数字通信原理第1次课教案(2012)
通信原理授课教案第一章一、通信系统的组成1、基本的点对点通信系统
通信原理授课教案第一章一、通信系统的组成1、基本的点对点通信系统的简化模型如图1——1所示：图1——1通信系统的简化模型2、模拟通信系统模型如图1——2所示：图1——2模拟通信系统模型3、基带数字通信系统模型如图1——3所示：图1——3基带数字通信系统模型4、频带数字通信系统模型如图1——4所示：图1——4频带数字通信系统模型二、通信系统的分类和通信方式1.通信系统的分类（1）按被传输消息的物理特性分：电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等。
（2）按调制方式分：总的说来，根据是否采用调制，可分为基带传输和频带（带通）传输两大类。
基带传输是直接以基带信号来传输，而频带传输是对基带信号先进行调制，再以调制后的信号来传输。
根据载波是连续波还是脉冲波以及调制信号是模拟信号还是数字信号，调制方式可分为四类。
（3）按传输信号的特征分：根据信道中传输的信号是模拟信号，还是数字信号，可分模拟通信系统和数字通信系统。
与上面向联系可知：模拟通信系统的调制信号是 模拟信号，数字通信系统的调制信号是数字信号，反之亦然。
（4）按传输媒介分：有线（含光纤）通信和无线通信系统。
（5）按信号复用方式：频分复用、时分复用、码分复用。
2.通信方式（1）按消息传送的方向和时间分：①单工通信：单向，如广播、无线寻呼。
②（全）双工通信：双向、同时，如电话。
③半双工通信：双向、不同时，如无线对讲机。
（2）按数字信号码元排列方式分：串行（序）传输和并行（序）传输。
三、信息及其度量通信的目的在于传递信息，每一个消息信号必定包含有接受者所需要知道的信息，消息以具体信号形式表现出来，而信息则是抽象的、本质的内容。
只有消息中有不确定的内容才构成信息，所以信息就是对这种不确定性的定量描述。
1.信息量的计算事件的不确定程度，可以用其出现的概率来描述。
消息出现的可能性越小，则消息 中包含的信息量就越大；当消息出现的概率为1时，则它传递的信息量为0；若干独立事件构成的消息所包含的信息量等于各个消息所含信息量的线性叠加，即信息具有相加性。
数据通信原理课程设计
数据通信原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数据通信的基本概念，掌握通信系统的基本组成和分类。
2. 使学生掌握数据传输的基本原理，包括信号传输、编码、调制解调等技术。
3. 帮助学生了解网络体系结构，掌握OSI七层模型和TCP/IP协议栈的基本原理。
技能目标：1. 培养学生运用数据通信知识分析和解决实际问题的能力。
2. 提高学生实际操作数据通信设备，进行网络搭建、调试和维护的能力。
3. 培养学生团队协作能力，能在小组项目中发挥各自专长，共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数据通信技术的兴趣，激发学生学习主动性和积极性。
2. 培养学生具备良好的网络素养，遵守网络道德规范，树立正确的网络安全意识。
3. 通过对数据通信技术的学习，使学生认识到科技对社会发展的作用，培养社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业选修课，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的物理、数学基础，对通信技术有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的学习积极性，培养实际操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估和指导。
二、教学内容1. 数据通信基本概念：包括数据通信的定义、通信系统的组成与分类、数据传输方式等。
教材章节：第一章 数据通信概述2. 数据传输技术：信号传输、基带传输、频带传输、编码与解码、调制与解调等。
教材章节：第二章 数据传输技术3. 网络体系结构：OSI七层模型、TCP/IP协议栈、各层功能及协议。
教材章节：第三章 网络体系结构4. 数据通信设备与网络搭建：介绍常见的数据通信设备、网络设备及其功能，实践操作网络搭建与调试。
教材章节：第四章 数据通信设备与网络搭建5. 数据通信应用案例分析：分析实际应用场景中的数据通信解决方案，如互联网、移动通信等。
教材章节：第五章 数据通信应用案例6. 网络安全与道德规范：介绍网络安全知识，强调网络道德规范。
数据通信原理课程设计
