系部：信电学院任课教师：
课时安排：理论4课时
课题第1章绪论
课型
新知课
教学目标1.本书内容简介、重点、教辅书籍、考核方式。
2.使学生了解通信的发展历史与发展前景，培养学习兴趣。
3.讲述通信系统的构成，包括香农模型、数字通信系统模型、模拟通信系统模型，已及通信网的构成。
4.给出通信系统有效性与可靠性的目标，介绍熵、带宽、波特率、比特率、频谱效率、误符号率、误比特率、信噪比(功率信噪比、归一化信噪比)的基本概念。
重点1 通信系统的构成，数字通信系统构成、模拟通信系统构成
2 有效性：带宽、频谱效率及其相关物理量，熵、波特率、比特率
3 可靠性：信噪比、误码率(误比特率、误符号率)
难点1 培养学生的学习兴趣
2 区分通信系统的不同模型的适用范围与内部基本功能模块间的关系
3 区分模拟通信系统、数字通信系统的有效性与可靠性参数
4 掌握熵的计算、两种信噪比间的换算
教学手段、方法理论讲解教具
教学过程
1.课程简介与教学要求
1.1 课程简介
1.讲授内容：主要讲授通信的基本原理，以点对点的数字传输理论和技术为主。主要内容包括(随机信号分析)、传输信道、模拟调制、数字基带传输、模拟信号数字化、正弦载波数字调制、最佳接收理论、差错控制、同步原理等。
2.教材：樊昌信等，人民邮电出版社
3.参考教材：参考教材：曹志刚，钱亚生，现代通信原理，北京：清华大学出版社，1992；樊昌信等，通信原理，第六版，北京：国防工业出版社，2006。
4.先修课程要求：高等数学、复变函数、概率论、通信电子线路、信号与系统、(随机信号分析)
5.对教材讲授内容的说明：
(1)第2章信号分析
确知信号部分在信号与系统课程中有详细讲授，不深入讲解。信号的时域分析和频域分析方法是必须掌握的基本理论知识，在本课程和其他后续课程都会大量运用。
随机信号多在先修课程随机信号分析中详细讲授，亦不深入讲解，如未讲这里作简要讲解。随机信号分析同确知信号分析有密切联系，但又有其自身特点—概率统计特性。主要内容：随机过程数字特征、平稳与各态历经、相关函数、功率谱、通过线性系统、窄带随机过程等。在本课程中的主要应用：噪声分析、通信系统差错特性分析。
(2)第8章差错控制
在后续课程编码技术中深入讲授。差错控制编码已广泛应用于现代通信系统中。
(3)第9章同步原理
同步原理的深入会涉及到不少锁相环知识，在锁相与频率合成课程深入讲授。1.1.2 课程重要性
1. 课程重要性
?专业基础课程，是由基础进入实用的一门重要专业基础，是毕业后进入工作的一道桥梁。
?承前启后：是前面所学基础知识的总检验和应用，是后续通信工程专业课程的先修基础。
2. 课程目标
充分理解、熟练掌握教材的内容。熟练掌握基本的数学概念和定理。熟练掌握通信与信息工程中基本研究对象的数学描述。通过学习和习题练习，具备一定的解决问题分析问题的能力。掌握一定的科学思想方法。
3. 学习要求
?课前：课前要对将讲到的内容进行预习，明确哪些是自己明白的，哪些是自己还不懂的。涉及到以前所学知识时，要勤于翻书，复习巩固以前所学知识。
?课上：带着问题认真听讲，在课堂上注意学习解决问题的思路。注意严格执行课堂纪律，不得迟到、早退、缺课，上课时请关闭手机。
?课后：课后认真复习消化、巩固所学知识。作业是对所学新知识掌握程度的检验和考核，是对知识的进一步深化，一定要认真独立完成。对不明白之处要多提问，不要听之任之。经常进行阶段复习。注意作业不得用纸片信纸之类，必须使用作业本，逾期未交的作业及纸片做的作业恕不批改。
1.1.3 考核方式
平时成绩占15%，实验成绩占15%，期终考试成绩占70%。
2. 绪论
2.1 通信与通信系统的一般概念
1. 通信：传输与交换消息的过程。专业术语解释：通信是在传输媒体上(即信道Channel)将信息(Information)由一点(发信方)传输到另一点(收信方)的过程。显然由于通过存在噪声和干扰的信道，收信方无法完全准确再现原始信息。
2. 电通信：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与交换，以达到通信的目的。
3. 通信系统：为完成通信任务所需的一切技术设备和传输媒质所构成的总体。
4. 需要解决的概念问题
1. 信息是什么？与信息有何差别？信息
消息
2. 用电信号传输信息，电信号形式？如何携带信息？
3. 如何对抗噪声和干扰=?抗干扰技术
4. 适当的传输方式，保证：大的信息容量、安全可靠、远距离
2.2 通信系统的组成
1. 信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。(如电话机、话筒、摄像机、计算机以及各种数字终端设备)
2. 发送设备：对原始电信号进行各种处理和变换，使它变换成适合于信道中传输的形式。(调制、放大、滤波及数字发送设备中的编码功能等)
