国防科大通信原理
国防科大通信原理
DSB
Ps 1 1 00% PDSB
39
3.1 线性调制（幅度调制）原理
3.1.2 双边带调幅DSB
(2) DSB的解调 sDSB (t )
t
M ( )
H
H
t
SDSB ()
t
c
0
c
DSB包络已不能直接反映原调制信号的波形， 因此DSB的解调过程必须利用载波的相位信息— —相干解调。
27
3.1 线性调制（幅度调制）原理
(2) AM已调信号频谱
co sct 1 2[(c)( c)]
m(t)M()
A02A0()
则 ： sAM(t) [A 0m (t)]cosct A 0cosctm (t)cosct
A 0 [ ( c ) ( c ) ] 1 2 [ M ( c ) M ( c ) ]
测量、建模 无线通信的发展也是随着对无线信道不断
认识、不断提出新的更能准确描述信道自然 特性的模型而迅速发展的
5
常用的信道模型
① 瑞利(Rayleigh)分布衰落
当电磁波经过反射、折射、散射等丰富路径传 播至接收端时，接收信号包络服从Rayleigh分布。 假设r为接收信号包络，其概率密度函数为：
将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输 的已调信号（频带信号）；
实现信道的多路复用，提高信道利用率； 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力； 实现传输带宽与信噪比之间的互换。
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引言
调制的定义：
调制就是把信号转换成适合在信道中传输 的形式的过程。
广义调制分为基带调制和载波调制。载波 调制是用调制信号（原始信号）控制载波 的某个（或几个）参数的过程。
B
Receiver
通信原理 (完整)精选全文
数字通信的主要优点：
(a) 失真的数字信号
(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
数字通信的主要缺点：
➢ 占用带宽大 ➢ 设备复杂 ➢ 同步要求高
宽带通信、压缩编码 VLSI、SOC、ASIC 信号处理技术
应用实例：
➢ 数字传输技术：电话、电视、计算机数据等 信号的远距离传输。
➢ 模拟传输技术：有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。
狭义信道
有线信道 无线信道
中长波地波 短波电离层反射 超短波、微波视距传输 超短波、微波对流层散射 卫星中继
编码信道 调制信道
信 源
加 密 器
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
信 道
收 转 换 器
解 调 器
解解 码密 器器
信 宿
发送设备
噪 声
接收设备
广义信道
广义信道
调制信道：
调制器输出端到解调器输入端的所有设备和媒介。 研究调制和解调时，常用调制信道。 连续信道/模拟信道。
eo(t)
e0t htei t nt e0t kt ei t nt
n(t)
n(t): 加性干扰 k(t): 乘性干扰
k t 依赖于网络的特性，k t 反映网络特性对 ei t 的作用。
干扰
加性干扰：本地噪声
始终存在
乘性干扰：非理理想信道 与信号共存
sR t sT tht nt
乘性 加性
增量调制DM
军用、 民用电话
Hale Waihona Puke 差分脉码调制DPCM电视电话、 图像编码
其 他 语 言 编 码 方 式 中低速数字电话 ADPCM、 APC、 LPC
按信号复用方式分类
通信原理(第六版)习题答案
通信原理（第六版）课后答案通信原理第六版（樊昌信曹丽娜著）国防工业出版社课后答案 第一章绪论1-1设英文字母盘出現的概卒药0.105, I 出璇的槪率为0.a02t 试求迓和JT 的信息昼°解：厶=log 2 — = log1-2皐信息源的符号集由Z2D 和E 组咸，设每一符号■独立出现，其出现槪率分别为1炸 1朋・1.岛3/lGi 5/15.徐亲该信息源符号的平均信息壘。
