现代通信原理(02信息-1)
现代通信原理答案(_罗新民)
解： ，对应标准正交函数应为
因此标准正交函数集为
解：用标准正交函数集展开的系数为 ，由此可以得到
，
，
。
所以，
解：先计算得到
解：用标准正交集展开的系数分别为
，
，
的标准正交展开式为 。
误差函数 ，均方误差 。
解：对 中的 ，均方误差为0，图中所示的三个函数对 组成完备正交函数集。
对 中的 ，均方误差不为0，图中所示的三个函数 不构成完备正交函数集
解题思路：考查传信率和传码率之间的换算关系，即
解：（1）对二进制，
（2）对十六进制，
1-17一个多进制数字通信系统每隔0.8 ms向信道发送16种可能取的电平值中的一个。试问：
每个电平值所对应的比特数是多少？
符号率（波特）为多少？
比特率为多少？
解题思路： 考查信息量的定义； 、 分别考查传码率和传信率的定义。
解：（1）电平数L=16，当各电平等概出现时，每个电平值对应的信息量（平均信息量），即比特数为 。
（2）每隔0.8 ms向信道发送一个多进制符号，因此符号率为
（3）
1-18计算机终端通过电话信道传输数据，设该终端输出128个符号，各符号相互独立。等概出现。已知电话信道带宽为3.4kHz，信道输出信噪比为20dB。试求：
解题思路：考查信源平均信息量计算方法，采用 计算。
解：
1-6对二进制信源，证明当发送二进制码元1的概率和发送二进制码元0的概率相同时，信源熵最大，并求最大的信源熵。
解题思路：设发“1”的概率和发“0”的概率分别为P和1-P，则信源熵可表达为P的函数H(P)，问题转化为求H(P)的最值及取到最值时P的取值。
图E2.1
现代通信原理(02信息-1)
f (t)
Cne jnct , n 0, 1, 2......
n
周期信号的频谱是
其中离散频谱
离散的。
C(n0 )
Cn
1 T
T / 2 f (t )e jnct dt
T / 2
0
2
T
, Cn
Cn
e j ( )
Cn 是幅度谱， ()是相位谱
频谱C( jn0 )是一个复数，代表在频率 nf0上信号分量 11 的复振幅。
( N 1)0 (N 1)
21 k
由上述分析可知，要想在时域和频域 都是离散的，那么两域必须是周期的。
T
12
连续的周期信号具有离散频谱
------傅氏级数
x(t)
X ( jk0 )
---
---
0
Tp
t
0
2
0 Tp
正
:
X
(
jk0
)
1 Tp
Tp / 2 x(t)e jk0t dt
Tp / 2
反 : x(t)
X ( jk0 )e jk0t
k
13
若时域周期为T, 频域谱线间隔为2π/T
时域信号 连续的 周期的
频域信号 非周期的 离散的
14
2. 连续非周期信号的傅里叶变换
F () f (t)e jt dt
f (t) F ()e jt d
其中，f f e j ()
15
例：P（t）=
A
-
2
t
现代通信原理简介及其重要性
现代通信原理简介及其重要性在当今社会，通信已成为我们日常生活不可或缺的一部分。
无论是文字沟通，语音通话，还是视频聊天，通信技术的发展使得人们可以跨越时空进行实时互动。
而现代通信的基础正是建立在通信原理之上。
本文将简要介绍现代通信原理，并探讨其重要性。
一、现代通信原理的基本概念1.1 通信原理的定义通信原理是指将信息从发送方传递到接收方的方法和规则。
通过信号的传输和解码，信息可以在发送方和接收方之间进行交流。
1.2 信号的传输方式现代通信系统主要采用模拟信号和数字信号两种传输方式。
模拟信号通过连续的波形来传输信息，而数字信号则将信号离散化为数字形式进行传输。
1.3 编码和解码方式为了保证信息的准确传输，通信系统将信息通过编码方式转换为特定的信号，接收方则通过相应的解码方式将信号转换为原始信息。
二、现代通信原理的基本原理2.1 信号传输原理通信系统中，信息通过信号进行传输。
信号可以是电磁波（如无线通信），也可以是电流（如电话通信）。
信号的传输需要经过调制、放大和传递等环节，以保证信息的传输质量。
2.2 信道和噪声通信中经常面临的一个问题是信噪比，即信号与噪声的比值。
信号的传输过程中会受到各种噪声的干扰，因此通信系统需要采取相应的技术手段来对抗噪声，提高信噪比。
