系、知识结构（包括计算机软件与理论、计算机硬件与网络、计算机应用与信息技术等）、计算机法律、法规和知识产权，计算机学生的择业与职业道德等内容。

使学生对所学专业及后续课程的学习有一个整体性、概括性的了解，树立专业学习的信心和自豪感，为今后的学习打下良好的基础。

2、参考书1）Roberta Baber, Marilyn Meyer,《计算机导论》，汪嘉Min译，清华大学出版社，2000。

2 ) Tony Greening 主编，《21世纪计算机科学教育》，麦中凡等译，高等教育出版社，2001。

3）姚爱国等，《计算机导论》，武汉大学出版社，20034) 黄国兴，陶树平，丁岳伟，《计算机导论》，清华大学出版社，2004。

计算机应用基础An Introduction to Computer1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。

目的是使学生掌握必须的计算机基础知识与基本技能，为后续专业基础和专业课程的学习打下良好的基础。

2、指定教材《计算机导论》，姚爱国、杜瑞颖、谭成予等编著，武汉大学出版社，2003年。

电路与电子技术Circuit and Electrical Technology1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课，是学生学习专业知识和从事工程技术工作的理论基础。

通过对该课程的学习，让学生掌握各种电路尤其是电路的组成及基本分析方法，为系统学习专业基础和专业知识打下坚实的基础。

2、参考书目《电路原理》，江缉光主编，清华大学出版社。

《电路原理》，范承志等编，机械工业出版社。

《模拟电子技术基础》，童诗白等主编，清华大学出版社。

《电子技术基础》，康华光主编，高等教育出版社。

数字逻辑Digital Logic1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。

通信原理第06章 数字信号的基带传输

通信原理第06章 数字信号的基带传输
2013-7-13 23
3. BNZS码

N连0取代双极性码 B6ZS码， 取代节为0VB0VB

AMI码及HDB3码的功率谱
2013-7-13
24
6.1.4 多元码

数字信息由码元(符号)组成

码元形式：二元码和多元码

多元码的一个码元表示一个n位二进制码组M=2n 四元码的波形 (M=4, n=2)

线路码型为四元码2B1Q 在2B1Q中，2个二进制码元用1个四元码表示
2013-7-13
25
多元码的码元速率和信息速率的关系


信息速率一定时，多进制降低码元速率，减小 传输带宽，减小 1/log2 M 倍。 码元速率一定时，传输带宽一定 ，多进制提 高信息速率，提高到 log2 M倍。
Rb Rs log2 M
n N
g
N
n (t )

n N
u (t )
n
N
g1 t nTs Pg1 t nTs (1 P) g 2 t nTs (1 P) g1 t nTs g 2 t nTs , 以概率 P un (t ) g 2 t nTs Pg1 t nTs (1 P) g 2 t nTs 以概率 1 P P g1 t nTs g 2 t nTs ,

随机脉冲序列的组成分为两部分 稳态分量a(t) g (t ) a (t ) u (t ) 交变分量u(t)
先求出这两个分量的功率谱，再求出g(t)的 功率谱。

2013-7-13
31
二进制随机脉冲序列的波形图。

课程教学大纲(模板,以《通信原理》改)

课程教学大纲(模板,以《通信原理》改)

课程编号：《通信原理》课程教学大纲一、课程基本信息(一)课程中英名称：Principle of communication(二)学分：3.5 总学时：56+8(三)适用专业：电子信息工程(四)课程性质：专业主干课(五)课程类别：A(六)课程教学目的及任务/本课程的基本要求（要求：1.课程应掌握的理论知识；2.结合培养方案中的“毕业要求”，介绍本课程培养学生的能力要求）通过本课程的学习，使学生获得通信原理的基本概念、基本理论和基本运算推理方法，掌握通信系统的组成，各种通信系统的性能分析和计算。

