通信原理教案ch1绪论
通信原理教案-ch1-绪论
系部：信电学院任课教师：课时安排：理论4课时4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号(放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能)5. 信宿(收信者)：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息(人、各种终端设备、计算机)6. 噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。
2.3 模拟通信与数字通信1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。
3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟(连续)信号不一定在时间上也连续；数字(离散)信号不一定在时间上也离散4. 电信号的载体•正弦信号A cos(ω0t +θ)，包括振幅A、频率ω0和相位θ三个可变的电参量•脉冲信号：有幅度、脉冲宽度(脉宽)、脉冲出现的时间位置(脉位)三个可变的电参量。
5. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：•抗噪声性能好；•数字接力通信(中继)时可以消除噪声的积累；•可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量；•便于加密，实现保密通信；•便于处理、存储、交换；•便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。
5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。
(以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。
其优点是以占据更多系统频带为代价的。
)[问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？答：不对。
因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。
[问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。
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。
通信原理讲义
通信原理讲义第一章绪论1．1 通信系统的组成1．1．1 通信一般系统模型点对点通信模型：反映了通信系统的共性。
连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像），也称为模拟消息。
●消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常，消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号：电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。
模拟信号：电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。
●相应的通信系统分成两类数字通信系统模拟通信系统●模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数（数-模）转换器，接受端使用数-模（模-数）转换器。
●数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求（1）数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累；（2）传输差错可以控制；（3）便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理；（4）易于加密处理；（5）可以综合传递各种消息，增强系统功能。
●模拟通信系统模型（点对点）调制器：将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性，既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型（点对点） 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题：（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错； （3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；（4） 同步：发送和接收节拍一致，包括：位同步（码元同步）和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型：1．2 通信系统的分类及通信方式 1．2．1 通信系统分类● 按消息的物理特征分类电报通信系统 电话通信系统 数据通信系统图像通信系统 ● 按调制方式分类基带传输线性调制载波调制 非线性调制 频带传输 数字调制脉冲模拟调制脉冲调制消息 消息消息消息脉冲数字调制●按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统●按传输媒介分类有线无线1．2．2 通信方式分类●点对点通信，按传送方向与时间关系：单工通信：消息只能单方向传输半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发全双工通信：通信双方可同时进行收发●数字通信中，按数据信号码元排列方式：串行传输：数字信号码元序列按时间顺序一个接一个的在信道中传输，适合远距离传输。