3. 信道(传输媒介)：发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒介(有线和无线两大类)
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
2.7 通信发展简史
1838年有线电报发明，成为使用电通信的标志。
1876年有线电话发明，是现代通信的开端。
1878年第一个人工交换局，21个用户。
1896年无线电报发明，无线通信的开端。
1906年电子管的发明，使有线、无线通信迅速发展。
20世纪30年代通信理论体系形成。
20世纪50年代 晶体管和集成电路问世，模拟通信高速发展，数字通信方式形成，计算机和通信技术密切结合，人机通信、机器与机器之间的通信逐渐实现。
20世纪80年代 通信网迅速发展，除传统的电话网、电报网以外，其它先进的通信网蓬勃发展，如移动通信网、综合业务数字网、公用数据网、智能网、宽带交换网等。
2.8 通信系统的性能指标
通信系统的质量指标主要有：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及维护使用等。其中最主要的是有效性和可靠性，它们二者是对立统一的。
1. 模拟通信系统的质量指标
? 有效性
有效性可用单位时间内传送的信息量来衡量。模拟通信的有效性是指传输一定的信息量所消耗的信道资源数(带宽或时间)，通常用有效传输带宽来衡量。同样的消息采用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。频带宽度越窄，则有效性越好。
? 可靠性
可靠性是指接收信息的准确程度，模拟通信用均方差来衡量发送的模拟信号与接收端恢复的模拟信号之间的误差程度。在实际的模拟通信系统中，其可靠性是用接收终端的输出信噪比来度量的，这是因为在信道是理想的情况下，误差是由信号传输时的加性噪声产生的，而加性噪声一般用信噪比衡量。信噪比越大，通信质量越高。
2. 数字通信系统的质量指标
? 有效性
数字通信的有效性用传输速率来衡量。
(1) 码元速率(传码率)
码元及码元长(宽)度：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一位N 进制信号，此时间间隔内的信号称为N 进制码元，时间间隔的长度称为码元长度。
码元速率：指单位时间传输的码元数，以Rs 表示，单位：baud(波特，简记Bd)。Rs=1/Ts ，Ts 为码元长度。
码元速率与数字信号进制没有关系，只与码元长度有关。
(2) 信息速率(传信率)
单位时间传输的信息量为信息速率，以Rb 表示，单位bit/s(比特/秒)。
对于一个M 进制数字信号，Rb=Rs log2 M 。所以，信息速率与进制有关。 对于二进制数字信号，Rb=Rs ，有时简称它们为数码率。
(3)频带利用率
传输带宽→=B B R b b ,/η
2. 可靠性
数字通信的可靠性用差错率来衡量。
(1) 误码率
P e =(错误码元)/(总码元)
(2) 误信率
P b =(错误比特数)/(总比特数)
作业： 一个四进制数字通信系统，码元速率为 1kBd ，连续工作1小时后，接收端收到的错码为10个，（1）求误码率；（2）四个符号独立等概且错一个码元时发生1bit 信息错误，求误信率。
第一章概述 1、 数据通信一一依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息; 2、 传输代码 常用的传输代码有： ?国际5号码IA5（ 7单位代码）一一ASCII 码（常在后面加1位奇偶校验码） ?国际电报2号码ITA2 （5单位代码） ? EBCDIC ^（ 8单位代码） ?信息交换用汉字代码（7单位代码） 3、数据通信系统的构成 数据终端设备DTE ?数据输入、输出设备——数据 --------------- ?数据信号 ?传输控制器一一主要执行与通信网络之间的通信过程控制（即传输控制） ，包括差错 控制、终端的接续控制、传输顺序控制和切断控制等（完成这些控制 要遵照通信协议）。 数据电路 ?传输信道一一为数据通信提供传输通道 ?数据电路终接设备（DCE （《综合练习习题与解答》简答题第 2题）一一是DTE 与传 输信道之间的接口设备，其主要作用是将来自 DTE 的数据信号进行变换，使之适合信道传输。 「当传输信道为模拟信道时， DCE 是调制解调器（MODEM 发送方将DTE 送来的数据 I 信号进行调制，将其频带搬移到话音频带上 （同时变成模拟信号） 再送往 1 信道上传，收端进行相反的变换。 I 当传输信道是数字信道时， DCE 是数字接口适配器，其中包含数据服务单元与信道 服务单元。前者执行码型和电平转换、定时、信号再生和同步等功能；后 者则执行信道均衡、信号整形等功能。 中央计算机系统 ，-主机——进行数据处理 ［通信控制器（又称前置处理机）一一用于管理与数据终端相连接的所有通信线路 ， 其作用与传输控制器相同。 数据电路与数据链路的关系一一数据链路由数据电路及两端的传输控制器组成。 只有建立了数据链路通信双方才能有效、可靠地进行数据通信。 4、信道类型 电话网传输信道； 数字数据传输信道; 物理实线 双绞线 同轴电缆