解=平均信息量 疋=Pgbj 恥Ji-LI . 1 V 1 k 1 3 , 3 5 . 5一才叫厂冠吨迈飞呃乔护喝忆 二2.2咖/棉门设駆个消息乩氐C. D 分别以概率lf4、1他1区 ⑴传送 斑一消息的出现是相 互独立的，试计算其平均信息量.M —个由字母直pep 组咸的字，对于告输的每一字囹用二进制眛冲编码，00代替每01 代清即U 代替匚11代替D ，每个脉冲宽度丸％弘⑴不同的宇毎等可能蜩时.试计算传輸的平均信息速率； ⑵ 若霉个字囹出现的等可能性另别光甩=1/5耳=1曲用尸1地山3/10,试计聲传需的平均信 息Jt 率-解；平均信息量用二—£ FUJI 躍」P 〔Gj-10.002解;（1）因一b字母衬翻个二ffi制圖中「属于四进41符号,故一b字母的持剜间为25, 传達宇母的符吕頑率为=1005&4 = ------------ 7聃2x5xl0-3等概时,平均信息速率尽=弘logs 4 = 200^/B ⑵每个符号平均信息量为H= 一工目leg 2 =-丄bg Q 丄1。
呂 2 丄一丄1笔」 --- l og 了——h 5 5 4 2 4 4 S 10 a10-1985边库f号平均信息速率R t=理斗月=100x1.985 = 198.5&/ff1-5国磅尔斯电码用点和划的序列发遊英文字母，划用持续3单位的电臟沖表示，虽用持续1个劉i的电瞒冲表示且到出现的概率是点t±®的概率的1心⑴求点和划的信息墨（刀求点和划的平均信息量-解:⑴由已知条件划出现的概率是点出现的概率的1/3,即PT3巳且P卄Pi所以卩产14 PTA '划的信息量几=-1唱卜加点的信息量厶二-1隅肓=0⑷気左N 1⑵平均信息量/f = -x0.415 + -x2 = 0.81加/符号皿某离散信I.W出忌尬…唧个不同的符号符号遠率为24D逻其中4个符号出现概率为尸财"⑹"MP 兔）=1他利无）="4具余符号等概出BL⑴求该信息源的平均信息率i⑵求传逆“的信息量◎ 解（1由已知条件得巩心）■户（忑訂■用（衍）■刀（花）■—僖耳源航:用（兀）一迟戸（吗）呱尸3” -“丄叱拮!□1D-2.87了加“符号则信忌源的平均信M連率为尺# = x H =2400 x 2. £75 = d?0O bit / $ ⑵舱1血的传亘量酋：f =『X/?』■ 3(500 y tS90D = 2.434 xlO7^1-7设某信息-源以每秒2000个符号的速率发送消息信息源由ARGDE五个信息符号组成发送盘的慨率为12发送其余符号的概率相同，且设每一符号出现是相互独立的。
《通信原理》考核方式
《通信原理》考核方式与标准空军工程大学信息与导航学院一、考核形式考核基于《通信原理》标准化试题库，以人工、自动两种方式形成考试试卷，并实现教考分离，实现对学员基础知识掌握程度进行测试，考核效果计入理论成绩。
（1）考试时间：120分钟。
（2）考试方式、分制与分数解释采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分及格，100分满分。
（3）小论文考核学员提交的小论文的成绩记入总评成绩，考核效果计入理论成绩。
（4）通信原理实验内容考核通信原理实验内容的考核单独在实验室完成考核，考核结果记入实验成绩。
二、考核内容（一）理论讲授部分第一章绪论理解通信的分类、工作方式等概念，掌握通信系统的组成、系统性能指标。
知道通信发展趋势，理解信道的定义、分类、模型等概念，理解恒参信道和变参第二章通信中的信号分析知道信号与系统的时域和频域分析，理解随机过程的统计特性与基本分析方第三章模拟调制系统理解DSB、VSB、FM、PM等模拟调制的基本方法，知道各系统抗噪声性能分析方法，掌握AM、SSB信号的产生、接收及系统抗噪声性能分析方法。
知道门限效应、加重技术及FDM的概念。
第四章数字基带传输系统理解数字基带信号的特性和常见码型，理解码间串扰和基带传输系统的概念，掌握无码间串扰的传输特性及性能分析。
知道眼图、时域均衡及部分响应系第五章数字频带传输系统掌握2ASK、2FSK信号调制与解调的基本方法，熟练掌握2PSK及2DPSK信号调制与解调的基本方法，掌握分析与计算2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK信号采用相干解调时的系统抗噪声性能（误码率）。