2.3 多路复用技术为了提高通信系统的效率，多路复用技术被广泛应用。
通过将多个信号复用在同一信道上，可以实现多个通信线路的同时传输，从而提高通信系统的带宽利用率。
三、现代通信原理的重要性3.1 促进信息交流和人类社会的发展现代通信原理的发展使得信息可以以更加高效和快速的方式传递，促进了人类社会的发展和进步。
信息交流的畅通无阻，加快了科技进步、经济发展和文化交流的速度。
3.2 提高通信效率和品质通信原理的应用可以大大提高通信效率和品质。
比如，在数字通信中，通过数字编码和解码的方式，可以准确地传输信息，减少了误差和失真的可能性，从而提高了通信质量。
现代通信原理
标准正态随机变量
2018/9/12
f x
x2 1 exp 2 2
14
信息与通信工程系
3.2.1随机过程的分布函数和概率密度函数 对随机过程 X t 1. 一维概率分布函数 t t1 时，X t1 为随机变量。
F1 x1, t1 P{X t1 x1}
现代通信原理
Modern Communication Principles
第三章 随机信号和噪声分析
2018/9/12
信息与通信工程系
2
本章安排
随机信号和噪声分析
• 随机过程的基本概念 • 随机过程的统计描述
• 平稳随机过程
• 平稳随机过程的自相关函数与功率谱密度的关系 • 两个随机过程之间的统计联系
（1） F x 为不 减函数 （2） 0 F x 1
b.概率密度函数 f x
F x f ( x)dx
2018/9/12 信息与通信工程系 13
3.2.1随机过程的分布函数和概率密度函数
f x 的性质：
（1） f x 为非负 函数；
2018/9/12 信息与通信工程系 21
3.2.2 随机过程的数字特征
2 2 J进一步分析， 2 t E X t E X t 2 2 当 E 时，有 t E X X t 0 t （平均功率）
2.一维概率密度函数 如果
F1 x1 , t1 x1 f1 x1, t1 存在，则称 f1 x1 , t1 为随机的
一维概率密度函数。
2018/9/12 信息与通信工程系 15
现代通信原理知识点总结
现代通信原理知识点总结一、通信原理概述通信原理是指在通信系统中传递信息所需的基本原理和技术。
通信原理是现代通信技术的基础，它主要包括信息的产生、传输和接收三个基本环节。
通信原理在信息传输的各个环节中起着决定性的作用，它是信息通信技术发展的基石。
二、信息的产生信息的产生是指信息的生成和获取过程。
在通信系统中，信息的产生是系统中最早的一个环节。
根据信息的性质和来源，信息的产生可以分为模拟信息和数字信息两种。
1. 模拟信息模拟信息是指连续变化的信号，如声音信号、视频信号等。
模拟信息是人类日常生活中产生的大部分信息。
2. 数字信息数字信息是指以数字形式表示的信息，它是通过对模拟信息进行采样和量化得到的。
数字信息可以更方便地进行传输和处理。
在信息产生的过程中，还需要考虑信息的编码和压缩等技术，以便更高效地进行信息传输和处理。
三、信息的传输信息的传输是指信息在通信系统中的传递过程。
信息的传输是通信系统中最核心的一个环节，它包括信号传输、信道编码、数字调制等一系列技术。
1. 信号传输信号传输是指将信息转化为能够在通信系统中传输的信号。
在通信系统中，信号传输可以分为基带信号传输和带通信号传输两种。
（1）基带信号传输基带信号是指未经调制的信号，如数字信号和模拟信号。
在通信系统中，基带信号需要经过调制才能进行传输。
（2）带通信号传输带通信号是指经过调制得到的信号，如调幅信号、调频信号、调相信号等。
带通信号可以更有效地进行传输，能够在频谱中占用更小的带宽。
2. 信道编码信道编码是指对信息进行编码，以便在传输过程中提高抗干扰能力和纠错能力。
常见的信道编码技术包括卷积码、纠错码等。
3. 数字调制数字调制是指将数字信号转化为模拟信号的过程，以便进行传输。
常见的数字调制技术包括调幅调制、调频调制、调相调制等。
在信息的传输过程中，还需要考虑传输介质、传输速率、传输距离等因素，以保证信息能够在通信系统中正常传输。
四、信息的接收信息的接收是指接收端对传输过来的信息进行解调和解码的过程。
