通信原理攀昌信 曹丽娜第六版第1章

1、通信原理,第1章 绪论,第1章 绪论,1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,第1章 绪论,电信发明史 1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通。

2、 本章练习题：3-1设 是 的高斯随机变量，试确定随机变量 的概率密度函数 ,其中 均为常数。查看参考答案3-2设一个随机过程 可表示成式中， 是一个离散随机变量，且试求 及 。查看参考答案3-3设随机过程 ,若 与 是彼此独立且均值为0、方差为 的高斯随机变量，试求：（1） 、（2） 的一维分布密度函数 ；（3） 和 。查看参考答案3-4已知 和 是统计独立的平稳随机过程，且它们的均值分别为 和 ，自相关函数分别为 和 。（1）试求乘积 的自相关函数。（2）试求之和 的自相关函数。查看参考答案3-5已知随机过程 ,其中， 是广义平稳过程，且其自。

3、 本章练习题：3-1设 是 的高斯随机变量，试确定随机变量 的概率密度函数 ,其中 均为常数。查看参考答案3-2设一个随机过程 可表示成式中， 是一个离散随机变量，且试求 及 。查看参考答案3-3设随机过程 ,若 与 是彼此独立且均值为0、方差为 的高斯随机变量，试求：（1） 、（2） 的一维分布密度函数 ；（3） 和 。查看参考答案3-4已知 和 是统计独立的平稳随机过程，且它们的均值分别为 和 ，自相关函数分别为 和 。（1）试求乘积 的自相关函数。（2）试求之和 的自相关函数。查看参考答案3-5已知随机过程 ,其中， 是广义平稳过程，且其自。

4、1,通信原理,2,通信原理,第8章 新型数字带通调制技术,3,第8章 新型数字带通调制技术,8.1 正交振幅调制(QAM) 信号表示式：这种信号的一个码元可以表示为式中，k = 整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式可以展开为令 Xk = Akcosk Yk = -Aksink 则信号表示式变为Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从上式看出，sk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。,4,第8章 新型数字带通调制技术,矢量图在信号表示式中，若k值仅可以取/4和-/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。

5、第 2 次小测验一、填空题（30 分）1、调制信道分为 和 ，短波电离层反射信道属于 信道。 2、在高斯信道中，当传输系统的信号噪声功率比下降时，为保持信道容量不变，可以采用的办法，这是基于 理论得出的。3、在解调过程中， 的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是 。4、当调频指数满足 时称为窄带调频。5、残留边带滤波器的传输特性 应满足 。H6、电话信道信噪比为 30dB，带宽为 3.4kHz 时的最高信息传输速率理论值为 。7、当连续信道带宽趋于无穷大时，信道容量趋于 。二、简答计算题（70 分）1、随参信道传输媒质的主要特点。

6、,第2章 确知信号,第2章 确知信号,2.1 确知信号的类型 按照周期性区分： 周期信号： T0信号的周期， T0 0 非周期信号 按照能量区分： 能量信号：能量有限， 功率信号： 归一化功率： 平均功率P为有限正值： 能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于,第2章 确知信号,2.2 确知信号的频域性质 2.2.1 功率信号的频谱 周期性功率信号频谱（函数）的定义 式中，f0 1/T0，。

7、通信原理第 1章绪论第 1章绪论 1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递 消息 中所包含的 信息 。 消息 ：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息 ：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。第 1章绪论 电信发明史 1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电。

8、61解：单极性，双极性，单极性归零，双极性归零，二 进制差分，四电平波形分别如下图a，b，c，d，e，f（此图仅作参考）6 2 证明：6364解：（1）由图 P6-2 可以写出 故 g（t）的傅里叶变换 G（f）为2ssATfSa65解：图形如 6-18 所示66解：（1）双极性信号的功率谱密度为22241|()|1|ss s ssPfpGfpGmff 设 ，则有gtf3ssTffSa将 P=1/4， 及 代入 表达式中，可得/3sTfsPf 2213183sss sTmPfSaSaf功率谱密度图略。（2）当 m=1 时，上式中的离散普2 201838ssmSaff所以能从该双极性信号中直接提取频率为 的分量，其功率为1/ssfT28S67 解：AMI 码：+1。

9、1,通信原理,2,通信原理,第8章 新型数字带通调制技术,3,第8章 新型数字带通调制技术,8.1 正交振幅调制(QAM) 信号表示式：这种信号的一个码元可以表示为式中，k = 整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式可以展开为令 Xk = Akcosk Yk = -Aksink 则信号表示式变为Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从上式看出，sk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。,4,第8章 新型数字带通调制技术,矢量图在信号表示式中，若k值仅可以取/4和-/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。