知道多进制数字调制（MASK、第六章 模拟信号数字化传输掌握模拟信号数字化过程中抽样、量化、编码的概念，掌握PCM 、ΔM 、ＤPCM 的工作原理，掌握十三折线法编码方法，理解ΔM的工作原理，知道Σ—ΔM 、数字音节压扩ΔM 等改进型增量调制方式，知道时分复用和多路数字电话系统等第七章同步原理理解载波同步、位同步和帧同步的基本概念、基本方法和技术指标，知道网第八章差错控制编码知道差错控制编码的基本方法和基本原理，掌握线性分组码的一般构造原第九章数字信号最佳接收原理理解数字信号最佳接收的概念、最佳接收准则及最佳接收机的概念，掌握匹第十章信息论基础注：表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次;打“［］”号的内容为重点考试内容，打“（）”号的内容为难点内容，打“*”号的内容可作为自学。
通信原理教学大纲
通信原理教学大纲第一篇：通信原理教学大纲《通信原理》教学大纲（Principles of Communication）(电子、通信专业适用)学时：64学分：4（授课：52学时，实验：12学时）一、教育目标（性质与任务）本课程是为电子信息工程专业和通信工程专业学生开设的一门通信主干课程。
它既是通信专业知识的入门课又是重要的通信的专业基础课。
本课程的主要任务是通过讲课、练习，使学生掌握通信原理的基础知识，掌握通信系统的一般问题的解决方法。
二、课程内容与基本要求通信系统概述掌握通信系统的基本组成，通信系统分类及通信方式。
掌握信息及其度量方法。
掌握模拟和数字通信系统的主要性能指标。
2 随机信号分析理解随机过程的一般描述；掌握随机过程的数字特征；掌握维纳一欣钦定理，即平稳随机过程的相关函数与功率谱密度是傅立叶变换对；掌握高斯过程的数字特征以及一维密度函数；掌握窄带随机过程的包络和相位分别为瑞利分布和均匀分布；掌握正弦波如窄带随机过程的包络满足莱斯分布；掌握平稳随机过程通过线性系统还是平稳随机过程。
3 信道掌握信道定义、分类和信道数字模型。
掌握恒参信道及随参信道的定义。
了解分集接收方法。
掌握数字信道和模拟信道的容量计算方法，尤其是要理解香农公式的含义及应用条件等。
模拟调制系统掌握幅度调制中AM、DSB、SSB和VSB的基本原理、调制与解调框图、数学描述、以及抗噪性能；掌握模拟调频的基本原理、调制与解调框图以及数学描述；掌握频分复用的概念；了解复合调制和多级调制。
5 数字基带传输系统掌握数字基带信号及其频谱特性；基带传输的常用码型；深入理解数字基带传输中码间干扰和噪声；熟练掌握无码间干扰的基带传输特性以及噪声对传输性能的影响；掌握改善传输性能的重要措施：部分响应系统和时域均衡。
6 数字调制系统掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK数字调制的基本原理、调制和解调框图及系统的抗噪声性能并进行比较；掌握多进制数字调制系统中的QPSK、QDPSK和16QAM的基本原理及系统抗噪声性能。
工学通信原理国防工业大学出版社第六版CH
(1) 占用带宽大； (2) 需要同步。
15
数字通信系统一般模型(P4)
信 信源 息编 源码
器
信数
数信
道字信字道
编调
解译
码制道调码
器器
器器
信 源受 译信 码者 器
发送设备
噪声源
接收设备
P4 图1-5 数字通信系统模型
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数字通信系统一般模型（P4）
信源编码译码(Source CODEC)
✓提高信息传输有效性（JPEG、MPEG1、2、4）
通信系统的 根本任务
5
Syllabus 本课主要内容
• 绪论：基本的概念，信号基础(CH1、CH2、CH3) • 信息论基础：信源部分、信道部分(CH1、CH4) • 数字基带传输(CH6) • 模拟信号的数字传输(CH9) • 频带传输：模拟频带传输(CH5)
数字频带传输(CH7、CH8) • 数字最佳接收(CH10) • 信道编码(CH11) • 码分复用与扩频通信(CH12)
缺点：
• 1 ）抗干扰能力差
• 2） 不易于保密通信
• 3） 设备不易于大规模集成
• 4） 不适应飞速发展的计算机通信的要求
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数字通信的特点(P5～P6)
• 数字通信的特点(P5～P6) 优势：
(1) 抗干扰能力强，且噪声不积累 (2) 传输差错可控，提高传输可靠性 (3) 便于与各种数字终端接口 (4) 便于集成化，便于采用数字信号处理技术 (5) 便于加密,保密处理。
designing
how fast one can
communication communicate?
systems?