现代通信原理(02信息1)
现代通信原理(02信息1)
•理想低通滤波器的传递函数和冲击响应
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现代通信原理(02信息1)
•3.系统带宽:
• 指一个系统的幅频特性| H(ω )|保持在
给定数值范围内的那段正频率区间。
• LPF: B=fm •
• 要能完整地传送一个信号，信号带宽必须 要小于系统带宽。
PPT文档演模板
v 自相关函数：反映一个信号与其延迟后的信 号间相关的程度。
v 互相关函数：反映了一个信号和延迟后的另 一个信号间相关的程度。
v 通常用相关函数衡量波形之间的关联和相似 程度。
v 自相关函数与谱密度之间有何关系？傅里叶 变换
PPT文档演模板
现代通信原理(02信息1)
•例：周期信号f(t)的自相关函数
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现代通信原理(02信息1)
•⑶信号的自相关函数在原点的值等于信号的能量/功率。
•能量信号的自相关函数等于信号的能量 •功率信号的自相关函数等于信号的平均功率
•⑷自相关函数的最大值出现在原点，即 R(τ) ≤R(0)
PPT文档演模板
现代通信原理(02信息1)
v 确知信号的时域特性：
PPT文档演模散信源和连续信源的统计描述； v （2）离散信源的信息量、条件信息量、互信息
量和平均信息量（熵）的定义和物理意义； v （3） 连续信源的平均信息量、平均互信息量的
定义和物理意义； v （4） 信息量的单位——比特，比特率与波特率
的区别； v （5） 有扰信道的信息传输过程；
v 为了减小系统失真，要求系统有足够的带宽，而 且信号带宽越宽，系统的带宽相应地也要越宽。
PPT文档演模板
现代通信原理(02信息1)
现代通信原理的内容是啥
现代通信原理的内容是啥
现代通信原理的内容包括以下几个方面：
1. 信号与频谱分析：包括信号的表示与描述、信号的频谱分析等，用来分析信号的特性和频率成分。
2. 模拟调制与解调：包括模拟信号的调制和解调技术，如调幅、调频、调相等，用来将模拟信号转换为适合传输的模拟信号。
3. 数字调制与解调：包括数字信号的调制和解调技术，如ASK、FSK、PSK等，用来将数字信号转换为适合传输的数字信号。
4. 传输信道和传输损耗：包括传输媒介（如光纤、电缆、空气等）对信号的传输特性以及传输损耗的分析和计算。
5. 复用与多路复用技术：包括时分复用、频分复用、码分复用等技术，用来提高信道利用率，实现多个用户共享同一条信道。
6. 误码与纠错：包括编码和纠错码技术，用来提高数据传输的可靠性，减小传输过程中的误码率。
7. 信噪比与干扰：包括信号与噪声的关系及对信号传输的影响，还包括干扰的
分类和抑制方法。
8. 数字通信系统设计与实现：包括数字通信系统的设计流程、关键技术等，以及数字通信系统的各种应用和实现。
总之，现代通信原理的内容涵盖了信号处理、调制解调、传输损耗分析、复用技术、编码纠错、干扰抑制等方面，旨在提高通信系统的传输性能和可靠性。
现代通信原理解析
现代通信原理解析现代通信原理是指在现代通信系统中所采用的通信技术和原理。
它是通过将信号转化为电磁波在空间中传播，利用电磁波的传输特性进行信息交流的一种方式。
现代通信原理的实现涉及多个方面，包括信号处理、调制解调、编码解码、多路复用、传输介质、信道编码等。
首先，现代通信原理中的关键环节是信号处理。
信号处理是指通过数字技术对原始信号进行采样、量化、编码和解码等一系列处理过程。
在现代通信系统中，信号通常以数字信号形式存在，通过对信号的数字化处理，可以增加抗噪性、提高传输效率和减小误码率。
其次，调制解调是现代通信原理中的核心内容之一、调制是将数字信号转换为模拟信号，以便通过电磁波进行传输。
调制技术的选择需要考虑传输介质、带宽利用率、抗噪声能力等因素。
常见的调制方式包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号，使之可以进行后续处理。
编码解码是现代通信原理中的另一个重要环节。
编码是将数字信号转换为数字码，以便进行传输和存储。