数据通信原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握数据通信原理的基本概念、技术和方法，培养学生分析和解决数据通信相关问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–掌握数据通信的基本概念、原理和组成；–了解数据通信的主要技术和协议；–熟悉数据通信系统的性能评估和优化方法。
2.技能目标：–能够运用数据通信原理分析和解决实际问题；–具备搭建和调试数据通信系统的基本技能；–能够撰写数据通信相关的技术文档和报告。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对数据通信技术的兴趣和好奇心，激发学生主动学习的热情；–培养学生团队协作、勇于创新的精神；–使学生认识到数据通信技术在现代社会中的重要性和地位，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数据通信基本概念：数据通信的定义、分类、特点和应用领域；2.数据通信系统组成：通信信道、传输介质、数据终端设备、数据交换设备等；3.数据通信技术：信号传输、调制解调、编码解码、信号检测等；4.数据通信协议：OSI模型、TCP/IP协议、传输控制协议等；5.数据通信系统性能评估与优化：误码率、带宽、传输速率、可靠性等；6.实际应用案例分析：互联网、移动通信、局域网等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和关键技术，使学生掌握数据通信的基本知识；2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的思考和分析能力；3.案例分析法：分析典型数据通信系统的工作原理和应用场景，使学生更好地理解理论知识；4.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀教材，如《数据通信原理》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置数据通信实验设备，如通信模块、传输线路等，便于学生进行实验操作。
《数字通信原理》教学大纲
《数字通信原理》教学大纲课程名称：数字通信原理课程类别：专业基础课学分：5学分适用专业：通信工程、计算机科学与技术专业一、课程的教学目的《数字通信原理》课程是本科通信工程和计算机科学与技术等专业的一门非常重要的专业基础课（必修课、核心课）。
通过本课程的学习能使学生对数字通信系统获得较完整的概念，并掌握数字通信的基本技术和应用。
学好这门课，将为学习后续专业课奠定良好的基础，同时也会对从事通信、计算机等方面的工作有所帮助。
二、教学基本要求通过本课程的学习，要求掌握数字通信的基本概念和基本原理，脉冲编码调制(PCM)通信系统的构成及模/数变换、数/模变换的具体过程，准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）的相关内容，数字信号传输方式及SDH传输网的关键技术等。
了解语音信号压缩编码的基本概念，拓展知识与前沿技术等内容。
本课程的重点和难点内容主要包括：（1）数字通信的基本概念及数字通信系统的性能指标；（2）脉冲编码调制（PCM）通信系统的构成，抽样、量化、编码和解码的相关内容；（3）PCM时分多路复用通信系统的构成及PCM30/32路系统帧结构；（4）数字复接的基本概念及异步复接二次群帧结构；（5）SDH基本概念及SDH的基本网络单元的作用；（6）基带传输线路码型的码型变换规则及特性分析；（7）SDH自愈网基本概念及几种自愈环原理。
三、课程教学方法本课程教学建立在精心设计的教学策略、丰富的教学资源和高效的人机交互基础上。
以理论教学为主，结合实例的分析讲解；适时总结、归纳；设计适量的教学活动，让学生参与其中；注重学习过程的系统引导和学习支持。
具体教学方法如下。
➢通过课程介绍和课程导学使学生较全面地了解本课程的内容体系、课程提供的学习资源、课程教学内容及基本要求、课程考核方式、学习方法等。
➢引导学生利用丰富的网络课程资源有效地学习。
➢提供满足教学需求的教学视频，帮助学生理解重点和难点内容。
教学视频对重点和难点内容分析透彻、有理有据、深入浅出、通俗易懂。
数字通信原理与技术课程设计
数字通信原理与技术课程设计一、设计背景随着社会的不断发展，通信技术得到了广泛的应用，数字通信技术已经成为现代通信技术的重要组成部分。
数字通信技术在信息传输方面发挥着重要的作用，而数字通信原理与技术也是现代通信工程师必须掌握的基础知识。
本课程设计旨在通过实践操作提高学生对数字通信原理与技术的理解和掌握程度，提高学生的创新和实际能力。
二、设计目的本课程设计旨在通过以下步骤：•调研相关资料，掌握数字通信原理与技术的基础知识；•设计数字通信系统；•搭建数字通信实验平台；•实践验证数字通信系统的可行性；•分析实验结果，总结经验教训。