通过各个教学环节，培养学生将实际通信系统抽象为相应的理论分析模型的能力和将理论知识与实际系统相结合的分析问题、解决问题的能力；培养学生自主学习、文献检索利用、团队协同研究、交流沟通和表述能力。

为后继课程学习和进行实际通信系统设计分析，奠定必要的理论基础知识、基本分析方法和能力。

(七)课程内容简介本课程内容包括：通信基础知识，随机信号与噪声分析的数学知识，信道概念及相关知识，数字基带传输，信号的调制解调原理和实现技术，模拟信号的数字化，数字信号的最佳接收和匹配滤波器等内容。

(八)教材及主要参考书（1）《通信原理》（第七版），樊昌信等，国防工业出版社（2）《现代通信原理》（第2版），曹志刚等，清华大学出版社；（3）《通信原理简明教程》，南利平，清华大学出版社；（4）《概率论与数理统计》，浙大高等数学教研室，高教出版社；（5）《通信电子电路》，于洪珍，电子工业出版社。

(九)先修课程：概率论与数理统计，信号与线性系统，通信电子电路(十)教学团队：李世银教授（课程负责人），宋金玲副教授，赵培培副教授，徐永刚副教授，罗驱波副教授，李宗艳博士讲师，王洪梅博士讲师二、教学计划安排（学时分配表）☆（要求：1.增加课堂“研讨学习”（含课堂讨论、翻转课堂等）和“自主学习”（不同于常规课后作业，主要指教学任务内容中，在教师指导下由学生课外自主学习的内容，教师需安排通过课堂讨论、学生演讲或学习报告等方式进行实质性的指导和考核）；2.工作量计算说明：“研讨学习”为课堂内学时，“自主学习”不计学分，但是经过学院审核认可的“自主学习”将给予相应课时补贴；3.原则上每门课都应有不超过课时量50%的“研讨学习”和“自主学习”环节）三、评价方式☆（1.应体现多元化考核和教学过程平时成绩，对于A类课程必须同时有期末闭卷考试，其他课可根据情况选择期末考试方式；2.须注明考试考核的组成及所占比例）(一)评分标准：百分制(二)考核方式及考核评价组成注重学生综合能力培养，推进多元化综合评定考核模式。

《通信原理概论》课程教学大纲

《通信原理概论》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称(中文、英文) ：通信原理概论Introduction to Communication Principle学时：36学分：2先修课程：信号与系统/Signals and Systems适用专业：电子信息与电气工程学院各专业开课院（系）、教研室：电子信息与电气工程学院教材、教学参考书：英文教材：Digital and Analog Communication Systems （Sixth Edition），Leon W. Couch II，Prentice Hall, 2002.教学参考书：Communication System Engineering（Second Edition），John G.Proakis and Masoud Salehi, Prentice Hall, 2001.中文教材：数字与模拟通信系统(第六版)，Leon W. Couch II著，罗新民等译，电子工业出版社，2002。

教学参考书：通信系通工程（第二版）John G.Proakis and Masoud Salehi著，叶芝慧，赵新胜等译，电子工业出版社，2002。

通信原理（读本），韩声栋。

通信原理简明教程，南利平编著，清华大学出版社，2000。

二、本课程的地位、作用和任务本课程是电子类专业包括通信工程专业及非通信工程专业的基础课程，对于通信工程专业学生来讲，是后续通信课程学习的基础，对非通信工程专业学生来讲，本课程自成体系，对现代通信相关基础知识作较为完整的介绍。

通过本课程的学习，使学生对通信系统的一般模型和通信技术基本原理有较为全面的认识，对模拟及数字通信系统有较为深刻的理解。

本课程主要介绍模拟与数字通信技术的基本原理与方法。

三、本课程的教学内容和基本要求本课程的基本要求是让学生对模拟与数字调制解调技术的基本原理、数字通信信号的选择以及模拟与数字通信系统的性能分析的一般方法有一个比较清晰的理解。

【2019年整理】通信原理(1)