编码技术可以提高传输效率、增加系统容量和减少误码率。
常见的编码方式有哈夫曼编码、差分编码、香农编码等。
解码是将编码后的数字码还原为原始信号，以便进行进一步的分析和处理。
另外，多路复用是现代通信原理中实现多用户同时通信的重要技术。
多路复用技术可以将多个信号合并为一个信号进行传输，以提高信道利用率。
常见的多路复用技术有频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和码分多路复用(CDM)等。
传输介质是现代通信原理中的一个重要问题。
传输介质的选择需要考虑信号传输的距离、速率、可靠性等因素。
常见的传输介质有电缆、光纤、无线电波等。
电缆传输速率较低，但信号可靠性较高。
光纤传输速率快且信号传输距离较远，但成本较高。
无线电波传输无需布线，但受限于频谱资源。
最后，信道编码是现代通信原理中的一项重要技术。
信道编码可以增加信号传输过程中的可靠性，减小误码率。
现代通信原理学习指导及习题解答
现代通信原理学习指导及习题解答对于现代通信原理的学习，我们可以按照以下步骤：1.熟悉基本概念和术语：了解常见的通信模型、信道模型、调制调幅技术、信噪比、码率等基本概念和术语。
2.学习调制调幅技术：包括正交调幅、正交振幅调制、相位调制等，了解它们的原理、特点和应用。
3.学习现代数字通信技术：包括调制技术、多路复用技术、信道编码技术等，了解数字通信的基本原理、特点和应用。
4.学习无线通信技术：包括无线传输技术、无线传感器网络、移动通信技术等，了解无线通信的基本原理、信道特性和信号处理方法。
在学习中，可以通过阅读教材、参考书籍、观看课程视频、做习题等方式来提高自己的理解和掌握程度。
以下是几道常见的现代通信原理习题及解答：1.什么是调幅、调频和调相？它们的特点和应用场景是什么？答：调幅是在原始信号电压振幅的基础上，通过改变载波振幅的大小，来表达信息的一种调制技术；调频是通过改变载波频率的大小，来表达信息的一种调制技术；调相是通过改变载波相位的大小，来表达信息的一种调制技术。
它们的共同特点是利用了载波的振幅、频率和相位等特性，通过改变它们的大小来表达信息。
它们的应用场景不同：调幅常用于广播、电视等模拟通信领域；调频常用于无线电通信领域；调相常用于数字通信领域。
2.什么是信噪比？如何提高信噪比？答：信噪比是指信号功率与噪声功率之比。
信号功率通常是指原始信号的平均功率，也可以是解调后的信号功率；噪声功率是指信号中的不希望的成分，包括环境噪声、电子器件噪声等。
信噪比越大，表明信号质量越好。
提高信噪比可以采用以下方法：增加信号功率、减小噪声功率、改善信噪比不良的传输通道、采用更高效的信号编解码等。
3.现代数字通信系统中常用的多路复用技术有哪些？答：现代数字通信系统中常用的多路复用技术包括时分多路复用、频分多路复用、码分多路复用和波分多路复用。
其中，时分多路复用是将不同用户的信号按照时间先后顺序的不重叠时段中传输；频分多路复用是将不同用户的信号按照不同频率分别分配到共享的信道中传输；码分多路复用是将不同用户的信号通过独立的编码加密技术，分别传输到共享的信道中；波分多路复用是将不同用户的信号按照不同波长分别分配到共享的信道中传输。
现代通信原理
二,当今通信的热点
1,卫星通信 2,移动通信 3,多媒体通信 4,用户数据接入 5,全光网 6,其它
二,当今通信的热点
1,卫星通信
2,移动通信 1982年 国际海事通信组织开通由四颗地球同步卫星 组成的INMARSAT系统,实现全球移动通信. 3,多媒体通信 1998年 中,低轨道的卫星系统得以研究成功并陆续 4,用户数据接入 开通,其中有 5,全光网 美国Motorala公司的铱星(Iridium)系统 - 美国LORAL公司的全球星(Global Star)系统 6,其它 - 国际海事通信组织的ICO系统 1999年 国际卫星组织发射电视直播卫星,应用于高 速信息公路.
2G
2G+
3G (IMT-2000)
UTRA (UMTS) UWCC-136
GSM
GSM/GPRS
D-AMPS (IS-136) JDC CDMA (IS-95)
cdma2000
Continued...