通过该课程设计，使学生能够深入理解数字通信系统的相关知识，掌握数字信号处理与调制解调技术的基本原理和方法，进一步提高数字通信系统的设计和调试能力，以便在今后的工程实践中更好地满足实际应用需要。
三、设计步骤3.1 调研相关资料首先，需要调研数字通信原理与技术相关资料，了解数字通信系统的基本原理，数字信号处理技术等知识，为下一步的系统设计打下基础。
3.2 设计数字通信系统在对相关资料进行了解之后，需要根据所学知识进行数字通信系统的设计。
设计的内容包括：•设计调制方式，确定载波频率，速率等参数；•设计解调方式，确定解调器参数；•设计数字信号处理模块；•确定系统控制模块；•设计系统测试方法与流程。
3.3 搭建数字通信实验平台完成数字通信系统的设计之后，需要搭建数字通信实验平台，包括硬件和软件两部分。
搭建的硬件包括用于数字信号采集和发送的模拟信号处理模块、模拟接口电路及数字接口电路，搭建的软件包括数字信号处理算法和控制程序等。
3.4 实践验证数字通信系统的可行性在搭建数字通信实验平台之后，需要进行实践验证数字通信系统的可行性。
具体操作内容包括：•对系统进行功能测试，并检查系统的稳定性；•测试系统的噪声抗干扰性能；•测试系统的误码率性能。
3.5 分析实验结果，总结经验教训在进行完实验之后，需要对实验结果进行分析，找出错误和不足之处，并总结经验教训，以便在今后的工作中避免相同的问题。
《数据通信》课程教案
北京邮电大学函授、远程教育《数据通信》课程教案课程说明一、使用教材名称、作者及出版社教材名称：《数据通信原理》（第2版）作者：毛京丽、李文海出版单位：北京邮电大学出版社二、先修课程数字通信原理等。
三、教学目的《数据通信》是一门非常重要的专业课，通过本课程的学习，能使学生对数据通信、数据通信网等有一个较全面的了解，并能掌握一定的数据通信基本理论和有关数据通信技术的一些应用技能。
学好这门课为学习后续课程打下一个良好的基础，同时也会对从事通信和计算机等方面的工作有一定的帮助。
四、教学基本要求见《课程学习指南》五、课程安排1、课程实时指导安排本门课安排4次实时指导与答疑。
具体安排：第1次——课程说明及指出各章重点内容第2次——习题课及重点、难点内容介绍第3次——习题课及重点、难点内容介绍第4次——总复习2、阶段作业本门课安排4次阶段作业（在课程空间里有些章节后面），均是客观题，网上提交。
3、考核安排每次阶段作业10分，平时成绩共40分，即占总成绩的40%。
期末考试为闭卷考试，卷面分数100分，占总成绩的60%。
六、网上教学资料1、课程大纲2、课程学习指南3、课程空间里的在线课程4、综合练习题及答案（资源）5、课程教案（此教案，资源）6、实时指导课件（资源）七、学习方法1、按时下载网上各种教学资料。
2、按照课程学习指南要求的重点学习。
3、认真学习在线课程。
4、在学习完各章内容后认真做综合练习题。
5、按时完成阶段作业。
[注：请同学们每次上实时指导课时带着此教案]各章重点内容第1章概述1.1 数据通信的概念1.1.1 数据通信的定义 P11.1.2 传输代码的种类及几单位代码·国际5号码（7单位代码）——ASCII码（常在后面加1位奇偶校验码） ·国际电报2号码（5单位代码）·EBCDIC码（8单位代码）1.2 数据通信系统的构成数据通信系统的概念 P3数据通信系统的构成P3图1-2z三大组成：·数据终端设备·数据电路 组成·中央计算机系统z数据链路与数据电路的关系z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1.4 数据通信网与计算机通信网数据通信网的组成及作用 P10数据通信网与计算机通信网的关系 P111.5 数据传输方式1.5.1 并行传输与串行传输（按代码传输的顺序分）1.5.2 同步传输和异步传输（按同步方式分）概念、优缺点 P131.5.3 单工、半双工和全双工传输（按数据电路的传输能力分）（概念）1.6 数据通信系统的主要性能指标1.6.1 有效性指标1、数据传输速率调制速率数据传信速率 概念、公式、关系 P16 数据传送速率z 数据传信速率与调制速率之间的关系为：M N R Bd 2log = Bd N R = (二进制)(多进制) Bd N R >z 数据传送速率小于数据传信速率。
《数字通信原理》教案
一、语声信号编码的概念
语声信号编码——模拟话音信号的数字化（信源编码）。
二、语声信号编码的分类
波形编码——根据语声信号波形的特点，将其转换为数字信 号。
常见的有PCM、DPCM、ADPCM、DM等。 参量编码——是提取语声信号的一些特征参量，对其进行编
码。 特点：编码速率低，但语声质量要低于波形编码。 LPC等声码器属于参量编码。