8
通信发展简史 A brief history of communication)
《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第六章
《通信原理》习题参考答案第六章6-1. 设发送数字信息为011011100010，试分别画出OOK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。
解：6-4. 假设在某2DPSK 系统中，载波频率为2400Hz ，码元速率为1200B ，已知相对码序列为1100010111：（1）试画出2DPSK 信号波形（注：相位偏移ϕ∆可自行假设）； （2）若采用差分相干解调法接收该信号时，试画出解调系统的各点波形； （3）若发送信息符号0和1的概率分别为0.6和0.4，试求2DPSK 信号的功率谱密度。
解：（1）载波频率为码元速率的2倍0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 OOK 2FSK 2PSK2DPSK 2DPSK 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1（2）相干解调系统的原理框图如下：1 1 0 0 0 1 0 1 1 1abcdef（3） )]2400()2400([41)]()([41-++=-++=f P f P f f P f f P P s s c s c s E ，其中：∑+∞∞---++--=)()(])1([)()()1(2212221s s ss s mf f mf G a P Paf f G a a P P f P δ∑+∞∞--+=)()(04.0)1(196.022s s s mf f m Sa f f Sa f δππ)(04.0)()1200/(sin 115222f f f δππ+= ∴⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=2222)2400()2400(1200sin )2400()2400(1200sin 2.29f f f f P E ππ )]2400()2400([01.0-+++f f δδ6-5. 设载频为1800Hz ，码元速率为1200B ，发送数字信息为011010： （1） 若相位偏差︒=∆0ϕ代表“0”、︒=∆180ϕ代表“1”，试画出这时的2DPSK 信号波形； （2） 又若︒=∆270ϕ代表“0”、︒=∆90ϕ代表“1”，则这时的2DPSK 信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设。
国防科大通信原理第5讲20130408
连续谱 ② 离散谱：
离散谱
a) 离散谱是否存在取决于ma和G ( mfs ) 。 b) 如果mfs处存在离散谱线，可以用来提取 码元同步信息。
26
4.1 数字基带信号及其频谱特性
【例4-1】求单极性NRZ矩形脉冲序列的功率谱密 度，假定0，1等概分布且互不相关。
【解】设单极性波形：高度为1，脉冲宽度为Ts。 g ( t)
判决器发送滤波器信道基带脉冲输入输出同步提取噪声b数字基带传输系统数字基带信号数字基带信号判决器发送滤波器信道基带脉冲输入输出同步提取噪声数字基带信号数字基带信号数字频带信号数字频带信号广义信道发送滤波器信道接收滤波器抽样判决同步提取电路定时脉冲二进制符号如何设计总传输特性hf使得接收端恢复出的序列a如何设计总传输特性hf使得在物理上可实现时频带利用率尽可能高
7
主要内容
第4章 数字基带传输系统
4.1 数字基带信号及其频谱特性 4.2 基带传输的常用码型 4.3 数字基带信号传输与码间串扰 4.4 无码间串扰的基带传输特性 4.5 基带传输系统的抗噪声性能 4.6 眼图 4.7 部分响应和时域均衡
8
4.1 数字基带信号及其频谱特性
器
抽 样 判决器 输出
同步 提取
噪声 （a）数字频带传输系统 基带脉冲 输入
发送 滤波器
数字基 带信号
信道
数字基 带信号
接 收 滤波器
同步 提取
抽 样 判决器 输出
噪声 （b）数字基带传输系统
4
数字基带传输系统模型
GT ( f )
C( f )
GR ( f )
s( t ) 二进制{ an } 码型变 发送 换器 滤波器 符号
通信技术授课讲义
32
1.2 通信系统的组成与分类
按频带利用方式，无线电通信可分为 定频窄带通信、跳频通信、扩频通信等 系统。
跳频通信与扩频通信具有较强的抗 有意干扰的能力，是军事通信的重要手 段。
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1.2 通信系统的组成与分类
跳频通信是收发双方按照伪随机的规律快速 改变发射和接收频率以躲避敌方干扰的无线 通信技术。
步
44
主要内容 第1章 绪论