通信组课程 课程名称： 移动通信原理 先行课程 ： 数字通信原理，数据通信原理 系统地介绍了现代移动通信的相关基本概念、基本原理和基本技术，为进一步学习移动通信不同系统，了解移动通信的发展奠定基础。课程主要内容有蜂窝移动通信的基本概念，如何组建蜂窝网络的原理。无线移动通信信道的特征，移动通信系统的调制技术和扩频技术，常用的抗衰落技术，移动通信中选用的语音编码技术，移动通信中的多种多址接入技术，天线的基本知识，移动通信网的基本概念等。同时注重了工程实际和实际应用。 课程名称： 通信技术概论 先行课程： 电路与模拟电子技术、数字电路与逻辑设计 《通信技术概论》是一门计算机专业的专业课程。 21 世纪是通信信息时代，整个社会信息量正以爆炸式的速度迅速发展，因此信息传输与交换技术将在人类社会发展中起着重要的作用。本课程全面地讲述了现代通信领域的基本技术及发展趋势，其中包括模拟信号数字化、交换技术、现代通信网络技术、光纤通信技术、同步数字体系、微波通信技术、卫星通信技术和移动通信技术等。 课程名称： 数字 通信原理 本课程首先介绍了数字通信的基本概念，然后分析了语声信号数字化编码的几种方法，特别是对 PCM 通信系统的构成，抽样、量化、编码与解码的基本原理进行了详细的论述。继而介绍了 PCM 通信系统是如何实现时分多路复用的以及 PCM30/32 路系统的相关内容，另外本课程还探讨了图像信号数字化的问题，接着介绍了有关准同步数字体系（PDH ）与同步数字体系（ SDH ），最后介绍了数字信号的传输的一些细节。 课程名称： 数据通信原理 先行课程： 数字通信原理 本课程的主要内容是在介绍了数据通信系统构成及有关基本概念的基础上，对数据信号的基带传输、频带传输和数字数据传输这三种基本传输方式从理论上进行了详细的论述，然后介绍了差错控制的基本理论
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
1）数据通讯：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，他可以实现：计算机与计算机，计算机与终端，终端与终端之间的数据信息传递。 2）数据信号的基本传输方式：基带传输，频带传输，数字传输。 3）数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。 4）数据终端设备（DTE ）：数据输入设备，数据输出设备和传输控制器组成。 5）传输信道：通信线路、通信设备（模拟通信设备、数字通信设备）。 6）通信控制器：数据电路和计算机系统的接口。 7）数据通信系统中的信道（按传输方式分）：物理实线传输媒介信道（双绞线电缆、同轴电缆、光纤）、电话网传输信道、数字数据传输信道。 8）传输损耗：D=10 lg 01 P P 。（P 0为发送功率，P 1为接收功率，单位dB ） 9）信噪比：（N S ）dB =10 lg （s n P P ）。（P s 为信号平均功率，P n 为噪声平均功率） 10）数据传输方式：?? ?? ?????? 传输顺序： 并行传输、串行传输同步方式： 异步传输、同步传输数据传输的流向和时间关系：单工、半双工、全双工 11）数据传输系统的有效性指标：调制速率，数据传信速率、数据传送速率。 12）调制速率：N Baud = ) (1s T 。（N Baud 为每秒传输信号码元的个数，又称波特率， 单位Baud ，T(s)为码元持续时间。 13）数据传信速率：每秒所传输的信息量，单位bit/s （二进制）。当信号为M 进制时，传信速率（R ）与调制速率（N ）的关系为R=Nlog 2M 。 14）频带利用率：η= 频带速率 符号速率（Baud/Hz ），η= 频带宽度 信息传输速率[bit/(s ·Hz)]。 15）差错率：用 误码率、误字符率、误码组率来表示。 误码率：接收出现差错的比特数/总的发送比特数。 误字符率：接收出现差错的字符（码组）数/总的发送字符（码组）数。
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