法用低通滤波器准确地恢复原模拟话音 信号。
话音信号的抽样频率为＝8000， 抽样信号的频谱：频率成分有原始频带∽，的上、下边带。 （排列顺序） 3、带通型信号（）的抽样 抽样定理 [若n次下边带、(n+1)次下边带与原始频带间隔相等——默认] 抽样信号的频谱：频率成分有原始频带∽，的上、下边带。 （排列顺序）
数码率的话音质量要求。
第四节 子带编码——SBC
子带编码的概念 首先将输入信号频带分割成不同的频带分量(称为子带)，然后再分 别进行编码，这类编码方式称为频域编码。
复习题
1、一模拟信号频谱如下图所示，求其满足抽样定理时的抽样频率，并画出抽 样信号的
）。
∴此信号为低通型信号 满足抽样定理时，应有
（一次下边带：-原始频带=12-（2∽6）=6∽10 一次上边带：+原始频带=12+（2∽6）=14∽18 二次下边带：-原始频带=24-（2∽6）=18∽22 二次上边带：+原始频带=24+（2∽6）=26∽30 ） 2、一模拟信号频谱如下图所示，求其满足抽样定理时的抽样频率，并画出抽 样信号的 频谱。
•分类 线性编码与解码——具有均匀量化特性的编码与解码
非线性编码与解码——具有非均匀量化特性的编码与解码
数字通信系统原理教学设计
数字通信系统原理教学设计一、教学目标1.掌握数字通信系统的原理和基本知识；2.能够理解数字信号的传输方式和调制技术；3.能够了解数字信号的调制解调过程；4.能够设计数字通信系统中的关键模块。
二、教学内容1. 数字信号的传输方式1.数字信号的概念和特点；2.数字信号的传输方式：串行传输和并行传输；3.串行传输的实现方式：异步串行传输和同步串行传输；4.并行传输的实现方式：并行总线和矩阵式交换。
2. 数字信号的调制技术1.模拟调制和数字调制的区别；2.有线数字调制技术：ASK、FSK、PSK、QAM；3.无线数字调制技术：FSK、PSK、ASK、QAM、OFDM。
3. 数字信号的调制解调过程1.数字信号的调制过程；2.ASK、FSK、PSK、QAM 调制过程；3.数字信号的解调过程；4.ASK、FSK、PSK、QAM 解调过程。
4. 数字通信系统中的关键模块1.均衡器的功能和结构；2.载波恢复的基本原理；3.时钟恢复的基本原理；4.前向纠错码的原理和应用。
三、教学方法1.理论讲授和实验操作相结合；2.采用PPT演示辅助教学；3.根据实验操作设计实践环节，帮助学生掌握相关技能；4.设计小组项目，帮助学生合作完成实际数字通信系统的设计。
四、教学评价1.能够设计数字信号的传输方式和调制技术；2.能够分析数字调制和解调过程；3.能够掌握数字通信系统中的关键模块；4.能够合作完成实际数字通信系统的设计项目。
五、教学资源1.课程讲义和 PPT 演示；2.实验室设备和数字通信系统设计软件；3.数字通信系统的相关书籍和文献。
数字通信原理课程设计
数字通信原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握数字通信原理的基本概念、技术和方法，培养学生运用数字通信原理分析和解决实际问题的能力。
1.掌握数字通信的基本原理和系统组成；2.理解数字信号的采样、量化、编码和调制过程；3.熟悉数字通信系统的性能评估和优化方法；4.了解数字通信技术的应用和发展趋势。
5.能够运用数字通信原理分析和解决实际问题；6.具备数字信号处理和通信系统设计的基本能力；7.掌握常用的通信协议和标准，如TDMA、CDMA、WCDMA等；8.能够使用通信仿真软件进行系统设计和性能分析。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神；2.增强学生对数字通信技术的兴趣和好奇心；3.培养学生关注社会热点问题，将所学知识应用于国家发展和人民生活的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数字通信基本原理：数字通信系统的组成、数字信号的采样与量化、编码与调制；2.数字信号处理：信号滤波、噪声抑制、信号检测与估计；3.数字通信协议与标准：TDMA、CDMA、WCDMA等；4.数字通信系统性能评估与优化：误码率分析、系统容量计算、调制方式选择；5.数字通信技术应用与发展趋势：4G、5G及未来通信技术。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：系统地传授数字通信原理的基本概念、技术和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解数字通信系统的原理和应用；3.实验法：让学生动手实践，培养实际操作能力和创新能力；4.讨论法：学生进行分组讨论，激发学生的思考和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《数字通信原理》及相关参考书籍；2.多媒体资料：教学PPT、视频讲座、网络资源等；3.实验设备：数字通信实验箱、信号发生器、示波器等；4.通信仿真软件：用于系统设计和性能分析。