参考材料
移动通信的演进
IMT-2000
UTRA - UMTS Terrestrial Radio Access (通用移动通信系统微波无线 电接入) – 由 ETSI(欧洲通信系统协会)提交 – 采用WCDMA(宽带码分多址接入) cdma2000 (码分多址接入2000) – 根据 IS-95标准(CDMA)演化而来 – 由 美国 TIA(电信业协会)提交 – 采用WCDMA UWCC-136 – 根据 IS-136 标准(D-AMPS)演化而来 – 由美国UWCC(通用无线通信合作组织)提交 – 采用TDMA UMTS - Universal Mobile Telecommunications System WCDMA - Wideband Code Division Multiple Access UWCC - Universal Wireless Communications Consortium
现代通信原理(01概述)
通过概述现代通信原理、通信系统的基本组成、信道和信号、编码和解码技 术、调制和解调技术、传输介质、常见的通信协议以及实际应用和未来发展， 深入剖析现代通信的复杂性。
概述现代通信原理
通信进化
从简单的语言交流到复杂的数字通信系统
通信的发展意义
现代社会中不可或缺的重要组成部分
通信原理基础
了解通信的基本原理和技术
1 有线介质
介绍电缆和光纤等有线传 输介质
2 无线介质
探究无线信号通过空气传 输的特点
3 介质选择
了解在不同场景中选择合 适的传输介质
常见的通信协议
TC P/IP
介绍Internet中广泛使用的协议
蓝牙
探索蓝牙技术在短距离通信中的应用
W i-Fi
讲解无线局域网的通信协议
物联网协议
介绍用于物联网设备之间通信的协议
编码和解码技术
编码方法
介绍数字通信中常用的编码技术
解码方法
解释如何将接收到的信号恢复为 原始信息
纠错技术
讨论纠错代码和技术在通信中的 应用
调制和解调技术
1
调制技术
讲解不同调制技术如AM、FM和QAM
2
解调技术
介绍解调过程中使用的技术和方法
3
调幅解调技术案例
展示调幅解调技术在广播领域的应用
传输介质
实际应用案例
展示通信原理在不同领域的广泛应用
通信系统的基本组成
1
编码器
2
ห้องสมุดไป่ตู้将信息转换为适合传输的信号
3
解码器
4
将接收到的信号转换为有意义的信息
信源
产生用于传输的信息
信道
现代通信原理 罗新民 第二章
2018/3/11 信息与通信工程系 8
2.1.2 信号的频谱分析
信号的频谱分析（傅里叶分析）是分析确定信号的基本方法。 对周期信号 x(t ) ，有傅里叶级数展开式
x t = cn e j n 0 t
n
1 t0 T cn x(t ) e j n 0 t dt ----- 傅立叶级数复系数 T t0
2.2.1 信号的正交展开
2.1.2 信号的频谱分析
2018/3/11
信息与通信工程系
3
2.2.1 信号的正交展开
正交展开：若 x(t )在区间（ t0 , t0 T ）内是分段连续的，则可以用
该区间内的正交函数系（集）｛ uk (t ) ｝=｛ u0 (t ) , u1 (t ) , … ｝
k 0 k k l
ak C , 当 k =l 0 , 当 k l
1 t0 T ak x (t )uk (t )dt t C 0
2018/3/11 信息与通信工程系 5
2.2.1 信号的正交展开
对标准正交函数系
ak
t0 T t0
x(t )uk (t )dt
x(t ) 展开式中，若取有限项，则会带来误差Q，且恒有 Q 0。
中的各分量来表示该信号。 即
x t ak uk (t )
k 0
正交函数系：指｛uk (t )｝在（ t0 , t0 T ）上满足下式
t0 T
t0
uk (t )ul (t )dt
C 0 , 当 k =l 0 , 当 k l
上式中，当 C =1时，称 ｛ uk (t ) ｝ 为标准正交函数系。
现代通信原理课件课件
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光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。
现代通信原理
现代通信原理现代通信原理是指在当今社会中广泛应用的通信技术的基本原理和方法。
随着科技的不断发展，通信原理也在不断更新和完善，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