《数据通信原理》课程 （Principle of the Data Communication） (学时：50 ) 一、前言 数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共50学时，3.0学分，其中实验课程10学时。 二、课程的性质、地位和任务 本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人才的需要而设置的。通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。 三、教学基本要求和方法 1．基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。 本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。 2．基本方法 本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。 四、授课教材及主要参考书目 1．授课教材 《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社（2010年第1版）。 2．主要参考书目 《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社（2006年第2版）。 《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社（2000年第二版）； 《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社（2001年第一版）； 《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社（1999年）。 五、学分与学时分配 本课程共3.0学分，总教学共50学时，具体学时分配如下表： 六、课程内容及学时分配： （一）理论教学内容（40学时） 第一章绪论（4学时）
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）
1.X.25适用什么场合？分几层结构？ 答：适用于用专用电路连接到公用数据网上的分组型数据终端设备（DTE）与数据电路终接设备（DCE）之间的接口标准，它涉及物理层、链路层和分组层三层结构。各层信息传输的基本单位分别是比特、帧和分组 2.X.25建议中表示逻辑信道的字段共有多少位？提供多 少个逻辑信道号？ 分组头、逻辑信道的字段占12位，能提供4095个逻辑信道号。 3.简述ISO/OSI参考模型中网络层的功能。 数据交换、路由选择、通信流量控制等。 4.OSI-RM的中文名称是什么？写出7个功能层的名称。 答案：开放系统互连参考模型，7个功能层的名称为： 物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 5.物理层DTE/DCE接口标准包哪些特性？ 答：包括四大特性：机械特性；电气特性；功能特性；规程特性。 6. HDLC三种不同类的帧。 信息帧、无编号帧、监控帧 7.在HDLC中控制字段中N（R）的功能？ 答：N（R）通知对方，N（R）-1以前的所有I帧均已收妥，期待对方应发的帧号为N（R）。 8.什么是数据通信？ 答：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。 9.什么是数据通信系统？数据通信系统主要由哪几部分 构成？ 答：数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处理的系统。它由中央计算机系统、数据终端设备（DTE）和数据电路3部分构成。 10.数据通信网由哪几部分构成？ 答：数据通信网是一个由分布在各地的数据终端（数据传输设备）、数据交换设备、通信线路所构成，以及为硬件而配置的网路协议。 11.什么是分组码? 是将k个信息码划分为一组然后由这k个码元按一定规则产生r个监督吗，从而组成长度为n=k+r的码组。12.说明卷积码和分组码的基本差别。 分组码总的监督位是由该码组中的信息码元产生，且仅监督笨码组内的信息码元。而卷积码中每组的监督位不但与本码组的信息码元相关，而且还与前面若干组信息码元相关即不是分组监督而是每个监督码元对其它码组的信息码元也实行监督。 13.说明线性分组码的主要性质。 答：1.封闭性，是指码中任意两许用码组之和仍为一许用码组； 2.码的最小距离等于非零码的最小的重量。 14.解释R（0）-R（∞）=σ2的物理意义。 平稳随机过程的平均功率与直流功率之差=它的交流功率。 15.解释平稳随机过程自相关函数的性质R(τ)＝R(-τ)。R(τ)为τ的偶函数 16.时域均衡器的作用是什么？ ①消除均衡器的作用②消除取样点上的符号间干扰③提高 判决的可靠性 17.时域均衡器由哪些部分组成？什么情况下才能完全消 除符号间干扰？ 