通信原理-CH1-绪论
信源调制和编码技术 信息传输技术
模拟传输和数字传输
模拟消息，数字信号 模拟 数字
模拟消息，模拟信号 话音 模拟
放大,调制
PCM编码
数字消息，模拟信号
数字 1010
调制
数字消息，数字信号 1010
模拟
数字
数字编码
数字
编码与调制
用数字信号承载数字或模拟消息——编码 用模拟信号承载数字或模拟消息——调制
娱乐消费
卫星数字音频广播 到户的卫星电视 移动娱乐
农业
土壤分析 农作物湿度感测 农业灾害监控 牧群管理
天空地一体化
信息利用综合化 系统集成化 处理智能化 应用协同化
数字话音、电传 高速数据传输 星基因特网 视频会议
COMM
能源管理
输油管监控 仪表读取
COMPUT
CON
政府
C5I
交通
3
4
3
1
011 100 011 011 001 100
011 100 011 011 001 100
数字消息的调制方法
三种常用的调制技术：
幅度键控 ASK
(Amplitude Shift Keying) 频移键控 FSK (Frequency Shift Keying) 相移键控 PSK (Phase Shift Keying)
•25m •32m •70m
新诺金站
•35m (1)
(1) (1)
(1) (1) (1)
–乌苏里斯克站
–白田站
•64 m •10m (1) (1)
深空通信网络结构
星间 骨干网 InterPlanetary Backbone Network
通信原理教案(第1章)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 )。
通信原理教案
云南民族大学教案课程名称: 通信原理授课班级: 通信工程、电子信息工程任课教师: 王霞职称: 讲师课程性质: 专业必修课授课学期: 大学三年级下学期云南民族大学教案〔二〕通过习题课及平时作业，掌握必要的分析方法和工程计算能力。
〔三〕通过实验课提高实验水平，培养工程测试的能力。
五、课程教学要求的层次课程教学要求分为了解、理解、掌握三个层次。
绪论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、、广播、电视、遥控、遥测、因特网和电脑通信等。
电信发明史：1837年：莫尔斯发明有线电报1876年：贝尔发明有线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”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。
在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。
1.2通信系统的组成1.2.1 通信系统的一般模型信息源〔简称信源〕：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。
信源可分为模拟信源和数字信源。
发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。
信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。
分为有线信道和无线信道两大类。
噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。
接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
受信者〔信宿〕：把原始电信号复原成相应的消息，如扬声器等。
1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型1、模拟信号和数字信号模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压：图1-2 模拟信号数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，如电报信号、电脑输入输出信号：图1-3 数字信号通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
通信原理教案
通信原理教案一、教学目标1、理解通信系统的基本概念和组成。
2、掌握模拟信号和数字信号的基本特性。
3、掌握调制解调的基本原理和方法。
4、了解同步在通信系统中的作用。
5、能够分析和解决实际的通信问题。
二、教学内容1、通信系统的基本概念和组成。
2、模拟信号和数字信号的基本特性。
3、调制解调的基本原理和方法。
4、同步在通信系统中的作用。
5、通信问题的分析和解决。
三、教学重点与难点1、重点：调制解调的基本原理和方法，同步在通信系统中的作用。
2、难点：调制解调的基本原理和方法，通信问题的分析和解决。
四、教学方法1、理论教学：通过讲解和演示，使学生了解通信系统的基本概念和组成，模拟信号和数字信号的基本特性，调制解调的基本原理和方法，同步在通信系统中的作用。
2、实践教学：通过实验和案例分析，使学生掌握调制解调的基本方法，了解同步在通信系统中的作用，能够分析和解决实际的通信问题。
五、教学评价1、课堂表现：观察学生的课堂参与度，提问和回答问题的能力。
2、实验报告：评估学生的实验完成情况，包括实验操作过程和实验结果的分析。
3、期末考试：评估学生对通信原理知识的掌握程度。
六、教学反思根据学生的课堂表现和实验报告，反思教学内容和方法是否合理，是否达到了教学目标，如何改进教学效果等。
通信系统的基本组成：发送器、接收器、信道和噪声源。
确知信号的描述方法：波形图、相位图、频谱图等。
