樊昌信_《现代通信原理》课程要点_最新版
通信原理-樊昌信-考试知识点总结
★分集接收：分散接收，集中处理。
在不同位置用多个接收端接收同一信号①空间分集：多副天线接收同一天线发送的信息，分集天线数（分集重数）越多，性能改善越好。
接收天线之间的间距d ≥3λ。
②频率分集：载频间隔大于相关带宽 移动通信900 1800。
③角度分集：天线指向。
④极化分集：水平垂直相互独立与地磁有关。
★起伏噪声：P77是遍布在时域和频域内的随机噪声，包括热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等都属于起伏噪声。
★各态历经性：P40随机过程中的任意一次实现都经历了随机过程的所有可能状态。
因此，关于各态历经性的一个直接结论是，在求解各种统计平均（均值或自相关函数等）是，无需做无限多次的考察，只要获得一次考察，用一次实现的“时间平均”值代替过程的“统计平均”值即可，从而使测量和计算的问题大为简化。
部分相应系统：人为地、有规律地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性，压缩传输频带，是频带利用率提高到理论上的最大值，并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。
通常把这种波形称为部分相应波形。
以用部分相应波形传输的基带系统成为部分相应系统。
多电平调制、意义：为了提高频带利用率，可以采用多电平波形或多值波形。
由于多电平波形的一个脉冲对应多个二进制码，在波特率相同（传输带宽相同）的条件下，比特率提高了，因此多电平波形在频带受限的高速数据传输系统中得到了广泛应用。
MQAM ：多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求低。
因此MPSK 和MDPSK 体制为人们所喜用。
但是MPSK 体制中随着M 的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容县随之减小，误码率难于保证。
为了改善在M 大时的噪声容限，发展出了QAM 体制。
在QAM 体制中，信号的振幅和相位作为作为两个独立的参量同时受到调制。
这种信号的一个码元可以表示为：)cos()(0k k k t A t S θω+=，T k t kT )1(+≤<，式中：k=整数；k θ和k A 分别可以取多个离散值。
《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第2章课件
调幅信号的产生
调幅信号的产生可以采用相乘器或非线性变换器 ，常用的调幅方法有普通调幅（AM）和双边带 调幅（DSB）。
调幅信号的解调
调幅信号的解调可以采用包络检波或同步检波等 解调方法。
角度调制
角度调制的基本原理
角度调制是通过改变高频载波信号的相位或频率，来反映低频调制信号的变化。
《通信原理》樊昌信 曹丽娜编著第六版课 件第2章课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 通信系统的基本概念 • 信号与频谱 • 信道与噪声 • 模拟调制系统 • 数字调制系统 • 模拟信号的数字化传输
01
通信系统的基本概 念
通信系统的组成
发送器
将信源产生的信息转换为适合 传输的信号，如调制器等。
接收器
接收信道传输的信号并将其还 原为原始信息，如扬声器、显 示器等。
信源
产生需要传输的信息的设备， 如话筒、摄像头等。
信道
传输信号的媒介，如无线电波 、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用导线传输信号的通信方式 ，如电话线、光纤等。
由于非线性元件引起的信号波形失真 ，表现为高次谐波分量。
傅立叶变换
傅立叶变换的定义
将时域信号转换为频域信号的一种数学方法。
傅立叶变换的性质
包括线性性、时移性、频移性、对称性等。
傅立叶变换的应用