本文将从数字通信、无线通信和光纤通信三个方面对现代通信原理进行介绍。
首先，数字通信是指利用数字信号进行信息传输的通信方式。
相比于模拟通信，数字通信具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点。
其基本原理是将模拟信号经过采样、量化和编码等步骤转换成数字信号，再通过信道传输到接收端进行解码和恢复成原始信号。
在数字通信中，常用的调制技术有调幅调制（AM）、调频调制（FM）和调相调制（PM）等，通过这些调制技术可以将数字信号转换成模拟信号进行传输。
其次，无线通信是指利用无线电波进行信息传输的通信方式。
无线通信的原理是通过发射机将电信号转换成无线电波发送出去，接收机接收到无线电波后再将其转换成电信号进行解码。
无线通信技术的应用非常广泛，包括无线电话、无线局域网（WLAN）、蓝牙、GPS等。
随着5G技术的不断发展，无线通信的传输速度和稳定性得到了极大的提升，为人们的生活和工作带来了更多的便利。
最后，光纤通信是指利用光纤作为传输介质进行信息传输的通信方式。
光纤通信的原理是利用光的全反射特性来传输信息，其传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点，因此在长距离、大容量的通信传输中得到了广泛的应用。
光纤通信技术的发展也为互联网的高速发展提供了重要支撑，使得人们可以更快捷地获取信息和进行交流。
综上所述，现代通信原理涉及到数字通信、无线通信和光纤通信三个方面，这些通信原理的不断创新和发展为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
随着科技的不断进步，相信现代通信原理将会有更加广阔的应用前景，为人类社会的发展做出更大的贡献。
现代通信原理精品
接收设备
将传输中的信号还原为原始的消息信号， 如解调器。
信道
传输电信号或光信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
通信系统的分类
有线通信
通过金属线、光纤等物理介质 传输信号。
无线通信
通过电磁波传输信号，如手机 、无线路由器等。
卫星通信
利用卫星作为中继站实现地球 上不同地点之间的通信。
光纤通信
利用光波在光纤中传输信号。
无线信号处理
无线信号处理主要包括信号的调制、解调、 滤波、编码、解码等过程。这些处理过程能 够有效地提高信号的抗干扰能力和传输质量 ，减小信号的失真和衰减。同时，还能够实 现多路信号的复用和加密等功能，提高通信
系统的性能和安全性。
无线通信技术的发展趋势
5G/6G通信技术
物联网与智能家居
随着移动通信技术的不断发展， 5G/6G技术将成为未来无线通信的主 流技术。5G技术将提供更高的数据传 输速率、更低的延迟和更高的可靠性 ，支持大规模物联网设备和高速移动 设备的通信需求。而6G技术将进一步 拓展频谱资源，实现全球覆盖和高可 靠性通信，支持更多样化的应用场景 。
模拟调制实现方法
数字调制实现方法
数字调制通常采用振幅键控、频移键 控和相移键控等调制方式，实现方法 包括脉冲编码调制和差分脉冲编码调 制等。
模拟调制通常采用调频、调相和调幅 三种方式，实现方法包括直接调制法 和间接调制法。
解调的方法与原理
解调的基本概念
解调是从已调信号中提取出原调制信号的过程。
解调的方法
抗干扰能力
抗干扰能力是指数字通信系统在存在噪声和干扰的情况下，能够正常传输数据的能力。数字通信系统通 常采用信噪比、频域滤波、扩频等技术来提高抗干扰能力。
文元美现代通信原理课件1现代通信系统原理绪论
数字基带传输通信系统
图 1-7 数字基带传输通信系统模型
图 1-8 模拟信号数字化传输通信系统模型
模拟信号数字化传输通信系统
1.2.3 数字通信的主要优缺点
数字通信的主要优点 抗干扰、 抗噪声性能好。 差错可控。 易加密。 易于与现代技术相结合。
两类通信方式抗干扰性能比较 模拟信号；(b)数字信号
信息及其量度
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
消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即
可以看出I与P(x)间应满足以上三点， 则它们有如下关系式：
(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