答：将接收信号通过2N节迟延线，每节群迟延T=1/2f N , 将每节的输出信号再乘上一个加权系数c k ,将各抽头的信号加在一起作为均衡的信号，在一定准则约束下来调 整这些加权系数c k 以达到消除符号间干扰目的。 18.简述前向纠错方式的基本思路。 发送端的信道编码器将输入数据序列变成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并纠正。 19高级数据链路控制规程有哪几种传输应答方式？ 正常相应方式(NRM)、异步相应方式(ARM)、异步平衡方式(ABM)。 20数据终端设备的功能是什么? 答：把人们的信息变成以数字代码表示的数据，并把这些数据输送到远端的计算机系统，同时可以接收远端计算机系统的处理结果——数据，并将它变为人能理解的信息，DTE相当于人和机器(计算机)间的接口。 21说明基带数据传输系统各部分的作用。 答：①发送滤波器的作用是限制信号频带；②信道可以使各种形式的电缆，用作传输数据的通道；③接收滤波器用来滤除噪声和干扰；四均衡器用来均衡信道畸变；⑤取样判决电路是恢复发端的数码，由于有噪声，恢复的 数码可能有错，故用｛a k ｝表示。 22.在数据传输系统中，对位定时信号的传输和提取所提 出的要求有哪些? 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等； 2.接收端的位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定 的最佳相位关系。 23.采用基本型数据传输控制规程的通信系统中，其数据 链路结构有哪几种类型? 答：①非交换点对点结构的主站/从站；②交换点对点结构 的主站/从站； ③多点分支（辅助站）结构的控制站。 24.为什么在数据传输中要对传输的数据序列进行扰乱？ 答：因为用微分整流法提取定时信号时，如果基带信号中 出现较长时间的连“1”或连“0”码时就取不出微分信 号，因而要影响定时信号的准确性。进而影响误码率。 25.传输系统对时钟同步的要求是什么？ 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 26一个完整的接口标准应包括哪些特性? 答：机械、电气、功能、规程特性。 27简述报文交换基本原理 答：将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需要的 输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终 端 28.报文交换方式什特点？ 将报文截成若干比较短的、规格化的“分组”进行 交换和传输的通信方式。 29.试说明数据通信中三种交换方式的应用场合。 答：①分组交换适用于报文不是很长的数据通信； ②电路交换适用于报文长且通信量大的数据通信，通信对 象是比较确定的用户； ③报文交换适用公众电报和电子信箱业务。 30.数据报方式的特点有哪些？ 答：（数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份报来处 理的）特点有： 1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段， 对于短报文通信传输效率比较高。 2.数据分组传输的时延时间较大，且离散度大，因为不同 传输路径的延迟时间差别较大。 3.对网路拥塞或故障的适应的能力较强。如在网路的一部 分形成拥塞或某个节点出现故障，数据报可绕开那 个拥塞的地区和某个故障节点另找路由。 ★31.流量控制的目的有哪四个? 答： 1.保证网路内数据流量的平滑均匀， 2.提高网路的吞吐能力 3.提高网路的可靠性， 4.防止阻塞和死锁现象的 发生。 32分组交换网中，虚电路方式的基本思想是什么? 答：在虚电路方式中，两个用户终端设备开始互相发送和 接收数据之前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这 与电路交换中建立的物理信道是不同的。 33.分组交换网中，虚电路传输方式的原理和特点是什 么？ 答：原理：两个用户终端设备开始互相发送和接收数据之 前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这与电路交换 中建立的物理信道是不同的。 特点：1.终端之间的路由在数据传送前已被确定；2.一次 通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除三个阶段；3. 数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不 需要对数据重新排序，分组传输时延小，而且不易产生 数据分组的丢失 34.分组交换网中远程集中器的主要功能是什么？ 将离分组交换机较远地区的终端数据集中起来，通过中、 高速传输信道与分组交换机连接起来 35.