1.1 通信技术的发展与信息社会 1.2 通信系统的组成与分类 1.3 通信方式 1.4 信息及其度量 1.5 通信系统主要性能指标 1.6 信道
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1.3 通信方式
按消息传送的方向与时间分
单工通信 消息只能单向传输的通信工作方式，如，广 播、遥控、无线寻呼等。
利用驿站 传递文书
1837年莫尔斯电报 传输线
发 报
收 报
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1.1 通信技术的发展与信息社会
1876年贝尔电话
话耳
筒机
1864年麦克斯韦从 理论上预言了电磁 波的存在
1887年赫兹用实验证实了 电磁波的存在
12
1.1 通信技术的发展与信息社会
1895年，意大利的马可尼和俄国的波波夫把电磁波 应用到无线电报通信中；
通信原理
国防科技大学电子科学与工程学院 主讲：马东堂 电话：75776，13319601215 Email: dongtongma@gfkd.mtn(军网) 网上课程： 通信原理_合训
1
课程简介
课程性质和任务：
《通信原理》是电子、通信、计算机和信息 处理等专业的一门重要的专业基础课，主要讲述 信息传输的基本理论和技术，本课程通过课堂教 学、习题练习和实验等教学环节，旨在给同学们 奠定扎实的通信理论基础的同时，让大家学习和 了解更多的现代通信技术和理论。
通信原理国防第六版第7章 数字带通传输系统1
2 2 Ts P2ASK f Sa f f c Ts Sa f f c Ts 16 1 f f c f f c 16
2ASK信号的功率谱密度
（2） 2ASK信号解调方法
b
值x大于b的概率，即
P(1 / 0) P( x b)
b
b 1 f 0 ( x)dx erfc 2 2 n
设发“1‖的概率P(1)为，发“0‖的概率为P(0) ， 则同步检测时2ASK系统的总误码率为
P P(1) P(0 /1) P(0) P(1/ 0) e
则在每一段时间（0，Ts）内，接收端的输入波形为
ui (t ) ni (t ) yi (t ) ni (t ) 发送“”时 1 发送“0”时
ni (t )为白噪声
ui(t)为uT(t)经信道传输后的波形，设未失真
acosc t ui (t ) KsT (t ) 0 发送“”时 1 发送“0”时 a = KA
将f1(x)和f0(x)的公式代入上式，得到
(b* a ) 2 (b* ) 2 P(1) P(0) exp exp 2 2 2 n 2 n 2 n 2 n
化简上式，整理后可得最佳判决门限：
2 a n P(0) b* ln 2 a P(1)
作业： P235 1、2、4、5(1)(2)、7、17、18
引 言
二进制数字调制就是利用二进制数字基带信 号去控制载波的参数，使载波的参数随着基带信 号的变化而变化。 二进制振幅键控（2ASK、OOK） 二进制移频键控（2FSK） 二进制移相键控、差分相位键控（2PSK、 2DPSK）
通信原理国防第六版第5章 模拟调制系统1
以理想平方律器件为例,其输出 输入特性为 以理想平方律器件为例,其输出-输入特性为 平方律器件为例
s 0 (t ) = as i2 (t )
s 0 (t ) = 1 2 aA {1 + cos[ 2ω c t + 2 (t )]} 2
典型实例 调频广播发射机.载频: 调频广播发射机.载频:f1 = 200kHz ,调制 信号最高频率 fm = 15kHz, 间接法产生的最大频 , 偏 f1 = 25 Hz ,调频广播要求的最终频偏 f =75 kHz,发射载频在88-108MHz频段内. ,发射载频在 频段内. 频段内 要满足最终频偏 f =75kHz的要求,需要倍频 的要求, 的要求
窄带调频信号的时域表达式为: 窄带调频信号的时域表达式为:
sNBFM (t ) ≈ cos ωc t [ K F ∫ m(τ )dτ ]sin ωc t = cos ωc t g ( t ) sin ωc t
∞ t
窄带调频信号的频域表达式
S NBFM (ω ) = π [δ (ω ωc ) + δ (ω + ωc )] K F M (ω ωc ) M (ω + ωc ) + [ ] 2 (ω ωc ) (ω + ωc )
∞
t
s FM (t ) = A cos[ωc t + K F ∫ m(τ )dτ ]
∞
t
m(t) FM (a) m(t)
sFM(t)
t ∞
sFM (t ) = A cos[ωct + K F ∫ m(τ )dτ ]
∫
g(t) ()d t (b) PM
通信原理国防第六版第4章信道
如果信道不仅是传输媒质，而且包 括通信系统中的一些转换装置，这种信 道称为广义信道。
狭义信道按照传输媒质的特性可分为有线 信道和无线信道两类。
