[电子教案]通信原理 (5)
通信原理教案
通信原理教案通信原理教案一、教学目的和要求通过本课程的学习，学生将掌握通信原理的基本理论知识和实践技能，能够理解和应用各种通信技术和系统，提高分析和解决问题的能力。
二、教学内容和计划本课程包括以下章节：1、通信系统概述2、信道特性及其对信号传输的影响3、模拟信号的调制解调4、数字信号的基带传输5、数字信号的调制传输6、信道编码与解码7、通信协议与网络8、通信系统实例分析三、教学方法和手段本课程采用课堂讲解、实验和课外阅读等多种教学方法和手段，使学生更好地理解和掌握通信原理的知识。
1、课堂讲解：教师将通过讲解和示威实验，使学生了解通信原理的基本概念和原理。
2、实验：学生将通过实验操作，进一步了解通信技术和系统的实践应用。
3、课外阅读：学生将阅读相关的学术论文和教科书，扩大知识面和提高解决问题的能力。
四、实验设计和安排本课程设计以下实验，包括：1、模拟信号的调制解调实验2、数字信号的基带传输实验3、数字信号的调制传输实验4、信道编码与解码实验五、教学评估和反馈本课程将通过以下方式进行评估和反馈：1、课堂表现：观察学生的课堂表现，包括提问和小组讨论等方式。
2、实验报告：学生将提交实验报告，其中包括实验目的、原理、步骤和结果分析。
3、期末考试：通过期末考试检验学生对通信原理理论和实践技能的掌握程度。
六、教学资源本课程将提供以下教学资源：1、讲义：学生将获得课程相关的讲义和课件。
2、实验指导书：提供实验相关的指导和说明。
3、网络资源：提供相关的学术论文、教科书和网络资源，以便学生进一步学习和研究。
七、教学难点和重点本课程的难点和重点包括：1、信道特性和信号传输：学生需要掌握信道特性和信号传输的基本概念和原理，并能够分析不同信道对信号传输的影响。
2、调制技术和解调技术：学生需要掌握模拟信号的调制技术和解调技术，并能够分析不同调制方式的特点和优劣。
3、数字信号的基带传输和调制传输：学生需要掌握数字信号的基带传输和调制传输的基本原理和技术，并能够分析不同传输方式的优劣和应用。
部分响应系统
通信原理
第5章 数字基带传输系统
作业： P177习题6-14 。
通信原理
2Baud/Hz；但冲击响应尾巴衰减慢，对定时要求严格。
●等效理想低通传输特性，例如采用升余弦频率特性时，特点：冲
击响应的“尾巴”尾巴衰减快，对定时要求可放松；但所需要频
带宽，达不到2Baud/Hz的速率（升余弦特性时为1 Baud/Hz），
即降低了系统的频带利用率。
可见，高的频带利用率与“尾巴”衰减大、收敛快是相互矛盾的，
ak ck ak 1
通信原理
第5章 数字基带传输系统
5.6.2 一种实用的部分响应系统
下面介绍一种比较实用的部分响应系统。
特点：无须预先已知前一码元的判定值，而且也不存在误码
传播现象。仍然以上面的例子来说明。
首先，将发送端的绝对码ak变换为相对码bk，其规则为
也即
bk ak bk1 （5.6.7） ak bk bk1 （5.6.8）
1
(4t
2
/ Tb ) / Tb2 )
可见，除了在相邻t=±Tb/2的取样时刻g(t)＝1外，其余的取样 时刻上， g(t)具有等间隔零点。
通信原理
第5章 数字基带传输系统
对g(t)进行傅氏变换，可得频谱函数
G( )
2Tb
cos
Tb
2
0
Tb
Tb
G( ) 2Tb
/ Tb
0
/ Tb
显然， g(t)的频谱G(ω)限制在(-π/Tb ，π/Tb)内，且呈缓变的半 余弦滤波特性。
可按1/Tb传输速率传送码元。
《通信原理》 教案
《通信原理》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握通信系统的基本概念、分类和性能指标；（2）理解模拟通信系统和数字通信系统的原理及特点；（3）熟悉调制、解调、编码、解码等基本技术；（4）了解现代通信技术的发展趋势。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；（2）运用模拟实验和数字仿真，加深对通信原理的理解；（3）结合实际应用，学习通信系统的设计与优化方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对通信技术的兴趣和好奇心；（2）增强学生对科学研究的信心和责任感；（3）培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容1. 通信系统的基本概念：通信系统的作用、组成、分类和性能指标。