通过以上教学资源的使用，我们将帮助学生更好地理解和掌握数字通信原理，提高学生的实际操作能力和创新能力。
数字通信原理课件第1章绪论
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数字通信原理课件第1章绪论
表 1- 2常见的调制方式
调制方式
用途
线性调制 常规双边带调幅
广播
抑制载波双边带调幅 立体声广播
单边带调幅SSB
连 续
残留边带调幅VSB
波 非线性调制 频率调制FM 调
制
相位调制PM
数字调制 幅度键控ASK
相位键控
载波通信、无线电台、数传 电视广播、 数传、 传真 微波中继、卫星通信、广播 中间调制方式 数据传输 数据传输
❖ 无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目 的的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。
•2、按信道中所传信号的不同
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地
把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
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数字通信原理课件第1章绪论
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•模拟信号与数字信号示例
数字通信原理课件第1章绪论
105GHz~107GHz
3X10-6 3X10-8m
甚低频 VLF 低频 LF 中频 MF 高频 HF
甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF 可见光、红外
有线线对 长波无线电
有线线对 长波无线电
同轴电缆 中波无线电
同轴电缆 短波无线电
同轴电缆 米波无线电
波导 分米波无线电
波导 厘米波无线电
的时间区间。
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数字通信原理课件第1章绪论
•其他分类方式：按多地址方式可分为频分多址通信、 时分多址通信、码分多址通信等。按用户类型可分 为公用通信和专用通信等。
无论怎样划分通信系统，都只是在信号处理方 式、传输方式或传输介质等外在特征上做文章，其 通信的实质并没改变，即大量、快速、准确、广泛、 方便、经济、安全地传送信息。因此，在分析、研 究、设计、搭建和使用一个通信系统时，只要抓住 这个实质，就不会被系统复杂的结构、先进的技术 和生涩的技术术语所迷惑。
通信原理教案
教案1课程名称：通信原理I, II授课日期：授课题目〔教学章、节或主题〕：第一章绪论授课班级：教学目的及要求：使学生了解通信的进展历史与进展前景，培育学习兴趣。
表达通信系统的构成，包括仙农模型、数字系统模型、模拟通信系统模型，已及通信网的构成。
给出通信系统有效性与牢靠性的目标，介绍熵、带波特率、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)的根本概念。
介书主要内容、重点及教辅书籍。
教学重点：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牢靠性：信噪比、误码率(误比特率、误符号率)教学难点：1培育学生的学习兴趣2区分通信系统的不同模型的适用范围与内部根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牢靠性参数4把握熵的计算、两种信噪比间的换算教学方法：1通过图形形象表征通信系统，从而树立抽象概念的直观印象。
2通过例题/提问/习题的形式，在练习与接触中使学生得到启发与感受。
3 比较不同系统、不同概念的异同，使学生系统把握根本概念。
备注：教案2课程名称：通信原理I, II授课日期：授课题目〔教学章、节或主题〕：其次章确定性信号分析授课班级：教学目的及要求：复习信号与系统课程的相关内容，把握由角频率、频率表示的傅立叶变换间的关系，了解余弦形式的叶变换；把握相关函数的定义及其性质；把握各种常用带宽定义；把握功率谱密度的概念；把握希尔伯换的定义及其性质；把握解析信号含义；理解频带信号含义；把握复包络、包络、同相重量、正交重量义。