⑥最佳接收和同步:依据最小差错准则进
行接收,可以合理设计接收机达到最佳。同步
是使
收发两端信号在时间上保持步调一致，按照同
步的作用不同，分为载波同步、位同步和网同 步。同步是保证数字通信系统有序、准确、可 靠工作的前提条件。 3.数字通信系统的特点 相对模拟通信系统而言的
（1）优点 ①抗干扰能力强，无噪声积累； ②便于加密处理，保密性强； ③采用差错控制技术，改善传输质量； ④便于集成化，使通信设备微型化； ⑤ 利用现代计算机技术，便于对信息进行处 理、存储、变换。 （2）缺点 ①占据系统频带宽，频带利用率不高。一路 模拟电话占4KHz带宽，而一路数字电话占 20~64KHz带宽； ②对同步要求高，系统设备比较复杂。
受信者统称为接收端。
1.2.2模拟通信与数字通信系统模型 因为消息有离散消息与连续消息,与它对应的 信号有模拟信号和数字信号,所以就有模拟通信与 数字通信系统之分。
1.模拟通信系统模型
信息源 调制器 信道 噪声 解调器 受信者
该模型与简化模型比较的话发端多个调制器 (或发送设备用调制器换了),接收端的接收设备用 解调器换的。
通信原理
通信原理是电子信息与科学技术专业专
业课,理论是52(72)学时,实验24学时
参考书
1.现代通信原理 曹志刚 钱亚生 清华大学出版社 2001年3月 2.通信原理简明教程 南利平 编著 清华大学出版社 1999年11月
通信原理
3.通信原理(第四版) 樊昌信 徐炳祥 吴成柯编 著 国防工业出版社 我们以樊昌信通信原理(第五版) 的内容来 讲,具体要求由西北工业大学的要求,对考研的 同学也有利的。 要学好这门课:(1)概念清楚;(2)框图的理解 (包括波形);(3)数学知识 抓住这3点

樊昌信,通信原理(第七版)-第1章 绪论_BN_20190926


2、 定义
假设P x 表示消息发生的概率， I 表示消息中所含的信息量。
（1）信息量是该消息出现的概率的函数，即 （2）信息量与消息出现的概率成反比
I = I P x
（3）信息量具有相加性，关系式为 I loga P x
1. 离散消息 x 的信息量
P 1，I0
为什么 取对数 ？
P 0，I
示
将信号放 大和反变
换
信息源
模拟信源 数字信源
声音→音频信号 图像→视频信号 字符→数字信号 键盘→数字信号
发送设备
包含变换、放大、滤波、编码、调制等 过程
信道
无线信道 有线信道
自由空间 明线电缆光纤
接收设备
包含分路、解调、译码、纠错等过程
受信者
电信号还原为消息，如扬声器等。
1.2.2 模拟通信系统模型
光纤通信
频分复用 用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率 FDM 范围；
时分复用 用抽样或脉冲调制方法使各路不同信号占用不 TDM 同的时间区间；
码分复用 用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信 CDM 号。
1.3.2 通信方式
按传输方向和时间分： 单工通信： （单向）
半双工通信： （双向、不同时）
信源
发送设备
信道
接收设备
信宿
噪声
两对重要变换：
模拟消息 原始电信号（基带） 信源，信宿 基带信号 已 调 信号（带通） 调制器，解调器
模拟信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪声
信号可以分为模拟信号和数字信号。
➢模拟信号特征：幅度连续，时间可连续也可以不连续。 ➢数字信号特征：幅度离散，一般时间也离散。 通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统。