广义信道除了包括传输媒质外，还包 括通信系统有关的变换装置，这些装置可 以是发送设备、接收设备、馈线与天线、 调制器、解调器等等。这相当于在狭义信 道的基础上， 扩大了信道的范围。
实心介质 导体
金属编织网
保护层
图4-10 同轴线
优点：与外界间相互干扰小（外导体接地，电屏 蔽作用好）；带宽大。
缺点：成本高（与对称电缆相比）。主要应用：广泛。有线电视网来自中大量采用这种 结构的同轴电缆。
– 光纤 组成：以光导纤维为传输媒质，光波作为载
波的信道。 优点：传输损耗小（可长距离无中继传输），
的某种函数关系
f[ei(t)]反映了信道特性，不同的物理信道具有不 同的特性,有的物理信道f[ei(t)]很简单，有的物理信 道f[ei(t)]很复杂。为了进一步理解信道对信号的影响, 我们设想：
f[ei(t)]= k(t)·ei(t) eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)
n(t) 是信道内噪声，加性干扰。
4.2 有线信道
–明线
平行架设在电线杆 上的架空线路。 传输损耗低，但易受天气 和环境的影响，对外界干 扰较敏感，故目前已经逐 渐被电缆所代替。
– 组成：对称电缆是在同一保护套内有许多对相互 绝缘的双绞线的传输媒质。 通 常 有 两 种 类 型 ： 非 屏 蔽 （ UTP ） 和 屏 蔽 （STP）。导线材料是铝或铜， 直径为0.4~1.4 mm。 为了减小各线对之间的相互干扰，每一对线都拧成扭 绞状，如图所示。
国防科大通信原理第讲
14
信道的基本概念
通信系统一般模型
信
发送
源
设备
信道
传输从如信何号研与究系信统道的？角度考虑
信信号号
系 统Black box
h(t) 响接应收
t
15
s (t )
发送 信号
信道的基本概念
h(t)
r(t) sˆ(t)
信道
接收
s (t )
18
第二章 信 道
2.1 无线信道 2.2 有线信道 2.3 信道的数学模型 2.4 信道特性对信号传输的影响 2.5 信道中的噪声和干扰
19
2.1 无线信道
2.1.1 电磁波频谱
按工作波段分类
频率
3KHz 30KHz 300KHz 3MHz
30MHz 300MHz 3GHz
30GHz 300GHz
10
第一章要求
1、明确：学习通信原理的目的是要在尽量节省资源 和尽量低的设备成本条件下，在模块级、系统级层 次上寻求提高通信效率的方法和手段。
2、领悟：领悟学习和研究通信原理（理论和技术） 的方法。
3、重点：了解通信系统的组成、评价通信系统性能 的指标，掌握信息量、信息速率、码元速率的计算 方法。
判决
r(t) s(t) h(t) n(t) sˆ(t) r(t)[inv]h(t) sˆ(t) s(t)
16
信道的基本概念
从信号处理的角度看，信道就是一个滤波 器，传输的过程也就是此滤波器对信号进行滤 波的过程。h(t)是滤波器的冲激响应。
从信号与系统的角度，信道就是一个系统， 信号的传输就是信号通过一个系统后的响应。 h(t)是系统的冲激响应。
国防科大通信原理第6讲PPT课件
4.4 无码间串扰的基带传输特性
频域条件推导
h(t)21
H()ejtd
在t = kTs时，有
h(kTS)21 HejkTSd
把上式的积分区间用分段积分求和代替，
每段长为2/Ts，则上式可写成
hkT S 2 1i
(2i 1)/T SH ( )ejkT Sd
(2i 1)/T S
n
fn2 TS
/TS F(
/TS
)ejnTSd
20
4.4 无码间串扰的基带传输特性
将上式与上面的h(kTs)式对照，h(kTs) 就是
1 H( 2i)
TS i
TS
的指数型傅立叶级数的系数，即有
1
T S i
H ( 2 T si)kh (kT S)ejkT S
h(kTs)hk 常 0数kk00
18
4.4 无码间串扰的基带传输特性
hkT S 2 1i
(2i 1)/T SH ( )ejkT Sd
(2i 1)/T S
令 2i
则 d = dT, s = +2i/Ts ，
当 = (2i 1)/Ts时，= /Ts
hk T S 2 1i /T /T S SH ( 2 T iS)e j k T S e j2 ik d
26
4.4 无码间串扰的基带传输特性
f s =2W（码元速率等于两倍系统带宽）
H ( 2 i )
i
Ts
2 fs
fs W
W fs
2 fs f
结论：唯一可能的传输函数为
H()常0量oth2erwW ise x(t)sin(t tTsTs)sincTst
27
4.4 无码间串扰的基带传输特性
通信原理国防第六版第10章新版
34
第10章 数字信号最佳接收
①其匹配滤波器的传输函数为
H(f)S*(f)ej2f0 t S*(f)ej2fT s
e 1e e 1e j2(ff0)Ts
通信原理国防第六版第10章新版
22
2E r0 max n0
H ()k S ()ejt0
h(t)k(st0t)