教学重点：1由频率表示的傅立叶变换定义、性质2相关函数的定义及其性质3各种带宽定义4功率谱密度的含义5希尔伯特变换的定义及其性质6解析信号及其相关概念性质，复包络、包络、同相重量、正交重量教学难点：1各种傅立叶变换形式的关系2相关函数的性质3希尔伯特变换、解析信号、复包络、包络、同相重量、正交重量间的关系4频带信号含义及等效低通系统分析教学方法：1结合信号与系统课程，复习相关根本概念。
通信原理教案李白萍
第1章绪论本章教学基本要求：掌握：1. 通信基本概念2. 信息量、主要性能指标计算3. 数字通信系统的组成理解：1. 通信系统的分类2. 通信系统的发展本章核心内容：一、通信的基本概念二、通信系统的组成、分类三、数字通信系统的性能指标四、数字通信技术及发展一、通信的基本概念1. 通信：消息传递的全过程，即信息的传输与交换。
2. 消息：是有待于传输的语言、活动图片和文字、数据等。
3. 信息：消息中包含的有意义的内容。
4. 信号：信息的物质载体。
5. 信息量：度量信息多少的量值，它和消息的总类，消息的重要程度无关，它只反应一个量值。
1）信息量的计算消息中所含信息量与消息出现的概率有关。
（1）信息量（I ）是消息出现的概率（P(x)）的函数：I=I[P(x)] （2）消息出现的概率愈小，它所包含信息量愈大；反之信息量愈小。
且P(x)=1时，I=0，P(x)=0时，I=（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。
I[P(x 1)P (x 2)…P(x n )] = I[P(x 1)]+ I[P(x 2)]+…+ IP(x n )]所以，I=log a)(1x p = - log a p(x) 信息量I 的单位与对数的底数有关：当对数底a 取2时，信息量的单位为比特（bit ）；当对数底a 取e 时，信息量的单位为奈特（nit ）；当对数底a 取10时，信息量的单位为哈特（hart ）。
通常使用的单位为比特。
1比特（bit ）的含义：是信息量的度量单位；一位二进制数不经压缩所含的信息量；一个脉冲波形所含的信息量；一比特等于488微秒。
2）离散信源的平均信息量 （1）离散等概时信息量的计算假设有M(M=2K )个消息，它们是等概的，每条消息的概率P(x)=M1，以2为底时：I=lb )(1x P =lbM=K(bit)（2）离散不等概时信息量的计算某离散信息源输出x 1,x 2,…,x M M 个不同符号，它们出现的概率分别为P(x 1),P(x 2),…,P(x M )。
数字通信原理-第一章
数字通信原 理
电信学院通信教研室
信道
信道是指传输信号 的通道，从发送设 备到接收设备之间 信号传递所经过的 媒介。
接收设备
接收设备的基本功 能是完成发送设备 的反变换，即进行 解调、译码、解码 等等。它的任务是 从带有干扰的信号 中正确恢复出原始 消息来。
电信学院通信教研室
编码器输出
调 制 器
按照信道中所传输的 是模拟信号还是数字 信号，可以相应地把 通信系统分为两类， 即模拟通信系统和数
字通信系统。
正弦:
二进制代码
1
0
01
二 进电制信基学带 信 院号通信教研室
t
数 字 通 A M : 信 原
2ASK
t
理
FM:
2FSK
02
模拟信号与数字信号
t
PM:
2PSK
t
1
电信学院通信教研室
数字通信原 理
数字通信原理
前言
----克服地域、时空障碍，迅速、及时地传递信息是通信的基本任 务。 人类社会要进行信息交流就离不开通信，通信是推动人类社会文 明进步与发展的巨大动力。现代的人类社会已进入信息时代，现代 通信系统就是信息时代的生命线。由于人们要进行交换的信息已不 再是单一的电话业务，而是集声、图、文为一体的综合性的多种信 息服务，因此现代通信网应是一个综合业务数字网。为适应世界性 的政治与经济活动的需要，人们已经建立起世界性的全球通信网， 现代通信已成为最重要的信息技术服务。
数字通信原 理
电信学院通信教研室
01
数字通信的主要特点：
○ 无噪声积累，能保证较
高的通信质量
02
○ 便于加密处理
○ 数字信号便于直接与计
数字通信原理 教学大纲
数字通信原理一、课程说明课程编号：090192Z10课程名称：数字通信原理/Principles of Digital Communication课程类别：专业教育课程学时/学分：48/3先修课程：概率论、数理统计、信号与信息理论基础适用专业：智能科学与技术教材、教学参考书：[1]Robert G. Gallager等，Principles of Digital Communication，Cambridge University Press，2012年6月.[2]曹丽娜等，通信原理大学教程（第1版），北京：电子工业出版社，2012年.[3]樊昌信,曹丽娜，通信原理(第7版)，北京：国防工业出版社，2012年11月[4]常君明等，数字通信原理，北京：清华大学出版社, 2010年1月二、课程设置的目的意义数字通信原理是计算机科学与技术与信息安全等专业的专业选修课。