2. 模拟通信系统：调制、解调、噪声及其对通信系统的影响。
3. 数字通信系统：数字通信的基本概念、数字调制技术、数字解调技术、编码与解码。
4. 通信协议：通信协议的分类、特点和应用。
5. 现代通信技术：光纤通信、无线通信、卫星通信、移动通信。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际案例，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 模拟实验法：进行通信系统的模拟实验，加深对通信原理的理解。
4. 讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
5. 参观实践：组织学生参观通信企业或科研单位，了解通信技术的实际应用。
四、教学资源1. 教材：《通信原理》。
2. 辅助教材：《通信原理实验指导书》。
3. 网络资源：通信技术相关网站、论文和视频资料。
4. 实验设备：通信原理实验装置。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。
2. 期中考试：测试学生对通信原理的基本概念、原理和关键技术的学习掌握情况。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力、分析问题和解决问题的能力。
4. 课程论文：评价学生的独立研究能力、创新意识和团队合作精神。
5. 期末考试：全面测试学生对通信原理知识的掌握和应用能力。
通信原理第5节-第4章通信原理PPT课件
信噪比的概念
信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是指信号功率与 噪声功率的比值，用于衡量通信系统传输质量的重要参数。
信噪比的计算
信噪比通常以分贝（dB）为单位进行计算，其计算公式为 SNR(dB) = 10 * log10(Psignal/Pnoise)，其中 Psignal为信号 功率，Pnoise为噪声功率。
而实现信号传输。
调频与调相
调频特点
调频具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强等优点，常用于长距离、高速数据传输和无线广播等领域 。
调相特点
调相具有解调简单、易于实现等优点，但抗干扰能力较弱，常用于短距离、低速数据传输等领域。
04 数字调制技术
二进制调制原理
1 2
2FSK（二进制频移键控） 通过改变载波的频率来表示二进制信息。
通信原理第5节-第4章通信原理 ppt课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与信道 • 模拟调制技术 • 数字调制技术 • 信噪比与误码率
01 通信系统概述
通信系统的基本组成
发送设备
将信源产生的信息转换为适合 传输的信号，如调制器、编码 器等。
接收设备
将传输中的信号转换为原始信 息，如解调器、解码器等。
衰减
信号在传输过程中的幅度 减小。
干扰
信道中存在的噪声和其他 干扰信号，影响信号传输 质量。
03 模拟调制技术
调制的概念与分类
调制概念
调制是将低频信号（基带信号） 附加到高频载波上，以便传输的
过程。
调制分类
调制可以分为模拟调制和数字调制 两大类，模拟调制是指将连续变化 的模拟信号转换为载波信号的过程。
误码率的影响
误码率过高会导致数据传输质量下降，影响通信系统的性能。在通信系
通信原理教案
通信原理教案一、引言。
通信原理是现代信息技术中的重要基础课程，它涉及到信号传输、调制解调、信道编码、数字通信系统等多个方面的知识。
本教案旨在系统地介绍通信原理的基本概念、原理和技术，帮助学生全面理解通信原理的重要性和应用。
二、通信原理概述。
通信原理是指在通信系统中，信息的传输和处理原理。
通信原理的基本概念包括信号、调制解调、信道编码、数字通信系统等。
信号是指携带信息的载体，调制解调是将信息转换成适合传输的信号形式，信道编码是为了提高信号传输的可靠性和效率，数字通信系统是利用数字技术进行信息传输的系统。
三、通信原理教学内容。
1. 信号与系统。