在通信、图像处理、音频处理等领域有广泛的应 用。
01
信道与噪声
信道的定义与模型
信道定义
信道是通信系统中的传输媒介，负责传输信息信号。
通信原理樊昌信六版第1章
(1) 按通信业务分 电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等
(2) 按调制方式分 基带（如RS232（COM））、频带传输（调制传输）（如音频电 话）
第一章 绪论
调制方式
表 1- 1常见的调制方式 用途
连 线性调制 续 波 调 制
常规双边带调制
广播
抑制载波双边带调幅 立体声广播
低频LF 中频MF 高频HF
VHF
有线、长波无线电
同轴电缆短波 无线电 同轴电缆短波 无线电
同轴电缆米波 无线电
导航、水下通信、 无线电信标
调幅广播、海事通 信、业余无线电
远程广播、 短波 广播定点军用通信、 业余无线电
电视、 调频广播、 空中管制、 车辆、 通信、 导航
第一章 绪论
续表（2）
频率范围
QPSK等
空间通信
其他高效数字调制 QAM、 MSK等
数字微波、 空间通信
脉冲模拟调 脉幅调制PAM
中间调制方式、 遥测
制 脉
脉宽调制PDM(PWM) 中间调制方式
冲
脉位调制PPM
遥测、 光纤传输
数 字 调
脉冲数字调 脉码调制PCM
制
增量调制DM
制
市话、 卫星、 空间通信 军用、 民用电话
差分脉码调制DPCM 电视电话、 图像编码
频分复用：不同信号占据不同的频率范围 时分复用：不同信号占据不同的时间区间 码分复用：
第一章 绪论
表 1 –2
频率范围
波长
3 ~ 30Hz
30 ~ 300Hz 300 ~ 3kHz 3 Hz~30 kHz
107~108 m
106~107 m 105~106 m 104~108 m
CTEE8樊昌信《通信原理》(第六版)
02
通信系统的主要任务是快速、准确、安全地传输信息，以满足
各种应用的需求。
通信系统中的信号可以是模拟信号或数字信号，传输方式可以
03
是无线传输或有线传输。
通信技术的发展历程
古代通信方式
如烽火、鼓声、驿站等，这些方 式简单、原始，但已具备了通信 的基本功能。
近代通信方式
如电报、电话的发明，使得信息 传递更加快速、便捷，人类进入 了电信时代。
多进制调制原理
多进制振幅调制（MASK）
通过改变载波的振幅来表示多进制信息，即多个不同的幅度对应多个不同的信息符号。
多进制频率调制（MFSK）
通过改变载波的频率来表示多进制信息，即多个不同的频率对应多个不同的信息符号。
多进制相位调制（MPSK）
通过改变载波的相位来表示多进制信息，即多个不同的相位对应多个不同的信息符号。
信号的频域分析
傅里叶变换
傅里叶变换是一种将时域信号转换为 频域信号的方法。通过傅里叶变换， 可以分析信号的频率成分，了解信号 在不同频率下的特性。
频谱分析
频谱分析是研究信号频率特性的方法 ，通过分析信号的频谱，可以了解信 号中各频率分量的强度和分布。
噪声与干扰
噪声
在通信系统中，噪声是不可避免的存在，它会对信号产生干 扰和影响。噪声可以是外部噪声和内部噪声，如电磁干扰、 热噪声等。
安全性
指传输信息的安全性和保密性，通常用加密 和认证等方式来保证。
02
信号与噪声
信号的分类与表示
确定信号
在通信系统中，信号是信息的载体，的信号，如正弦波和余弦波。
随机信号
与确定信号不同，随机信号的值在每个时间点上都是不确定的，其统计特性是 已知的。随机信号通常用于描述噪声和干扰。
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
《通信原理教程》版樊昌信编著十三课件PPT课件
11
式中，N是密钥流的长度。
因为在模2运算中加法和减法是一样的，所以上式也 可以写为 xn yn zn , n 1, 2, , N
因此，同样的装置既可以用于加密，也可以用于解密。
5
密钥流应当尽可能地近似于一个完全随机的序列。 若密钥流是一个m序列，则图中的密钥流产生器就是一