10、1,第3章 随机过程,2,第3章 随机过程,3.1 随机过程的基本概念 什么是随机过程？ 随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。可从两种不同角度看： 角度1：对应不同随机试验结果的时间过程的集合。,3,第3章 随机过程,【例】n台示波器同时观测并记录这n台接收机的输出噪声波形 样本函数i (t)：随机过程的一次实现，是确定的时间函数。 随机过程： (t) =1 (t), 2 (t), , n (t)是全部样本函数的集合。,4,第3章 随机过程,角度2：随机过程是随机变量概念的延伸。 在任一给定时刻t1上，每一个样本函数i (t)都是一个确定。

11、1,通信原理,2,通信原理,第4章 信 道,3,第4章 信 道,信道分类： 无线信道 电磁波（含光波） 有线信道 电线、光纤 信道中的干扰： 有源干扰 噪声 无源干扰 传输特性不良 本章重点：介绍信道传输特性和噪声的特性，及其对于信号传输的影响。,4,第4章 信 道,4.1 无线信道 无线信道电磁波的频率 受天线尺寸限制 地球大气层的结构 对流层：地面上 0 10 km 平流层：约10 60 km 电离层：约60 400 km,5,电离层对于传播的影响 反射 散射 大气层对于传播的影响 散射 吸收,第4章 信 道,6,第4章 信 道,电磁波的分类： 地波 频率 2 MHz 有绕射能力 距离。

12、通信原理,第2章 确知信号,第2章 确知信号,2.1 确知信号的类型 按照周期性区分： 周期信号：T0信号的周期， T0 0 非周期信号 按照能量区分： 能量信号：能量有限， 功率信号： 归一化功率： 平均功率P为有限正值： 能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于,第2章 确知信号,2.2 确知信号的频域性质 2.2.1 功率信号的频谱 周期性功率信号频谱（函数）的定义式中，f0 1/T0，n为整数，- n +。 双边谱，复振幅 (2.2 4)|Cn| 振幅， n相位,第2章 确知信号,周期性功率信号频谱的性质 对于物理可实现的实信号，由式(2.21)有正频率部分和负频率部分。

13、1,通信原理,第11章差错控制编码,2,第11章差错控制编码,11.1 概述 信道分类：从差错控制角度看 随机信道：错码的出现是随机的 突发信道：错码是成串集中出现的 混合信道：既存在随机错码又存在突发错码 差错控制技术的种类检错重发 前向纠错 反馈校验 检错删除,3,3,第11章差错控制编码,差错控制编码：常称为纠错编码 监督码元：上述4种技术中除第3种外，都是在接收端识别有无错码。所以在发送端需要在信息码元序列中增加一些差错控制码元，它们称为监督码元。 不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。 多余度：就是指增加的监督码元多少。

14、1,通信原理,2,通信原理,第7章 数字带通传输系统,3,第7章数字带通传输系统,概述 数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。 数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。 数字调制技术有两种方法： 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。 基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控数字调制可分为二进制调制和多进制调制。,振幅键控 频移键控 相移键控,4,第7章数字带通传输系统,7.1 二进制数字调制原理 7.1.1 二进制振幅键控(2ASK） 基本原理： “通-断键控(O。

15、通信原理,第1章 绪论,第1章 绪论,1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,第1章 绪论,电信发明史 1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通。

16、通信原理,第1章 绪论,第1章 绪论,1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,第1章 绪论,电信发明史 1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通。

17、1,第12章 正交编码与伪随机序列,2,第12章 正交编码与伪随机序列,引言正交编码与伪随机序列在数字通信技术中都是十分重要的。正交编码不仅可以用作纠错编码，还可以用来实现码分多址通信，目前已经广泛用于蜂窝网中。伪随机序列在误码率测量、时延测量、扩谱通信、密码及分离多径等方面都有着十分广泛的应用。因此，本章将在简要讨论正交编码概念之后，着重讨论伪随机序列及其应用。,3,第12章 正交编码与伪随机序列,12.2 正交编码 12.2.1 正交编码的基本概念 正交性 若两个周期为T的模拟信号s1(t)和s2(t)互相正交，则有同理，若M个周期为T。

18、,第1章 绪论,第1章 绪论,1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。,第1章 绪论,电信发明史 1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”，包。