从设备来看，分组交换网由哪些设备所组成？ 分组交换机、网管中心(NMC)、远程集中器(包括PAD)、用 户终端设备、线路传输设备。 36.在分组交换网中分组长度的选取和交换过程中的什么 因素有关？ 延迟时间、交换机存储容量、线路利用率、信道传输 质量、数据业务统计特性以及交换机费用等。 37.在分组交换网中，网管中心的基本功能是什么？ 答：1.用户管理；2.网路配置管理；3.测量管理；4.计费 管理； 5.网路状态监督； 6.路由控制； 7.软件管理； 8. 运行日志。 38 分组交换中，数据报传输方式的原理和特点是什么？ 答：原理：数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份 报来处理的，不同的分组到达终点的顺序不同经过的路 径也可不同。 特点：1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除 阶段，对于短报文通信传输效率比较高。2.数据分组传 输的时延时间较大，且离散度大，因为不同传输路径的 延迟时间差别较大。3.对网路拥塞或故障的适应的能力 较强。如在网路的一部分形成拥塞或某个节点出现故障， 数据报可以绕开那个拥塞的地区和某个故障节点另找 路由。 39. 分组交换数据网主要有哪些性能指标？ 答：1.吞吐量；2.数据分组传送时延；3.呼叫建立时延； 4.残留差错率； 5.网路可用性 6.帧和分组 40.分组交换方式特点。 分组交换吸收报文交换优点，采用存储转发方式，把 报文分割为若干较短的规格化的分组，对分组进行交 换和传输，每个分组都带有地址信息和控制信息。 41.简述扰乱器的作用。 将系列中存在的短周期序列按某种规律变换为长周期序列 以便恢复接收端的定时。 42.当采用面向字符的数据传输控制规程时，为提高传输 可靠性可采用奇偶校验措施，并在电文格式中设一校 验码BCC。试问该校验码是如何生成的? 采用奇偶校验时除了对每个字符生成垂直校验位外，还要 对若干字符组成的字符生成水平校验位，从而产生一个 校验码BCC。 43.路由算法有哪几大类？是根据什么来划分的？ 答：有两大类分别为：自适应型和非自适应型路由算法。 非自适应路由选择算法所依据的参数，如网路的流量、 时延等，是根据统计资料得来的，在较长的时间内不变； 而自适应路由选择算法所依据的参数值将根据当前通 信网内的各有关因素的变化，随时做出相应的修改。 44.常见的非自适应性路由选择算法有哪些? 扩散式、固定式、最小权数法和分支流量法。 45.简述非自适应型路由选择算法所依据的参数的特征。 答：如网路的流量、时延等，是根据统计资料的来的，在 较长的时间内不变。 46.什么叫高斯白噪声？ 答：一般把既服从高斯分布而功率谱密度又是均匀分布的 噪声称为高斯白噪声。 47.绝对调相与相对调相之间存在什么关系？ a n 的相对调相就是D n 的绝对调相，即相对调相的本质就 是相对码变换后的数据序列的绝对调相 48.简述数字调相8相解调中的低通滤波器的作用。 答：作用是滤除2f c 的调制产物，其输出取样，正值判为 “1”，负值判为“0”。 49.差错控制的基本原理是什么？ 答：发送端在被传输的信息序列上附加一些码元（称为监 督码元），这些多余的码元与信息（数据）码元之间以 某种确定的规则相互关联着；接收端根据既定的规则检 验信息码元与监督码元之间的这种关系，如传输过程中 发现差错，则信息码元与监督码元之间的这一关系将受 到破坏，从而使接收端可以发现传输中的错误，乃至纠 正错误。 50.常用的差错控制方法主要有哪些？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 51.差错控制中的错误图样是如何得到的？ 答：由发送的数据序列与接收序列对应码位的模2和所得 的差错序列中就可得到错误图样。 52.在数据通信系统中，差错控制方式一般可以分为哪四 种类型？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 53.检错重发有哪几种具体形式？哪种形式效率最高？ 答案：常见的3种：停发等候重发；返回重发；选择重发。 选择重发的传输效率最高 54.基本型传输控制规程包括哪几个阶段？ 1.建立数据链路； 2.数据传输； 3.传输结束。 55.什么是网际互连？网际互连的目的？ 答网际互连是指若干通信网根据一定的条件互连。它的目的 正是使一个网上的数据终端设备DTE不仅可与本网上别 的DTE通信，还可以与另一个网上的任何DTE通信，从而 实现跨网通信及资源共享。 56.时域均衡的基本思想是什么？ 答：是根据大多数高、中速数据传输设备的判决可靠性， 都是建立在消除取样点的符号间干扰的基础上，并不要 求传输波形的所有细节都与奈氏准则所要求的理想波 形相一致，因此它利用接收波形本身来进行补偿，消除 取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。 