信号与系统是通信原理的基础，学生需要了解信号的分类、性质和处理方法，以及系统对信号的处理过程和特性。
2. 调制解调。
调制解调是将信息转换成适合传输的信号形式的过程，学生需要掌握调制解调的基本原理和常见调制方式，如调幅调制、调频调制、调相调制等。
3. 信道编码。
信道编码是为了提高信号传输的可靠性和效率，学生需要学习信道编码的基本概念、编码原理和常见编码技术，如奇偶校验码、循环冗余校验码等。
4. 数字通信系统。
数字通信系统是利用数字技术进行信息传输的系统，学生需要了解数字通信系统的基本原理、结构和应用，以及数字调制解调技术、数字信道编码技术等。
四、教学方法与手段。
1. 理论教学。
通过讲授、讨论等方式，向学生介绍通信原理的基本概念和原理，帮助学生建立起对通信原理的整体认识。
2. 实验教学。
通过实验操作，让学生亲自动手，加深对通信原理的理解和掌握，培养学生的动手能力和实践能力。
3. 综合教学。
结合案例分析、课外阅读等方式，拓展学生对通信原理的应用和发展的认识，培养学生的综合素质和创新能力。
五、教学评估与建议。
1. 教学评估。
通过平时作业、实验报告、期末考试等方式，对学生的学习情况进行评估，及时发现问题，加强学生的学习指导和帮助。
2. 教学建议。
针对学生的学习情况和问题，及时调整教学内容和方法，提供个性化的学习指导和帮助，激发学生的学习兴趣和潜能。
教学大纲通信原理
教学大纲通信原理通信原理是电子信息类专业中的一门重要课程，旨在介绍通信系统的基本原理、方法和技术。
本文将分为三个部分来论述通信原理的教学大纲。
一、课程简介通信原理是电子信息类专业中的核心课程之一，主要涵盖了通信系统的基本概念、信号与系统、调制技术、解调技术、传输介质、误码控制、多址技术等内容。
通过学习通信原理，学生将深入了解通信系统的基本原理、方法和技术，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
二、教学目标1. 理论知识：掌握通信系统的基本概念、信号与系统的描述与分析方法、调制与解调技术、信道传输特性与传输介质的选择、误码控制的方法、多址技术等理论知识。
2. 实践技能：掌握通信系统的建模和仿真方法，能够使用相关软件工具进行通信系统的仿真实验设计与分析。
3. 创新意识：培养学生的创新意识，使其能够主动解决通信系统中的问题，提出优化方案，并具备一定的科研能力。
4.团队合作：培养学生的团队协作能力，使其能够在通信系统设计与实现过程中与他人进行有效的合作与沟通。
三、教学内容与模块划分1. 通信系统基本概念1.1 通信系统的定义与基本组成部分1.2 信道类型与信号传递方式1.3 通信系统的性能指标与评价方法2. 信号与系统2.1 信号的基本概念与分类2.2 信号的时域与频域表示2.3 系统的概念与特性2.4 线性时不变系统的数学描述与分析方法3. 调制与解调技术3.1 传输信号的调制方法与种类3.2 解调技术与信号恢复方法3.3 调制解调系统性能与优化4. 传输介质与信道传输特性4.1 传输介质的分类与性能特点4.2 信道传输特性的量化与评估4.3 信噪比、带宽与传输速率的关系5. 误码控制5.1 基本概念与误码控制的重要性5.2 编码与解码技术5.3 常用的误码控制编码方法6. 多址技术6.1 多用户接入的需求与挑战6.2 多址技术的分类与应用6.3 CDMA技术的原理与特点四、教学方法与手段1. 理论讲授：通过课堂讲解，向学生介绍通信原理的基本概念、理论知识和应用技术。
通信原理教案
通信原理教案
教案主题：通信原理
教学目标：
1. 了解通信原理的概念和基本原理。
2. 理解数字信号与模拟信号的区别。
3. 掌握调制和解调的方法和过程。
4. 知晓常见的通信系统和应用。
教学重点：
1. 通信原理的基本定义和原理。
2. 数字信号和模拟信号的对比与区别。
3. 调制和解调的方法和过程。
教学难点：
1. 调制和解调的技术细节和实际应用。
2. 通信系统的组成和工作原理。
教学准备：
1. 教学课件。
2. 实例和案例分析。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过引入实际例子，介绍通信的定义和重要性。
二、讲解（20分钟）
1. 通信原理的基本概念和原理。
2. 数字信号和模拟信号的对比与区别。
3. 调制和解调的原理和过程。
三、讨论与实例分析（15分钟）