个m序列产生器；密钥则是控制此m序列的生成多项式和 同步信息等。 二进制加性流密码没有错误传播；在密文中一个错误比 特解密后只影响输出中的相应比特。 （分组密码可能有错误传播，使明文分组中很少几个比 特的改变在密文输出中产生很多比特的变化。分组密码 的这种错误传播性质在认证中很有价值，因为它使敌方 的破译人员不可能修改加密后的数据，除非知道密钥。） 流密码通常较适用于通过易出错的通信信道传输数据， 用于要求高数据率的应用中，例如视频保密通信，或者 用于要求传输延迟很小的场合。
原理方框图：一种流密码，其密钥和密钥流相同，并且密 钥只使用一次。
密钥
消息 xn
zn 密文 yn
(a) 加密
密钥
密文
zn 消息
yn
xn
(b) 解密
密文 yn = xn zn,
n = 1, 2, …
式中，xn － 消息比特序列； zn － 统计独立和均匀分布的密钥比特序列。
一次一密密码是完善安全的，因为消息和密文之间的互信 息量为0；所以它是完全不可解密的。
香农对安全性的基本度量 － 互信息量I(X; Y) 令X = (X1, X2, …, XN)表示一个N 比特的明文消息; Y = (Y1, Y2, …, YN)表示相应的N 比特密文。
假定：
密钥Z服从某种概率分布 H(X) － X的不确定性 H(X/Y) － 给定Y后X的不确定性 I (X; Y) = H(X) – H(X/Y) － X和Y之间的互信息量。
樊昌信的通信原理学习中要点分析
结 论等 等 ，并且 有许 多公 式 的 推 导是 超 出本 节学 习内容 的 ，其他 跨 学科 与其 他相 关科 目联 系，以促 进 对本 科学 习成绩 的方 法 的理
公 式 的推 导则 大量 运 用 已推导 公 式 。帮助 学生 完全 理 解知 识 ，一 解 。
直 是教 学过 程 中的 重 点难点 。要 知道 ，学生 只有学 习动 力充足 ，才
泛、重 视理 论 。该 课 程常 见于 国 家级 、省级 精 品课 程 名录 当 中，是 象更加 直观 。本课程 是本 科 期间 电子 信息、网络、通信专 业的专 业
较为 热门 的课程 。
课 中基 础但 是 重要 的课 程 ，本课 程 的特 点在于 学 习的 概 念多 比较
１慊生 学习 内窖优化 的必 要性
抽象 、应 用实例 多且领域 广 泛、重视 理论 。先 由教师 给 出具体 的观
如 上 所言 ，本 课程 的 特点 是概 念 多 比较 抽象 、应 用实 例多且 察 目标 或 观 察方 向 ，并且 要向 学生 提 出具 体 的观 察 要 求 ，例 如 观
领 域 广泛 、重视 理 论 ，其基 础 课程 除了高 校 必修 的 高等 数 学外 ， 察 某个 课 题 的某 个方 面，或者 某些 数 据 ，让 学生 一开 始 就 明确 自
其 中第 一部 分属 于基 础知 识和 基础 理论 课 程，第二部 分主要 论述
３结 束 语
了相关专业 原理 。第三部 分扩展 到数 字通 信 中的编码 等 基础知 识 ，
当今时 代是 信 息的 时代 ，信息 产业及 相关 领域 的 飞速 发 展 ，
和 同步技 术等 前 沿科学。在本 科学 习中，该 课程 共 计 ６０学 时。涉 应 当让 我们 意 识到 ，“通信 原理 ”这 门课 程 的教学 体制和 学 习方 法
通信原理（第七版）-樊昌信-第二章-确知信号-重要知识点
通信原理（第七版）-樊昌信-第⼆章-确知信号-重要知识点1.能量信号与功率信号：
1.1 定义：
周期信号：0<E<∞ ； P -> 0；（T为∞）
功率信号：0<P<∞ ； E -> ∞；
1.2 常见的：
1.3 E 与 P：
2.⼀般周期信号的傅⾥叶变换（有的书上为Fn）：
2.1 .⼀般周期信号的傅⾥叶变换
注意：Cn为傅⾥叶变换的系数：
1）求法1：
2）求法2：
先得⼀个周期的傅⾥叶变换（这个也可以⽤常⽤变换对，是不是很⽅便！！）
再这样求出来Cn：
3）返回去：
注意：F(jw) = T * Fn | (nw0 = w)
2.2 单位冲击序列的傅⾥叶变换：
<-> [or w0 * δw0（w） ]