随机信号的描述方法：均值、方差、概率密度函数等。
模拟通信系统的性能限制：噪声、失真、串扰等。
数字信号的调制解调方法：ASK、FSK、PSK等。
多路复用的原理及方法：频分多路复用、时分多路复用等。
数字通信系统的性能限制：误码率、频带利用率等。
信道的分类：有线信道、无线信道和其他信道。
传输介质的特性及比较：金属导线、光纤、无线电波等。
计算机原理是计算机科学的基础课程，旨在帮助学生了解计算机的基本构成和工作原理。
随着信息技术的快速发展，计算机原理的知识已经成为当今社会人们必备的素养之一。
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系部：信电学院任课教师：
课时安排：理论4课时
4. 接收设备：对接收的信号进行处理和变换，以便恢复出对应于发送端的原始信号(放大、滤波、解调及数字接收设备中的译码等功能)
5. 信宿(收信者)：原始信号的最终接收者，其作用是把接收设备恢复出来的原始电信号转换成相应的消息(人、各种终端设备、计算机)
6. 噪声源：是信道中的噪声和通信系统中其他部分所产生的噪声的集中表示。
2.3 模拟通信与数字通信
1. 模拟信号：凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号
2. 数字信号：凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号。
3. 模拟信号与数字信号的区别：模拟(连续)信号不一定在时间上也连续；数字(离散)信号不一定在时间上也离散
4. 电信号的载体
•正弦信号A cos(ω0t +θ)，包括振幅A、频率ω0和相位θ三个可变的电参量•脉冲信号：有幅度、脉冲宽度(脉宽)、脉冲出现的时间位置(脉位)三个可变的电参量。
5. 数字通信系统与模拟通信系统相比，其主要优点在于：
•抗噪声性能好；
•数字接力通信(中继)时可以消除噪声的积累；
•可以采用信道编码降低误码率，提高通信质量；
•便于加密，实现保密通信；
•便于处理、存储、交换；
•便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。
5. 数字通信的主要缺点：它比模拟通信占据数倍甚至数十倍宽的系统频带。
(以电话为例，一路模拟电话通常占据4KHz的带宽，但一路数字电路所要占据20KHz～60KHz的带宽，因此在频带时分紧张而对通信质量没有特殊要求的场合，仍将沿用模拟通信。
其优点是以占据更多系统频带为代价的。
)
[问题1] 语音信号为模拟信号，所以传输语音信号的系统一定是模拟通信系统，此说法正确吗？为何？
答：不对。
因为语音信号可以转换为数字信号，然后通过数字通信系统进行传输。
[问题2] 数字电话与模拟电话有什么区别？
答：区别在于数字电话是数字通信系统，语音信号在信道中已经转换为数字信号；而模拟电话是模拟通信系统，语音信号在信道中仍然为模拟信号。
2.4 通信系统模型
2.4.1 模拟通信系统
1. 信源(Source)：将连续消息变换成模拟电信号(基带Baseband 信号)的设备—模拟信源；信宿(Destination)：逆变换设备。
2. 调制(Modulation)：匹配信道传输的信号变换器，使传输信号的已调参量与基带信号成线性关系。
目的：保证传输，优点：效率高、损耗小；安全可靠、抗干扰性强。
因此调制主要用于频带信道传输。
调制后的信号称为已调信号、带通信号、频带信号。
3. 解调(Demodulation)：调制的逆变换。
调制解调统称为MODEM。
4. 信道(Channel)：由传输媒质与相应交换、中继、收发信机与天馈线等构成的信号传输通道。
若信源信号直接传送，则为基带信道，主要是低频基带信号；若用信源信号经调制后的已调信号(频带信号) 进行传输，则为频带信道。
2.4.2 数字通信系统
1. 信源编码(Source coding)：信源编码是数字信源具备的功能，其主要目的是提高信息传输的有效性(Efficiency)(提高信息的传输速率)，如数字压缩编码。
2. 信道编码(Channel coding)：包括抗干扰的纠错编码和用于信息安全的加密(Encryption)，目的是提高信息传输的可靠性(Reliability)。
3. 调制：载波数字调制，使已调参量与基带信号的状态一一对应。
注意与模拟调制之间的区别！
在数字通信系统中，针对不同的传输信道形式有不同的调制思想。
对于基带信道，调制主要是码型变换；对于频带信道，以载波数字调制/解调为主。
2.5 通信系统的分类
1、按消息的物理特征分类(业务) 如电报、电话、数据、图像通信系统
2、按调制方式分类基带传输：未经调制的信号直接传输(音频和数字基带) 调制传输：对各种信号变换方式后进行传输的总称。
3、按信号特征分类最常用分为模拟与数字通信系统两大类
4、按信号复用方式分类
•频分复用：用频谱搬移使不用信号占据不同的频率范围(主要用于模拟通信) •时分复用：用脉冲调制使不同信号占据不同的时间区间(主要用于数字通信) •码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号(主要用于扩频通信)
5、按传输媒介分类
最常用分为有线(包括光纤)与无线
2.6 通信方式分类
1、按消息传输的方向与时间关系分
•单工：单方向传输(一点发、一点收)。
例如遥控。
•半双工：通信双方(两点)均能收发消息但不能同时收发。
例如无线对讲机。
•全双工：通信双方(两点)能同时收发信号。
例如电话。
2、按数字信号码元的排列方式分
•串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输，它占用一条通路。
适合远距离。
•并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离。