教师引导学生进行讨论与实例分析，分析不同调制和解调方法的适用场景和实际应用。
四、总结归纳（5分钟）
教师对整个授课内容进行总结归纳，并提出问题和思考。
五、课堂练习（15分钟）
教师提供一些练习题让学生巩固所学知识，并对答案进行讲解。
六、作业布置（5分钟）
布置相关的作业，要求学生进一步巩固所学知识。
教学延伸：
1. 鼓励学生进行更多的实例分析和应用探讨。
2. 推荐学生阅读相关的参考资料，并展开研究和讨论。
通信原理教案
通信原理教案一、引言。
通信原理是现代通信工程中的基础课程，它涉及了从模拟通信到数字通信的发展历程，包括了调制解调、信道编解码、多路复用等多个方面的内容。
本教案将围绕通信原理这一主题展开，通过系统的教学安排和生动的案例分析，帮助学生深入理解通信原理的基本概念和关键技术，掌握通信系统的基本原理和工作原理，为将来的通信工程实践打下坚实的基础。
二、教学目标。
1. 理解通信原理的基本概念和发展历程；2. 掌握调制解调、信道编解码、多路复用等关键技术；3. 能够分析和设计基本的通信系统；4. 培养学生的创新意识和团队合作能力。
三、教学内容。
1. 通信原理概述。
1.1 通信原理的基本概念。
1.2 通信原理的发展历程。
2. 调制解调技术。
2.1 模拟调制技术。
2.2 数字调制技术。
3. 信道编解码技术。
3.1 信道编码原理。
3.2 信道解码原理。
4. 多路复用技术。
4.1 频分多路复用技术。
4.2 时分多路复用技术。
5. 通信系统设计案例分析。
5.1 无线通信系统设计。
5.2 光纤通信系统设计。
四、教学方法。
1. 理论讲解结合实例分析，生动形象地介绍通信原理的基本概念和关键技术；2. 实验教学结合项目设计，引导学生动手实践，加深对通信原理的理解和掌握；3. 小组讨论结合个人总结，培养学生的团队合作精神和创新意识；4. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
五、教学评估。
1. 平时表现（包括课堂讨论、作业完成情况等）占成绩的30%；2. 实验报告和项目设计占成绩的40%；3. 期末考试占成绩的30%。
六、教学资源。
1. 教材，《通信原理》。
2. 实验设备，调制解调实验箱、信道编解码实验设备、多路复用实验器等。
3. 资料，通信原理相关的案例分析、项目设计资料等。
七、教学安排。
1. 第1-2周，通信原理概述。
2. 第3-4周，调制解调技术。
3. 第5-6周，信道编解码技术。
4. 第7-8周，多路复用技术。
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振幅键控是利用正弦载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率 和初始相位保持不变。对于二进制振幅键控，当发送码元“1”时， 取正弦载波的振幅为 A1 ，当发送码元“0”时，取振幅为A2 ，根据载
cosct ，持续时间 Ts；当 s(t)为 0 时，开关电路接地，无信号输出，根 据此原理产生 2ASK 信号。 3、二进制振幅键控（2ASK）的解调
对于 2ASK 信号有两种解调方法：相干解调和非相干解调。相干
7
解调需要在接收端接入同频同相的载波，所以又称同步检测；非相
干解调只需检测出信号包络，所以又称包络检波。两种解调方法的
第7章 数字信号的频带传输
7.1 二进制振幅键控（2ASK） 7.2 二进制频移键控（2FSK） 7.3 二进制相移键控（2PSK） 7.4 二进制差分相移键控（2DPSK） 7.5 二进制键控信号的性能比较 7.6 多进制数字调制 7.7 本章小结
第 7 章数字信号的频带传输
在第 6 章中，对数字信号的基带传输进行了详细分析。然而在 实际通信中的多数信道是带通信道，如卫星通信，移动通信，光纤 通信等均是在规定带通信道内传输频带信号。本章侧重讲解数字基 带信号通过载波调制成频带信号后在带通信道中传输，并在接受端 进行解调的工作原理，同时，围绕频带信号的功率谱密度和系统的 误码率两大方面，分析频带传输系统的基本性能。
在信息传输的过程中，数字码元有二进制和多进制之分，所以， 数字信号的频带调制也有二进制和多进制之分。二进制数字调制是 将“0”和“1”这两个二进制符号分别映射为相应的波形形式，多 进制数字调制则是将多个码元符号映射为相应的波形。本章重点讨