2.3 关系：任意周期信号都可以表⽰为单个周期内信号与单位冲击序列的卷积。
（因为频域是“×”的）
3. 调制定理（妈妈以后再也不⽤担⼼我画不出来与cos（wot）相乘后的函数图像了）（搬移之后⾼度为原来信号的1/2，然后搬移到+- w0处）：
4.能量谱与功率谱：
4.1 能量谱密度：
4.2 能量（帕斯⽡尔定理）：
也为：
4.3 功率谱密度：
4.4 功率（帕斯⽡尔定理）：
4.4.1 ⾮周期：
4.4.2 周期：（帕斯⽡尔定理）
5.相⼲函数和谱密度的关系：。
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《现代通信原理》课程要点
《现代通信原理》是一门重要的专业基础课，由于课程内容较多，加上课程学时大幅度的缩减，为更好地让同学们掌握相关知识特此列出该课程的要点提纲，供同学们学习使用。
（注意：该要点提纲不是全部课程内容）
一、课程中的基础概念（要求掌握该概念下的定义、框图和相关术语）
1.通信系统概述部分
1)点对点通信系统模型；模拟通信和数字通信系统的系统模型
2)主要的载波调制方式（AM、FM、PM、ASK、PSK、FSK等）
3)主要的脉冲调制方式（PAM、DM、DPCM等）
4)通信方式（单工、双工、半双工；串序、并序传输）
5)熵及最大信息量的概念；
6)比特率和波特率的概念和区别；误码率和误信率的定义。
2.随机过程分析部分
1)平稳随机过程的概念及自相关函数的特性
2)高斯白噪声的概念和特点；
3)窄带高斯随机过程的概念和时域表达式；
3.信道部分
1)电磁波的传播方式；
2)恒参信道的概念、特性、分类；
3)随参信道的概念、分类；多径传播和衰落特性；
4)调制信道的概念、分类及干扰的类型；
5)信道中噪声的主要类型。
4.模拟调制部分
1)幅度调制（线性调制）的主要种类、表达式、系统结构及各部件的主要功能；
2)非线性调制的主要种类
3)DSB、SSB、FM的调制制度增益
4)解调系统门限效应的概念
5.数字基带部分
1)数字基带传输的概念和系统结构；
2)数字基带信号的类型；
3)传输码的概念和编码规则；
4)码间串扰的概念；消除码间串扰的条件及其理解；
6.数字调制部分
1)二进制数字调制的主要种类、二元数字调制器框图、接收机（相干、非相干解调）框图及各
点波形的表述；功率谱密度草图。
2)多进制数字调制的概念
7.模拟信号的数字传输部分
1)低通、带通抽样定理的概念；脉冲模拟调制的主要类型。
2)量化的概念和分类；
3)PCM线性和非线性编码（A律PCM编码方法---8位对数PCM）的概念和方法；
4)DM（增量调制）原理和失真类型；
5)TDM原理和复接方式；
8.最佳接收部分
1)最佳接收的概念；
2)匹配滤波器的概念；
9.其它
1)分组码的概念；码重、码距、纠检错能力；
2)伪随机序列的概念和作用；
3)同步的主要种类；载波、位、群同步的一般方法；
二、课程中的基本计算和分析（要求掌握该类型计算的各种应用）
1.基础计算
1)信息量的计算（I）
2)离散系统平均信息量计算（H）
3)比特率和波特率的计算
2.香农公式的应用计算
3.模拟调制系统
1)幅度调制的带宽计算
2)FM的带宽计算
3)调制系统的频谱分析
4.数字基带系统
1)差分编码和AMI、HDB3的编码
2)频带利用率的计算
3)滚降滤波器的带宽和频带利用率分析
4)奈奎斯特第一准则的应用分析
5.数字调制系统
1)二进制数字调制的带宽分析计算；
2)2FSK、2PSK、2DPSK系统框图、各部件主要功能；波形的分析与描绘；
3)二进制/多进制数字调制的有效性与可靠性指标参数的简单计算以及比较；
6.模拟信号数字化
1)抽样频率的分析计算
2)A律13折线PCM编码及量化误差的分析和计算。
3)PCM速率及带宽的分析与计算
4)TDM系统速率、带宽的分析与计算
7.综合数字基带（PCM编码）、滤波、调制的通信系统带宽和信息速率分析
三、课程考试大致题型：填空和选择填空；简答；涉及3、4、5、6、7、9章内容的综合题。
现代通信原理课程组。