57.简述位定时同步的作用。 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 58.星座图上的点表示什么含义？在一定发射功率下，点 的数量与传输性能有什么关系？ 答：表示相应的数据信号。星座图上的点数越多，频带利 用率越高，但抗干扰能力越差。各信号点之间的距离越 大抗误码能力越强。 59.（n，k）循环码的生成多项式有什么特点？ 答：生成多项式g(x)特点是：其前面的（k-1）位都是零， 而第K位及第N位为1，即幂次大于n-k的系数为0， X n-k及X0的系数为1，而其他系数为0或为1的码多项 式。 60.数据电路由什么组成？数据电路和数据链路有什么区 别？ 答：数据电路由传输信道（传输线路）及其两端的数据电 路终接设备（DCE）组成。 在数据电路的两端加上传输控制器就是数据链路，注意在 课本上两端一边是传输控制器一边是通信控制器。 61.有幅度滚降特性的低通网络中，滚降系数对系统特性 有什么影响？ 答：滚降系数为a，a=0为没有滚降，即理想低通情况；a=1 表示最大滚降，其冲激响应的前导和后尾衰减很快，因 此，允许取样定时相位有较大的偏移。然而a越大，频 谱利用率越小，因每赫兹波特数等于 2fn/fn(1+a)=2/(1+a),所以当a=1时，每赫兹可传1Bd. 62.绝对调相和相对调相的参考相位不同？ 答：绝对调相的参考相位是未调载波的相位；而相对调相 的参考相位是前一码元的载波的相位 63.为什么数字二相调相中，2DPSK比2PSK使用更加广泛？ 因为在2PSK系统中接收端进行载波提取时会出现相位模 糊或倒相的情况，影响正确的想干解调，2DPSK通过差 分编码有效地克服。 64.简述2DPSK信号的解调方法。 答：根据2DPSK和2PSK信号的内在联系，只要将输入序列 变换成相对序列，然后再用相对序列去进行绝对调相， 便可得到2DPSK信号。解调的方法有两种：极性比较法， 相位比较法。 65.什么是DDN？DDN主要由哪几部分组成？ 答：DDN是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，更 确切的讲，DDN是以满足开放系统互连（OSI）数据通 信环境为基本需要，采用数字交叉连接技术和数字传输 系统，以提供高速数据传输业务的数字数据网； 由本地传输系统、分时复用和交叉连接系统、局间传 输及同步时钟供给系统和网路管理系统组成 66.写出（7，4）汉明码的监督关系式。 答：S 1 =a 6○ +a 5 ○+a 4 +a 2 ; S 2 =a 6 +a 5 +a 3 +a 1; S 3 =a 6 +a 4 +a 3 +a 这里的加号均带外圆框 67.流量控制有哪几种分级？ 答案：流量控制结构分四级：段级控制、“源—目的”级控 制、“网一端”级控制和“端—端”级控制。 68.在部分响应形成系统中，为什么有误码扩散现象？如 何解决误码扩散现象？ 答：因为接收时由信道噪声干扰可能导致接收判决错误， 从而可能是下一个码也发生误判，即引起误码扩散。 要解决这一问题，通常在发端采用预编码。 69.什么是部分响应形成系统？ 答：寻求一种可实现的传输系统，它允许存在一定的、受 控的符号间干扰。而在接收端可以加以消除，这样的系 统既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可降低 对定时取样精度的要求，这类系统称为部分响应形成系 统。 70.奇偶监督码的编码规则。 答：先将所要传输的数据码元分组，在每组数据后面附加 一位监督位使得该组码连同监督位在内的码组中的“1” 的个数为偶数（称为偶校验）或奇数（称为奇校验）， 在接收端按同样的规律检查，如发现不符就说明产生了 差错，但是不能确定差错的具体位置，即不能纠错。 71.什么是速率适配？一般采用哪些方法来进行速率适 配？ 答：又称速度适配，类似于数据通信时分复用的码速调整， 它是把输入时分复用器的不等时的数据信号变为等时 的（具有统一脉冲长度）数据信号，而该等时数据信号 的时钟与时分复用器的时钟同步。 72.何谓全双工传输?通常有哪几种实现方法? 是在两个数据站间，可以在两个方向同时传输。通常 用四线线路实现，也可以用二线线路实现 73.最小码距与纠检错能力之间的关系式分别是什 么？ 一个码组内能检测e个错码，最小码距d min >=e+1 …t个错码，最小码距d min >=2t+1 …t个错码，同时能检测e(e>t)个错码，最小码距 d min >=e+t+1
“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) 。