《通信原理》课程综述

《通信原理》课程综述

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《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

了它作为基础课的特点。因此，为了真正弄懂通信系统的原理和分析方法，我们在学习时必须埋下头、静下心，自己动手认真推导公式，细心体会得到的结论（这对准备考研的同学尤为重要，因为一些没有现成公式的求解，常常需借用书上公式的推导思路和方法），不能只求记住结论和公式。而想要达到灵活运用结论和公式的能力，就要像在学习基础课时一样，进行必要的练习，因此希望同学们要认真地对待每一道习题。

2、强的系统性

学习通信原理要站在通信系统的角度来分析和研究问题，因为它不同于电路、模电、数电，只是实现一个局部的功能，而往往是某一种点对点的完整通信系统。这是它作为专业课的特点之一。因此希望大家认真研读第一章的内容，这一章就像我们游览时的总导游图，告诉我们在以后各章的一条条游览线路。例如：模拟通信系统是第三章的模拟线路图，包括“调制---信道---解调”三大块景点，支线图是AM线路、DSB线路、SSB线路、VSB线路、FM线路和PM线路。数字通信系统是又一条数字线路图，支线是数字基带通信系统（第四章）和数字频带通信系统（第六章）。而第五章模拟信号的数字化，是模拟线路图线路上的人要想游览数字线路所架设的索道，有了这条索道就可以实现模拟信号的数字传输。第五章的最佳接收、第八章的差错控制和第九章同步系统都是通信系统中的关键技术，它们就像故宫中的珍宝馆，是精华和关键的所在。因此，我们学好第一章，就会一图在手、心中有数。有数就是知道通过通信原理课的学习，我们将掌握哪些知识。我们每开始学习新的一章，就该拿出这张导游图来，看看我们将游览哪些景点，掌握哪些内容，每学完一章，还应该再拿出导游图来，查查我们是否每个景点都游到了、学会了。如果说我们要把书从厚读薄，那么这张总的导游图就是这本书的全部。

《通信原理》课大、内容多。就每一章来说，能听懂、会做题，但没有课程的整体思路。这主要是没有弄清总的导游图，仓促上路，只是疲于奔命地跟着导游往前赶，走的什么线路，不知；下一个景点为何，不详。游完一线下来，只记住了一些刚讲过的内容，对刚讲过的内容套公式，可以照猫画虎地做题。但它与前后的关系并不清楚，当题目改头换面再出现时就不认识了。

刚才讲的是大思路，而每一章还要弄清其局部思路。我们前面提到，通信原

理是对通信系统的模块级、系统级的学习，因此抓住系统的模块框图就是抓住了系统的思路，依据具体模块框图可以数学地描述信号从发端信源、处理（常常是编码或调制）、传输、逆处理（常常是解码或解调）到信宿的全过程（这既包括时域的描述，也包括频域的描述）；依据具体模块框图可以画出信号在各点的波形和频谱；依据具体模块框图还可以分析系统的性能（求解信噪比或误码率）。可以这么说，对于具体的通信系统来说，模块框图就是纲，纲举才能目张，只要抓住了这个关键，再加上相应的数学推导，其他的问题就会应刃而解。

3．强的物理性

学习通信原理常常会感到，虽然公式记了不少，却不知如何用；题目中已知条件给了不少，却弄不清楚是什么意思。这实际上反映了通信原理课的另一大专业课的特点：通信系统中的原理和物理量都有明确的物理意义，在学习的过程中必须仔细体会、深刻理解，否则，就会出现刚才提到的问题。例如：在通信中具有前瞻和指导意义的香农公式：

22011S S C B log ()B log ()N n B

=+=+,你不能只停留在简单地记住它，给一些现成的量代进去计算一下。一个公式推导出来，要仔细地分析：在这个公式中有哪些物理量？他们的量纲为何（这往往就是它的物理意义所在）？他们反映了实际系统中的什么？这些量都是如何相互联系、相互作用的？公式运用的条件？公式能得出什么结论？如何应用这个公式等等。

对于搞工程的人来说，在学习中只做到代代公式解解题，是完全不够的。我们的目的是解决问题，因此，面对每一道习题，就像面对一个需要具体解决的实际课题。在解题过程中，请把你把平时对各个公式的思考带进去，从中体会实际与公式中各个量得的关系和意义。在每一道题上分清不同的条件带来的影响，分析由此带来的不同结果，提出解决的步骤，感受计算数据量上的意义。只有经过这样不断的思考，你的知识才会升华，才会变成你解决问题的秘诀。

另外提供一个强化公式物理意义理解的一个小方法。每当一个公式摆在你面前时，试着用最准确、最完整、最科学的语言去描述它。因为一个你都说不清楚的公式，要说你理解它了，谁能相信呢？

下面来谈谈具体这门课程讲了哪些内容：