信息量I的单位与对数的底数a有关： a=2 单位为比特(bit，简写为b)； a=e单位为奈特(nat，简写为n)； a=10单位为笛特(Det)或称为十进制单位； a=r单位称为r进制单位。 通常使用的单位为比特。
3.移动通信
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发Байду номын сангаас成为一个把有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。
数字微波、 空间通信
脉冲波调制
脉冲模拟调制
脉幅调制PAM
中间调制方式、 遥测
脉宽调制PDM(PWM)
中间调制方式
脉位调制PPM
遥测、 光纤传输
脉冲数字调制
脉码调制PCM
市话、 卫星、 空间通信
增量调制DM
现代通信原理 第二版 沈保锁 课后习题答案
5 103 w
边带功率 已调波功率
p
p
s
A m2
pc4
50
ps 4
2
625
5625w
w
3-3 设调制信号 f(t)为 f (t) Am cos(2000t) ,载波频率为 10KHZ。试画出相应的 DSB 和 SSB 信号波
)
a
j( 1
)
a
j( 1
)
a
j( 1
)
（2）
2
20
1
e (e a j
e )e d j j
1
e (e e )e d
a j
j j
0
S X ( ) R( )e d e cos e
d
j
a
j
2-10 已知平稳过程的功率谱为
(1)
S
()
a
0
b b
(2)
S
()
C
2-4 设某短波信道上的最大多径迟延为 3 毫秒，试从减小选择性衰落的影响来考虑，估算在该信道
上传输的数字信号的码元宽度。
解：选择性衰落的示意图如
下所示：
f
因为多径传输时的相对时延
差（简称多径时
延），通常用最大多径时延来表征，
并用它来估计传
输零极点在频率轴上的位置。设最
则定义：
f
1 m
0 1/ 2/ 3/ 为相邻零点的频率间隔。
(W 2
)
cos
0
(2)
P R(0) n0W
2
(3)
Snc(ω)= Snc(ω)
no
ω -W/2 W/2
E[Nc 2 (t)] E[Ns 2 (t)] n02 w
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当f(t)为实函数时F(-ω )=F*(ω )
∴上式
1 F ()F ()d
2
1
2
F () d
2
能量谱密度E(ω )=|F(ω )|2 焦耳/赫兹
27
2. 功率谱密度
功率信号：信号在- ∞＜t ＜+ ∞内存在， 具有无穷大能量，不能计算功率信号的
能量谱密度：单位频带内的信号能量 功率谱密度：由于功率信号具有无穷大的能
量，因此不能计算功率信号的能量谱密度。 只有将信号截取成短信号，形成能量信号。
32
1. 定义
四.自相关函数 时域性质
表明一个信号与该信号延时后的相似程度。
能量信号 功率信号
R = f (t) f (t )dt
例：P（T t）=
A
nT-
2
t
nT+
2
0
其它
解：PT
1 T
T /2 T / 2
P（T t)e-jnot dt
1 / 2 Ae-jnot dt
T / 2
A e-jnot / 2
T
-jno
/ 2
A
T
Sa
n
第一， S(w)是连续谱，C( jn0)是离散谱； 第二， S(w)的单位是幅度/频率（V/Hz），
而 C( jn0 ) 的单位是幅度（V）。
25
三. 能量谱密度和功率谱密度
1. 能量谱密度
信号波形的能量
E
U
t i
t
dt
规一化能量（电阻值1W）
E
f
2
t dt
程度。 自相关函数与谱密度之间有何关系？傅里叶
变换
36
例：周期信号f(t)的自相关函数
R 1 T0 / 2 f (t ) f (t )dt T0 T0 / 2
1 T0
f (t ) C e dt T0 / 2
T0 / 2
k
j 2 k (t ) / T0
⑵信号的自相关函数与其能量谱密度/功率谱密度构成 傅氏变换与反变换的关系。
证：FR =
f
(t)
f
(t
)dt
e
j
d
-
f (t)
f
(t
)e
j
d
dt
F () f (t)e jtdt
-
1
X ( j)e jtd
2
17
时域信号 频域信号
连续的 非周期的
非周期的 连续的
时域信号
连续的
对称性:
周期的
时域连续，则频域非周期。
反之亦然。
频域信号 非周期的 离散的
18
3.离散的非周期信号具有连续的频谱
------序列的傅氏变换
x(nT) T
X e j 或 X (e jT )
f (t)
Cne jnct , n 0, 1, 2......