2
论二进制数字调制系统的基本原理及其抗噪声性能，并简要介绍多 进制数字调制基本原理。
4
波的振幅不同，来区分码元信息，可用（7.1-1）表示：
e2ASK (t) AA21ccooss((cctt++)， ),
以概率 P 发送“1”时 以概率1 P发送“0”时
（7.1-1）
若取 A1 A，A2 0 且初始相位 0，则（7.1-1）可表示为：
e2ASK (t) Ac0o，sc t,
以概率P 发送“1”时 以概率1 P发送“0”时
（7.1-2）
这种常见的，最简单的，类似于正弦载波导通与关闭的数字调制方
式也称为通－断键控（On Off Keying，OOK）。
根据二进制振幅键控的基本原理，可以写出 2ASK 信号的一般表
达式：
e2ASK (t) s t cosct
（7.1-3）
e2ASK (t) stcosct，其中s(t)为二进制单极性不归零波形。表达式如下：
发送码元“0”
（7.1-4）
为简化分析，这里 g (t ) 为矩形脉冲，时域表达式为：
g (t )＝A 0
对应的频谱函数为：
－Ts t Ts
2
2
其它
（7.1-5）
G( f ) ATsSa( fTs )
5
其中 s(t) ang(t nTs ) ，为二进制单极性基带信号。 an为二进制码元 n
序列，取值为 1 或 0。为简化分析，本章取基带波形 g (t ) 为幅值为 A，
宽度为 Ts 的矩形脉冲， Ts为码元持续时间。 2、二进制振幅键控（2ASK）的调Ts 制
根据获得 2ASK 信号的基本原理，可得到两种调制方法：“模拟
原理框图如图 7-3 所示。
e2ASK (t)
带通滤波
a
器
相乘器
c 低通滤波 d 抽样判决 e 输出
器
器
cosct b
（a） 相干解调原理框图
定时脉冲
e2ASK (t)
带通滤波 a 器
全波整流 b 低通滤波
器
器
c 抽样判决 器
d 输出
定时脉冲
8
包络检波器
（b） 非相干解调原理框图
图7-3 2ASK信号解调原理框图
调幅法”和“键控法”，原理框图如图 7-2 所示。
二进制单极性不归零 波形s(t)
e2 ASK (t)
cosct
(a)模拟调幅法
cos ct
开关电路
e2ASK (t)
s(t)
(b)键控法
图7-2 2ASK信号调制原理框图
“键控法”中，开关电路的开启方式受二进制单极性不归零波形s(t) 的控制。当 s(t)为矩形脉冲时，开关电路连接振荡信号产生器，输出
（7.1-6）
10
根据前一章所述数字基带信号功率谱密度计算方法，在二进制码元
等概发送的情况下，得到二进制单极性基带信号 s(t)的功率谱密度。
调制的基本概念是利用基带信号去控制载波某些参数的过程。 其中，基带信号可以为模拟信号，也可以为数字信号；载波可以为 正弦波，也可以为脉冲波。对于正弦波其可调参数为幅度、频率和
1
相位；而对于脉冲波，其可调参数为脉冲幅度、脉冲宽度和脉冲相 位。
本章主要讨论如何利用数字基带信号控制正弦载波参数的过 程。根据可控参数不同，数字调制可分为振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK），频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）和相 移键控（Phase Shift Keying，PSK）。
数字调制还可分为线性调制和非线性调制。若调制信号的功率 谱密度是原始基带信号功率谱密度在频率轴上的线性搬移，即只有 幅度上的衰减，没有形状的变化，则此调制为线性调制，反之，为 非线性调制。以上三种数字调制中，只有 ASK 为线性调制，而 FSK 和 PSK 为非线性调制。
3
7.1 二进制振幅键控（2ASK） 本节主要讨论二进制振幅键控的基本原理及调制、解调基本方
在非相干解调中，全波整流器和低通滤波器构成了包络检波器。 非相干解调各模块输出波形同于相干解调。唯一区别是相干解调中 需要同频同相载波，所以相干解调系统复杂度高于非相干解调，在 大信噪比情况下，两者抗噪声性能一致，一般选用非相干解调。
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7.1.2 2ASK 信号的功率谱密度
前 面 我 们 已 经 讲 述 了 2ASK 信 号 的 一 般 表 示 式 为 ：