《通信原理》培训PPT课件第一章


数字通信的主要特点
优点: 1、抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可 消除噪声积累; 2、数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性; 3、数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强； 4、在数字通信中，可以综合传输各种模拟和数字输入 消息，包括语音、文字、图像、信令等；并且便于 存储和处理； 5、数字信号可以通过信源编码进行压缩，以减小冗余 度，提高信道利用率; 6、信噪比随带宽增大按指数规律明显提高； 7、通信设备设计制造更容易，体积更小、重量更轻。
1970-80年
1980年 1990年 1995年
大规模集成电路、商用卫星通信、程控数字交换机、 光纤通信系统、微处理机等迅速发展
实现超大规模集成电路； 综合业务数字网崛起 移动通信系统迅速发展 internet及WWW浏览广泛流行
2000年—— 进入基于微处理器的数字信号处理、数字调谐接收 机、高速个人计算机、扩频通信、数字卫星系统、数字电视、个 人通信系统（PCS）时代
发明真空管
调幅无线电广播 超外差接收机问世 第一台全电子式电视机问世，并于1936年在 英国BBC电台正式投入商用电视广播。 调频无线电广播开播
1937年
发明PCM数字语音传输技术，并用于二次大战的语 音加密通信，构成24路系统。 1940-45年 二次大战刺激了雷达和微波通信系统的发展 1948年 1950年 1956年 发明晶体管； 香农提出了信息论，通信统计理论开始建立 时分多路通信应用于电话 敷设了越洋电缆
1957年
1958年 1958年 1962年
苏联发射了第一颗人造卫星，并传送21天遥测信号
美国发射了第一颗通信卫星，持续6个月遥测信号 开发出第一个集成电路（IC），集成度日益提高。 贝尔实验室研制的第一颗同步通信卫星开始转播 电视节目；1965年第一颗商用通信卫星投入使用。
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29
人类首次远距离无线电通信
1897年5月18日,马可尼进行横跨布里斯托尔（Bristol）海峡的无线电 通信取得成功，通信距离为14公里。
30
影响通信发展的重要发明或理论
1906年,Lee Deforest发明了真空三极管放大器。
1925年，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成了 世界上第一台有实用价值的电视机。 1941年，John V.Atanasoff在衣阿华州立大学发明数字计 算机。 1947年，贝尔实验室的Steve O.Rice给出了噪声的统计描 述。
在一次远洋旅途中，莫尔斯结识了杰克逊。杰克逊是 波士顿城的一位医生，也是一位电学博士。闲聊中，杰克 逊把话题转到电磁感应现象上。
从此，莫尔斯走上了科学发明的崎岖道路。为了维持生活，莫尔斯于 1836年不得不重操旧业，担任纽约大学艺术及设计教授。课余时间，他仍 然继续从事电报发明工作。终于在1837年9月4日，莫尔斯制造出了一台电 报机。 1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，进行电报 发收试验。年过半百的莫尔斯在预先约定的时间，兴奋地向巴尔的摩发出人 类历史上的第一份电报。他的助手很快收到那份只有一句话的电报：“上帝 创造了何等的奇迹!”
时代即将到来。
1958年，发明了集成电路。
1964年，电子电话交换机投入使用。
1972年，摩托罗拉公司为FCC演示蜂窝电话系统。
33
1976年，出现个人计算机。
1979年，64KB随机存储器的出现宣告超大规模集成（VLSI）电路时代的
到来。 1980年，贝尔公司推出FT3光纤通信系统。
1985年，传真机（FAX）广泛使用。
复习：4学时
考试：2 学时 7
主要参考书
• 现代通信系统原理 张会生 • 通信原理教程 樊昌信 高等教育出版社 电子工业出版社
8
1 绪论
1.1 通信和通信系统的一般概念
1、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 2、消息的表达形式：语言、文字、图像、数据等 3、实现通信的方式：目前最广泛的是电通信
28
最早的无线通信
1895年5月7日，36岁的波波夫在彼德堡的 俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关 于“金属屑与电振荡的关系”的论文，并 当众展示了他发明的无线电接收机。当他
的助手在大厅的另一端接通火花式电波发
生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃 来；断开电波发生器，铃声立即中止。几 十年后，为了纪念波波夫在这一天的划时 代创举，当时的苏联政府便把5月7日定为 “无线电发明日”。 波波夫实验用的无线电接收机