s0(t)kR (tt0)
t0Ts,取 t0Ts
通信原理国防第六版第10章新版
23
例10.1 设接收信号码元s(t)的表示式为：
试求：
s(t)10,,
0tTs 其他 t s(t)
1
①匹配滤波器的冲激响应；
1n oH ()2dn 0 H ()2 d
2 2
4
在抽样时刻t0，线性滤波器输出信号的瞬时功
通信原理国防第六版第10章新版
10
ro
so(to)2 No
1
2
2
H()S()ejtod
n0 H()2d
4
可见，滤波器输出信噪比ro与输入信号的频谱函 数S(ω)和滤波器的传输函数H(ω)有关。
本章仅就数字信号的最佳接收问题进行讨论。 在数字通信中最直观和最合理的准则便是“最小差 错概率”。
通信原理国防第六版第10章新版
4
第10章 数字信号最佳接收
10.7 实际接收机和最佳接收机的性能比较
接收方式 实际接收机误码率 最佳接收机误码率
相干PSK 相干FSK 相干ASK
1 erfc( r ) 2
通信原理国防第六版第10章新版
15
h ( t) 1 H () e j td 1 k S () e j t0 e j td
2
2
“通信原理”教学中的微课应用探索
“通信原理”教学中的微课应用探索李保国; 黄英; 王翔【期刊名称】《《电气电子教学学报》》【年(卷),期】2019(041)006【总页数】5页(P4-7,28)【关键词】微课; 通信原理; 实践教学【作者】李保国; 黄英; 王翔【作者单位】国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】G4260 引言“通信原理”是我校指挥类和技术类通信工程学科，信息与通信工程学科、电子科学与技术学科必修，其他信息技术相关专业选修的大类技术基础课程。
“通信原理”的教学要求是掌握通信理论，安排56学时(含8学时实验)；而指挥类“通信原理”课程的教学目标简单地说，期望学生学完本课程后，到部队遇到通信有关问题：懂原理、会应用，因此，安排46学时(38学时讲授，8学时实验)。
“通信原理”知识点较多，38学时的课时偏少，因此，合理安排讲授内容十分重要，指挥类的培养目的是“懂技术的指挥军官”，我们从事指挥类“通信原理”教学工作十余年，学员普遍反映这门课较难，主要难在通信理论对数学基础有一定要求，另外知识点繁多。
如何在学时有限的情况下，尽量让学生扎实地、有重点地掌握关键的通信基础知识，争取将来到部队遇到实际通信装备时可以用到这些知识，在授课过程中注重系统性，并且重点突出，是我们重点考虑的问题。
随着信息技术的发展以及在教学中的广泛应用，各种新兴事物层出不穷，MOOC、SPOC等已经在国内外高校中得到了广泛的应用。
微课作为一种新型的教育信息资源形式就以其“主题突出、短小精悍、交互性好、应用面广”等特点被广泛认可，微课概念在教育领域迅速传播，相关实践和应用也迅速展开[1]。
结合微课和“通信原理”的特点，“通信原理”课程特别适合采用微课教学，将难以理解的知识点、案例教学的知识点都用微课形式来体现。
这样既可以方便学生利用碎片化时间反复学习，又可以节省教师工作量，提高效率和教学效果。
教师在课前向学生发布微课资源，要求学生自主完成课前预习。
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本节讨论N (ｔ)。 通常将加性噪声N (ｔ)分为自然噪声和人为
干扰两类。 信道噪声和干扰降低了接收信号的信干比，
从而影响了接收机的正常工作，导致模拟通信产 生失真、数字通信产生误码。
10
2.5 信道中的噪声和干扰
2.5.1 信道中的噪声
① 自然噪声包括自然界辐射的噪声和接收机 内部的热噪声。
Average power （dB）
K-fact（dB） Doppler（Hz）
1
0
0
4
0.4
2 0.4
-15
0
0.3
3 0.9
-20
0
0.5
8
第二章 信 道
2.1 无线信道 2.2 有线信道 2.3 信道的数学模型 2.4 信道特性对信号传输的影响 2.5 信道中的噪声和干扰
9
2.5 信道中的噪声和干扰
② 敌方施放的恶意干扰 包括： 定频式干扰 瞄准式干扰 阻塞式干扰 扫频式干扰
15
2.6 信道容量
① 信道容量：是指信道中信息能够无差错 传输的最大平均信息速率。
说明：本节重点讨论高斯白噪声连续信 道理论上的极限传输速率。
16
2.6 信道容量
② 香农公式
对于带宽有限，平均功率有限的高斯白噪 声连续信道，设信道带宽为B (Hz)，信道输出 信号功率为S (W)，输出加性高斯噪声功率为 N (W)，则可以证明该信道的信道容量为
② 热噪声是任何温度高于绝对零度的电子设 备所固有的。热噪声来自电阻性元器件中 电子的热运动。
11
2.5 信道中的噪声和干扰
2.5.1 信道中的噪声
银河噪声 大气噪声 太阳噪声
自然噪声的影响
输入信号
天线
馈线
接收机
降雨噪声 天线噪声 地面噪声