n
周期信号的频谱是
其中离散频谱
离散的。
C(n0 )
Cn
1 T
T / 2 f (t )e jnct dt
T / 2
0
2
T
, Cn
Cn
e j ( )
Cn 是幅度谱， ()是相位谱
频谱C( jn0 )是一个复数，代表在频率 nf0上信号分量 11 的复振幅。
能量信号：能量为有限的信号(非周期的时间有限信号）
E f 2 t dt
f
t
1
2
F
(
)e
jt
d
dt
26
1
2
F()
f
te
jt
dt
d
1
2
F ()F ()d
能量谱密度，但平均功率为有限值。
分析时，先用截短函数将其截为能量信号。
f（ T t）=
f(t)
-T 2
t
T 2
0
其它
28
ET
T
f 2 2
T 2
t dt
T
f 2 2
T T 2
t dt 1
2
T
F 2
T T 2
2d
PT
( N 1)0 (N 1)
21 k
由上述分析可知，要想在时域和频域 都是离散的，那么两域必须是周期的。
时域信号 离散的 周期的
频域信号 周期的 离散的
*时域是周期为Tp函数，频域的离散间隔为0
2
Tp
;
时域的离散间隔为T ,频域的周期为s
2
T
.
22
二. 能量信号的频谱密度
设一个能量信号为s(t)，则它的频谱密度S(w) 可以由它的傅里叶变换得到，即
2
单元学习提纲
（1）离散信源和连续信源的统计描述； （2）离散信源的信息量、条件信息量、互信息
量和平均信息量（熵）的定义和物理意义； （3） 连续信源的平均信息量、平均互信息量的
定义和物理意义； （4） 信息量的单位——比特，比特率与波特率
的区别； （5） 有扰信道的信息传输过程；
1 T
T
f 2 2
T 2
t dt
P
lim
T
1 T
T
2 T
2
f
2
t
dt
1
2
lim
ET
2
d
T
T
功率谱密度 lim ET 2 （瓦特/赫兹）
T
T
双边功率谱密度定义在（-∞，+∞）
单边功率谱密度定义在（0，+∞） 29
频域信号 周期的 连续的
20
4、离散的周期信号具有离散频谱
------序列的傅氏级数（DFT）
x(nT)=x(n)
Tp
1 F
Tp NT
0 T 2T
x(e jk0T ) x(k )
s
2
T
fs
1 T
NT
t
n
0
2
Tp
2F
s N0
0 0 20 01 2 3
N0 N
F ()F () F () 2 E() 同理：FR W() 34
⑶信号的自相关函数在原点的值等于信号的能量/功率。
R 0= f 2(t)dt E
R 0 =lim 1 T /2 f 2 (t)dt P
T T T / 2
CK 2 ( k0 )d
CK 2
k
k
所以p=
CK 2 ( k0 )d
k
1
2
2
CK 2 ( k0 )d
k
所以W =2 CK 2 ( k0 ) k
周期信号的功率谱是离散谱。 31
S () s(t)e jtdt
而S(w)的逆傅里叶变换就是原信号：
s(t) S ()e jtd
23
功率信号的频谱：周期性功率信号，频谱由 傅里叶级数表示。
能量信号的频谱密度：频谱密度由信号的傅 里叶变换得到。
两者的差别？
24
能量信号的频谱密度S(w)和周期性功率信 号的频谱 C( jn0) 的主要区别有：
T
12
连续的周期信号具有离散频谱
------傅氏级数
x(t)
X ( jk0 )
---
---
0பைடு நூலகம்
Tp
t
0
2
0 Tp
正
:
X
(
jk0
)
1 Tp
Tp / 2 x(t)e jk0t dt
Tp / 2
反 : x(t)
X ( jk0 )e jk0t
k
13
若时域周期为T, 频域谱线间隔为2π/T
6
能量信号：若信号的能量E为一正的有限值，
即
2
0 E s (t)dt
则称此信号为能量信号。
功率信号：若信号的平均功率P为一正的有限
值，即 0 P lim 1
T 2
2
s (t)dt
T T
T 2
则称此信号为功率信号。
实际的通信系统中，信号都具有有限的功 率，有限的持续时间，因而具有有限的能量。
3
（6） 信道容量的定义，有扰信道的最高 信息传输速率； （7） 在掌握上述基本概念基础上，要求 熟记香农信道容量公式，理解它的物理意义 及其对通信系统研究与发展的指导意义。
4
通信系统需要研究的三个主要问题:
(1)信号的特性
输入信号、输出信号、噪声分别具有的特性和表示 方式。
(2)系统的特性 系统中输入信号、输出信号、噪声之间的关 系。 (3)噪声特性