古代通信的起源 两类通信方式 近代通信的发展
我们所知道的通信
古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信
这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通信问题。 我们的先人常以无法实时互通的浪漫诗句和思念之情来代替通信。
现代：电话、电视、广播、邮政、因特网、其他方式
目前的这些现代的通信方法和手段已为我们大家所熟 知，并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随 着科学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高。
16
1.2.3 数字通信系统模型
压 缩 编 码 保 密 编 码
信 源
信 道 编 码
调 制
信 道
解 调
信 道 解 码
同 步
保 密 解 码
压 缩 解 码
信 宿
信源编码
噪 声
信源解码
发送端
接收端
数字通信系统模型 17
信 源
调 制
信 道
解 调
信 宿
噪 声
接收端
发送端
模拟通信系统模型 18
1.3
通信技术发展概况
通信原理简明教程
目录
• • • • • • • • • 绪论 预备知识 模拟线性调制 模拟角调制 模拟信号的波形编码 数字信号的基带传输 数字信号的调制传输 现代数字调制技术 差错控制编码
0.1本课程的教学目的 •掌握通信原理的基本知识、系统构成及通信系 统的基本分析方法； •初步建立通信系统的概念； •了解提高通信系统性能的基本措施方法，为后 续专业课程的学习打下良好的基础。
4、电通信的概念：用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道
进行传输，达到通信的目的。 5、电通信的优势：能使消息几乎在任意的通信距离上实现迅速而又准确 的传递。
6、按媒质的不同，通信方式分为： 有线通信：用导线作为传输媒质：如架空明线、电缆。。。 无线通信：利用 无线电波在空间的传播 按功能划分：单工、半双工、全双工。
24
最早的电通信设想
1753年2月17日，《苏格兰人》杂志上发表了一封署名C.M的书信。 在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。他建议：
把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与一个
字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条金属线与 静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上的小球
赫兹是一个短命的物理学家。 他于1894年逝世时，年仅37岁。 1886年29岁发现电磁波，其后 不到6年，意大利的马可尼、俄国 的波波夫分别实现厂无线电传播， 并很快投人实际使用。其他利用 电磁波的技术：无线电报（1894 年）、无线电广播（1906年）、 无线电导航（1911年）、无线电 话（1916年）、短波通讯（1921 年）、无线电传真（1923年）、 电视（1929年）、微波通讯 （1933年）、雷达（1935年）， 以及遥控、遥感、卫星通讯、射 电天文学……它们使整个世界面 貌发生了深刻的变化。 赫兹关于电磁波的实验，为 无线电技术的发展开拓了新的道 路，构成了现代文明的骨架，后 人为了纪念他，把频率的单位定 为赫兹。
31
1948年，贝尔实验室向公众展 示了用以取代真空管的晶体 管。
1948年，Claude E.Shannon发 表了信息论。
著名的香农公式：
S C B log 2 1 N
C— 信道容量 B— 信号带宽 S/N— 信号与噪声的功率之比
32
1957年10月4日，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地 球上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着 航天时代的开始， 也意味着一个利用卫星进行通信的
第五章—模拟信号的数字化：三部曲 模拟信号的抽样、量化与编码 6
的模型及分析方法 8学时
10学
时
0.5本课程内容组织
第六章--基带数字信号的表示和传输： 数字基带信号与频谱特性，各种码型介绍； 无码间干扰基带系统分析；
改善系统特性的方法。
9学时
第七章--基本的数字调制系统：二进制、多进制调制系统。 数字信号的最佳接收：匹配滤波器等 9学时 第八章—现代数字调制技术：最小频移键控，正交调制 10学时 第九章--差错控制编码：分组码、卷积码 8学时
7、通信系统的定义：为完成通信任务所需要的一切技术设备和传
输媒质所构成的总体。 8、通信系统的一般组成
信息源
输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
受信者
噪声源
1.1 通信系统的分类
