天津大学通信原理总结

第一章绪论

1.信号的时频表现:任何信号都可分解为一系列正弦波，对于周期信号一般用

傅立叶级数分解的方法，而对于非周期有限能量信号，它们的时间频率关系可用傅里叶变换来分析。

2.通信系统是指完成信息传输的全部设备和传输媒介

3.通信系统基本模型（会补充框图，了解每个过程的实现方式和目的）

信源：首先产生消息，并将消息变换成电信号。

发送设备：将信源产生的携带信息的电信号转换为适合于在信道中传递的形式。调制目的：提高频率，便于辐射；实现信道复用；提高系统的抗干扰能力

信道：传输媒介或途径。（通信系统性能的优劣主要取决于信道特性）噪声源：信息在传递过程中受到的干扰。

接收设备：是对发送信号的反变换。将接收信号转换为信息信号。

收信者：把信息信号还原为相应的消息。

4.模拟通信系统：传输的信号是模拟信号。（注意调制器和解调器）

5.数字通信系统：传输的是数字信息，侧重点是编解码。

信源编码：包括A/D转换和数据压缩，主要目的是提高系统的有效性。

信道编码：增加系统的冗余度，提高系统的可靠性。

6.信息的度量（一定要会计算）

信息量与消息发生的概率密切相关，即消息发生的概率越小，则消息包含的信息量越大。

常用的是a=2，单位为比特。

信源熵：某信源可能发出多个消息符号，每一条消息符号的平均信息量。

掌握信息量和平均信息量的计算，掌握进制的换算

7.衡量通信系统的性能指标

有效性可靠性

模拟

有效带宽输出信噪比数字传输速率（传码率，传信率）差错率（传码率，传信率）

本章内容为基本通信系统，模拟通信系统，数字通信系统的框图；信息量的相关计算；通信系统的性能指标。

第二章信道

1.信道是指以传输媒质为基础的信号通道。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。广义信道按照它包括的功能，可以分为调制信道、编码信道等。

2.信道模型

信道的数学模型可用以下公式表示：

(t)

i e 是输入的已调信号；0(t)e 是信道输出；(t)n 是加性噪声（与(t)i e 无关）。

恒参信道：信道参数不随时间变化，即信道参数是固定的或变化极为缓慢的。

随参信道：信道参数随时间随机快速变化。

3.恒参信道是一个非时变线性网络，该网络的传输特性可用幅度-频率及相

位-频率特性来表示。引起的失真可以通过信道均衡加以改善

幅频特性：网络对不同频率信号幅度衰减(或增益)特性。（要求为常数）相频特性：网络对不同频率信号的相位延迟特性。（要求呈线性）

4.变参信道变参信道的参数随时间变化。多径传播：由一点出发的电波可能经多条路径到达接收点的现象。衰落：由信道的时变特性而引起的信号幅度的起伏、波动。现代通信系统采用分集接收技术抗衰落。

(随机过程没讲)

5.信道的加性噪声

热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。

白噪声是指它的功率谱密度()n S ω在全频域(,-∞+∞)是常数

6.信道容量（大题）

香农公式（Shannon ）

2log (1S/N)I C B T

==+C 是信道容量Capacity ，I 是信息量Information ，T 是传输时间Time ，B 是带宽Band ，S/N 是信噪比Signal/Noise 。

注意：信噪比有时会用dB 给出，注意换算。(10logN)dB

N =例题见书P232-14答案为25s

本章的内容为信道定义和分类；信道的数学模型；恒参信道的概念和传输特性；信道容量的相关计算。

第三章模拟调制系统

1.调制是用基带信号的变化规律去控制载波某些参数，使这些参数按照调制

信号的规律变化的过程。按载波分：正弦波调制（连续波调制）和脉冲调制按方式分：模拟（连续）调制和数字调制。

线性调制:在频谱结构上，已调信号的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。

2.标准调幅(AM)

标准调幅(AM)是指用信号(t)f 去控制载波(t)C 的振幅，使已调波的包络按照(t)f 的规律线性变化。实现标准调幅主要是利用加法运算和乘法运算，其数学表达式为(P25)：

000(t)[A (t)]cos()

AM S f t ωθ=++其中载波信号000(t)A cos()

C ωθ=+

老师的课件中没有考虑载波起始相位0θ，给出的时域表达式为：

0(t)[A m(t)]cos AM c S t

ω=+载波信号(t)cos c C t

ω=对应频谱：1()[()()][M()()]2

AM c c c c S M ωπδωωδωωωωωω=++-+++-(建议一切以课件为主)

数学模型可用下图表示：

建议参考P26的图，了解AM 的调制原理，以及信号在时域和频域的对应关系。

AM 信号的功率：22201(t)[A (t)]2

AM AM P S m ==+AM 信号的功率利用率比较低。

AM

信号的解调：相干解调。数学模型如下：运算过程如下：

00(t)S (t)cos(t )

[A m(t)]cos(t )cos(t )

1[A m(t)](cos cos(2t ))()2

AM c c c c P ωϕωθωωθϕϕθϕ=+=+++=+-+++用低通滤波器滤掉高频信号，并去除直流分量后，得：

001(t)(t)cos()m m θϕ=-当=θϕ时，01(t)(t)m m =3.抑制载波的双边带调制(DSB)

为了提高调制效率，可将不携带消息的载波分量抑制掉，仅传输携带消息的两个边带。

数学模型为：

DSB 时域表达式：(t)m(t)cos DSB c S t

ω=对应频谱：1()[M()M()]2

DSB c c S ωωωωω=++-