热噪声
12
（二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
2.5 信道中的噪声和干扰
r0
7
常用的信道模型
③ SUI信道模型
美国斯坦福大学提出的信道统计模型，共有SUI1SUI6六套典型参数。其中SUI-1和SUI-2描述较为平坦 和轻微树木遮挡信道，SUI-3和SUI-4描述中等路损地 区，SUI-5和SUI-6描述山区和树木遮挡严重区域。
SUI-1信道模型参数
Tap
Delay （μ s ）
p(r)
r
2
e
xp2r22
,
0r
0,
r0
6
常用的信道模型
② 莱斯(Rician)分布衰落
如果电磁波除经反射、散射等路径传播以外 还存在直射路径，则接收信号包络服从Rician分 布。假设r为接收信号包络，则概率密度函数：
p(r) r2e xrp22 A 22I02A 2r, 0r,A0
0,
2.5.1 信道中的噪声
自然噪声的影响
大气噪声
太阳噪声
银河噪声
影响 频段
主要对超短波低 是一个宽带噪声， 频率较高，是超短
端的无线电通信 辐射强度随频率升 波波段干扰的重要
系统产生干扰， 高而增大，宽带通 来源，据测量，在
30～100MHz频段，信 系 统 比 窄 带 通 信 18~160 MHz波段内 干扰强度有限 系 统 受 太 阳 噪 声 影 的 干扰 电平和 频 率
将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输 的已调信号（频带信号）；
实现信道的多路复用，提高信道利用率； 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力； 实现传输带宽与信噪比之间的互换。
21Βιβλιοθήκη 引言调制的定义：调制就是把信号转换成适合在信道中传输 的形式的过程。
18
拓展阅读和学习
理解SUI信道模型的几个参数 理解瑞利衰落信道、莱斯信道模型
19
第三章 模拟调制系统
重点：
什么是调制？为什么要调制？ 调制/解调的基本原理和性能分析
➢ 实现调制解调的思想和数学模型 ➢ 评价指标及性能分析的思想和方法
20
引言
为什么要对信号进行调制处理？ 什么是调制？
调制的目的：
B
Receiver
reflection: object is large compared to wavelength scattering: object is small or its surface irregular
4
2.4 信道特性对信号传输的影响
对于这样的信道特性，能通过傅立叶变换 得到它们的信道响应吗？为什么？
通信原理
第3讲 信道和模拟调制系统
1
2.4 信道特性对信号传输的影响
2.4.2 信道引起的失真
③ 信号衰落 多径传播会引起信号衰落（快衰落），主要
由于信号叠加。信道自身特性的变化也会引起传 输信号的衰落，慢衰落。如短波天波信道。
2
2.4 信道特性对信号传输的影响
2.4.2 信道引起的失真
③ 信号衰落 衰落分为时间选择性衰落、频率选择性衰
测量、建模 无线通信的发展也是随着对无线信道不断
认识、不断提出新的更能准确描述信道自然 特性的模型而迅速发展的
5
常用的信道模型
① 瑞利(Rayleigh)分布衰落
当电磁波经过反射、折射、散射等丰富路径传 播至接收端时，接收信号包络服从Rayleigh分布。 假设r为接收信号包络，其概率密度函数为：
CBlog2(1N S) (b/s)
令加性高斯噪声的单边功率谱密度为 n0，则
Nn0B CBlog2(1nS 0B) (b/s)
17
2.6 信道容量
CBlog2(1nS 0B) (b/s)
保持S/n0一定，信道带宽B，C如何变化？
B li m C B li m B S n 0lo g2(1B S n 0) n S 01 .4 4n S 0 对于一定的信道容量C来说，信道带宽B和信噪比 S／N 可以互相转换。若增加信道带宽，可以换来 信噪比的降低。
落和平衰落三种。 ➢ 多径引起的衰落以频率选择性衰落为主。 ➢ 传输频偏可引起时间选择性衰落。 ➢ 平衰落出现在低速数据传输时。
3
2.4 信道特性对信号传输的影响
A: free space B: reflection C: diffraction C D: scattering
A
D
Transmitter
响严重
的立方成正比
13
（二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
2.5 信道中的噪声和干扰
2.5.2 信道中的干扰
① 己方和民用设备造成的干扰
包括： 同频干扰 邻频干扰 互调干扰 杂散辐射干扰 谐波辐射干扰
14
（二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
2.5 信道中的噪声和干扰
2.5.2 信道中的干扰