• • • 传输方式：基带传输，频带传输 复用方式：频分，时分，码分和空分 调制方式
模拟 连续波 数字 模拟 脉冲调制 数字
海上舰船通信
22
海上舰船通信
对空通信、卫星通信 编队通信、对岸通信 对潜通信（水声） 通信侦察、通信对抗 内部通信（语音、数据、 图像） 甲板话音通信
23
通信的发展简史
按照人类交流方式与技术的不同，可以把通信历史 划分以下几个阶段： 第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段 第五阶段 语言 文字、邮政 印刷术、出版物 电报、电话、广播 通信与计算机的结合、网络
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近代深空通信的一个成功范例
美国宇航局2005年1月12日发射了用来探测彗星的“深度撞击” 号探测器，它的目标是“坦普尔一号”彗星的彗核。 “深度撞击” 发射了一发“炮弹”于7月4日与彗星TEMPEL1在距地球1.32亿公里 处相撞，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球（延时大约74分 21 钟）。
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0.3本课程的要求 •同学们一定要理解通信系统的基本概念；基本 构成和信息传输的基本原理。
•请同学们课堂上注意听讲做好课堂笔记，认真 独立完成作业，做好课前预习和课后复习。
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0.3本课程的学习方法
1） 回顾前修课程： 数学基础：高等数学、概率论与随机过程 专业基础：信号与系统、模拟电路及数字电路 2）首先从概念上去理解通信系统，其次才用数学的方 法去推导论证 3）学会归纳总结 ：不同的通信系统有不同的指标
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贝尔获得电话 的专利证书
电磁波的发现
1887年3月21日，德国物理学家赫兹（Hertz）在实验中发 现，电火花的能量能够越过空间传到远处。这是人类历
史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否认选用
电磁波进行通信的可能性。他认为如要利用电磁波进行 通信的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射 镜。
(a) 失真的数字信号来自(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
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– 可采用纠错和检错技术，大大提高抗 干扰性。 – 可采用高保密性能的数字加密技术。 – 可综合传输各种模拟和数字输入信号 – 易于设计、制造，体积小、重量轻。 – 可作信源编码，压缩冗余度，提高信 道利用率。 – 信噪比随带宽按指数规律增长。
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0.5本课程内容组织
第一章--绪论：通信的基本概念术语、组成及分类，性能指标 第二章--信号分析：确定信号基本概念和分析 随机过程有关的基本概念和统计特性 8学时 第三章--模拟线性调制系统： 调制的目的，线性调制系统 的模型及分析 方法 第四章--模拟角调制系统： 非线性调制系统 3学时
8学时
1862年31岁，麦克斯韦发表了第二篇论文《论 物理力线》，不但进一步发展了法拉第的思想， 扩充到磁场变化产生电场，而且得到了新的结 果：电场变化产生磁场，由此预言了电磁波的 存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭示 了光的电磁本质。这篇文章包括了麦克斯韦研 究电磁理论达到的主要结果。1864年他的第三 篇论文《电磁场的动力学理论》，从几个基本 实验事实出发，运用场论的观点，以演绎法建 立了系统的电磁理论。1873年出版的《电学和 磁学论》一书是集电磁学大成的划时代著作， 全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研 究成果，建立了完整的电磁理论体系。这是一 部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》、达 尔文的《物种起源》和赖尔的《地质学原理》 相媲美的里程碑式的著作。 麦克斯韦的主要科学贡献在电磁学方面，同时在天体物理学、气体分子运 动论、热力学、统计物理学等方面，都作出了卓越的成绩。正如量子论的创立 者普朗克（Max Plank l858—1947）指出的：“麦克斯韦的光辉名字将永远镌 刻在经典物理学家的门扉上，永放光芒。从生地来说，他属于爱丁堡；从个性 来说，他属于剑桥大学；从功绩来说，他属于全世界”。