目的是使本专业学生掌握较广泛的现代通信理论和基本技术，课程以现代通信系统为背景、以通信系统的模型为主线，系统的介绍了现代通信，特别是数字通信的基本概念、基本原理和基本的分析方法，并介绍了通信系统主要组成部分的设计和实现方法。
通过学习本课程，初步培养学生对通信系统进行分析和设计的能力，为今后的发展打下良好的基础。
三、课程的基本要求知识:掌握模拟通信和数字通信的基本概念、基本理论以及基本的分析方法；熟悉通信系统的组成和工作原理；了解通信系统主要组成部分的基本原理和实现方法。
能力：通过学习通信的基本概念和原理，掌握设计和实现通信原理的一般过程，将通信原理应用到实际工程中，针对具体设计要求提出有效的解决方案，提高开发通信系统的能力，结合课程实验和现代通信技术及系统的分析，培养创新意识，提高分析问题、解决问题和实际动手能力。
素质：建立完整的通信架构，通过课程中的分析讨论和实践，培养分析沟通交流素质，提升主动学习的基本素质。
通过课外研讨和实践模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
通信原理电子教案
问题讨论1：谈谈对通信的认识。
如：你见到过或接触的与通信相关的内容有些什么？列举一些通信的实例。
可以得出通信的概念：克服距离上的障碍，交换和传递信息，将信息从发送者传送到接收者的整个过程。
问题讨论2：通信原理应该解决通信过程中的哪些问题？你对什么技术最感兴趣？你想要的通信方式是怎样的？通信原理的授课内容：调制技术、模拟信号数字化技术；数字基带传输技术；数字频带传输技术；复用技术与同步原理；差错控制技术等。
通信技术的发展：电报、无线电、电话、电视(模拟)、数字通信技术、计算机网络、卫星通信、光纤通信等。
通信的基本知识：１、消息：被传输的文字、符号、数据和语音、活动图片等，是信息的载体。
２、信号：指消息的电量形式，与消息是一一对应的。
基带信号：信源发出的未经调制的信号。
频带信号：经过调制具有较高频率的信号。
３、信息：是事物的状态及其随时间发生的变化反映。
指消息中的有效内容，可以用量化的形式来表示，它与消息出现的概率密切相关。
通信系统的组成及分类通信系统的一般模型１、信息源实际上是一个转换设备，它将消息转换成原始的电信号。
可分为：模拟信源和数字信源。
２、发送设备的基本功能是将信息源产生的消息信号转换成适合信道中传输的信号，即完成信息源与信道的匹配功能。
模拟通信系统通过调制将信号进行频谱搬移，数字通信系统采用抽样编码、扰码、调制等方式进行匹配。
３、信道是指传输信息的通道，即信号传输的媒介。
可分为有线信道和无线信道。
４、接收设备主要完成发送设备的反变换功能，如解调、译码等。
接收设备是从带有干扰的接收信号中正确分离出相应的原始电信号，因而接收设备的质量将直接决定通信的质量。
５、收信者也叫信宿，它将原始的电信号恢复成相应的消息。
调制及调制的目的１、模拟通信系统发送设备的核心是调制器。
原始信号大都属于基带信号范畴，如话音信号：300~3400Ｈz，图像信号0~6MHz。
这些信号不适合在信道中直接传输，要经过调制。
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* 课程名称：数字通信原理
* 使用教材：李文海等编著数字通信原理（第二版）人民邮电出版社2007 赵蓉等编著现代通信原理教程北京邮电大学出版社2009
* 主要参考书目：
毛京丽等编著数字通信原理（第3版）人民邮电出版社2011
*
* 课程性质：选修课
* 学时数：总学时数为32学时，其中理论教学28学时，实验4学时。
第1章概述
本章学习要点
通信和数字通信系统的有关概念（复习）以及本课学习的主要内容。
1.1 通信及通信系统构成
1.通信的定义
通信就是信息的传输与交换。
一般地说，通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
2. 通信系统的组成
(1) 通信系统的定义
传递或交换信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。
(2) 通信系统一般模型
以点对点通信为例，由图1-1可以看出要实现消息从一端向另一端的传递，必须有五部分：信息源、发送设备、信道、接收设备、受信者（信宿）。
图1-1通信系统一般模型
其中，
①信息源：将各种可能的消息转换成电信号；
②发送设备：对信源所产生的原始电信号进行处理和变换，把它变换为适合信道传输的信号；
③信道：信号的传输通道，一般指传输媒质；
④接收设备：从接收信号中恢复出相应的原始电信号；
⑤受信者：将原始信号转换成相应的消息。
⑥噪声源：噪声源不是人为加入的设备，而是通信系统中各种设备以及信道所固有的，并且是人们所不希望的干扰源。
1.2 信息、信号及分类
1.信息与消息
消息是信息的物理表现形式，例如：文字、语音、数据、图片、活动图像等等都是消息所具有的不同的表现形式。
而信息则是指消息中包含的有意义的内容（有效内容）。
2.信号及其分类
为了实现既迅速又可靠的远距离通信，通常需要将消息转换成电信号，例如，利用电话机将语音转换为语音信号，利用摄像机将活动图像转换为图像信号等等。
可以说信号是携带信息的载体。
信号波形的特征可用二个物理量（时间、幅度）来表示。
根据信号波形基本特征的不同，信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。
·模拟信号是时间、幅度都是连续的信号。
常见的产生模拟信号的信源有电话机、话筒和摄像机等。
·数字信号是时间、幅度都是离散的信号。
电子计算机、各种数字（用户）终端是输出数字信号的信源。
1.3 模拟通信和数字通信
按在传输信道中所传输信号的类别不同，通信系统可分为模拟通信和数字通信两大类。
1.3.1 模拟通信系统
信源所发出的携带信息的电信号经发送设备变换和处理后，送往信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。
1.3.2 数字通信系统及本课学习的主要内容
信源所发出的携带信息的电信号经发送设备变换和处理后，送往信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。
数字通信系统的模型如图1-2所示。
图1-2 数字通信系统的模型
(1)信道编码与译码
信道编码或差错控制编码又称可靠性编码，是为了改善数字通信系统的传输
质量。
通过信道编译码，以实现信道与通信系统在可靠性指标上的优化。
（第10章差错控制编码）
(2) 信源编码与译码
所谓信源编码（又称有效性编码）是指将原来不适于在数字通信系统内传输的信号变换为比较理想和有效的数字信号。
信源编码有两个基本功能：模拟信号的数字化和数据压缩。
①通过某种数据压缩技术设法减少码元数目以降低数码率（传码率），因为数码率决定传输所占的带宽，而传输带宽反映了通信的有效性，所以信源编码可以提高信息传输的有效性。
（第3章语音信号压缩编码、第5章图像信号压缩编码）
②将信息源输出的模拟信号转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输（第2章语音信号的数字化、第5章图像信号数字化）。
本课以PCM通信系统为例重点讨论实现这一过程的基本理论及相关实用技术，它们包括：
图1-3 PCM 通信系统原理框图
1.4.1 数字通信的特点
1. 抗干扰能力强，无噪声积累；
2. 便于加密处理；
3. 利于采用时分复用实现多路通信；
4. 设备便于集成化、小型化；
5. 占用频带宽。
1.5 电平和衰减的预备知识
1. 功率电平和电压电平（dB ）
① 分贝（dB ）是以常用对数表示两功率之比的一种计量单位。
② 定义式
()dB P P D 0
1
lg 10= ( 1-1 )
式中，0P 表示以参考点0作为比较的基准功率；1P 为测试点1的功率。
或
()dB V V D 0
1
lg 20= ( 1-2 )
其中，0V 表示以参考点0作为比较的基准电压；1V 为测试点1的电压。
2. 用分贝表示的绝对功率电平（m dB ）
① 度量信号绝对功率电平大小而使用的单位是m dB 。
② 如果信号的功率为1P ，则用分贝表示的绝对功率电平为
()()()m dB P mW mW P D 11lg 101lg 10== ( 1-3 )
显然，信号绝对功率电平是相对于mW 1功率的电平单位。
当信号功率1P 为mW 1时，绝对功率电平为m dB 0。
3. 传输衰减
① 衰减是表示信号通过网络后功率损耗的程度。
② 定义：传输衰减是网络的输入端功率与输出端功率之差。
即式( 1-1 )又可表示成
()dB P P D 01lg 10lg 10-= ( 1-4 )
例1.5.1 某数字基带传输系统的发送信号功率为40dB ，信道衰减70dB ，求接收信号平均功率。
解：设发送信号功率为T S ，接收信号平均功率为R S ，则由题意可知： T S lg 10= 40dB ，R
T S S lg
10=70dB 于是得
=-R T S S lg 10lg 1070dB
接收信号平均功率为 dB dB S S T R 3070lg 10lg 10-=-=
或
()W S T 410=，710=R
T S S ,()mW S R 1101047=⨯=-。