通信原理教学25
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。
1．1．2 模拟通信与数字通信●消息可以分成两类ﻩﻩ离散消息：消息的状态是可数的或离散型的（如符号、文字等）,也称为数字消息。
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。
ﻩﻩ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ﻩ数字通信系统ﻩﻩ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）基带信号：携带信息，但具有频率很低的频谱分量,不适宜传输的原始电信号。
已调信号：基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号，也称频带信号。
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:同步环节的位置不固定,图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型：● 数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
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。
《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。
通信原理教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标：（1）使学生掌握通信系统的基本概念、组成和分类。
（2）使学生了解模拟通信和数字通信的基本原理。
（3）使学生掌握信号调制、解调、传输、接收等基本过程。
（4）使学生熟悉通信系统中的关键技术，如多路复用、编码、差错控制等。
2. 能力目标：（1）培养学生分析、解决实际通信问题的能力。
（2）提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。
（3）培养学生具备一定的创新思维和科研能力。
3. 情感目标：（1）激发学生对通信原理学习的兴趣。
（2）培养学生的团队协作精神和自主学习能力。
（3）增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容1. 通信系统的基本概念、组成和分类。
2. 模拟通信与数字通信的基本原理。
3. 信号调制与解调技术。
4. 传输系统中的关键技术。
5. 通信系统中的多路复用技术。
6. 编码与差错控制技术。
三、教学方法1. 讲授法：系统讲解通信原理的基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：通过分析实际通信系统案例，帮助学生理解通信原理在实际中的应用。
3. 讨论法：组织学生围绕通信原理中的关键问题进行讨论，培养学生的创新思维和表达能力。
4. 实验法：通过实验验证通信原理中的基本理论，提高学生的实践能力。
5. 互动式教学：利用多媒体技术、网络资源等，增加课堂互动性，提高学生的学习兴趣。
四、教学过程1. 导入：通过多媒体展示通信技术发展历程，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：系统讲解通信原理的基本概念、原理和方法。
3. 案例分析：选取典型通信系统案例，引导学生分析通信原理在实际中的应用。
4. 讨论与交流：组织学生围绕通信原理中的关键问题进行讨论，培养学生的创新思维和表达能力。
5. 实验教学：通过实验验证通信原理中的基本理论，提高学生的实践能力。
6. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调重点和难点。
7. 布置作业：布置与课堂内容相关的作业，巩固所学知识。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、讨论积极性和表达能力。
通信原理教学课件同步原理
04
同步原理的应用
在数字通信中的应用
数字通信中，同步原理是实现信号正确传输的关键。数字信 号在传输过程中，需要通过位同步、帧同步等方式确保接收 端正确解调信号，避免误码和数据丢失。
数字通信中的同步原理包括载波同步、位同步、帧同步等， 这些同步方式能够确保数字信号在传输过程中保持稳定，提 高通信质量。
在卫星通信中的应用
卫星通信中，由于信号传输距离远、传输环境复杂，同步 原理显得尤为重要。卫星通信系统需要建立稳定的载波同 步和位同步，以保证信号在长距离传输中不发生偏移和失 真。
卫星通信中的同步技术还包括定时同步和频率同步，这些 同步方式能够确保信号在卫星转发器中正确处理，提高信 号的抗干扰能力和传输可靠性。
05
同步原理的发展趋势和未来展望
同步技术的发展趋势
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的不断发展，同步原理将更加依赖于新型的 信号处理和传输技术，以实现更高效、更可靠的数据传输。
云计算和大数据技术
云计算和大数据技术的广泛应用，将为同步原理提供更强大的数据 处理和分析能力，进一步提高同步的准确性和实时性。
在移动通信中的应用
移动通信中，由于用户终端位置不断变化，信号传输环境复杂多变，因此需要建 立更加稳定的同步系统。移动通信中的同步技术包括时间同步和频率同步，能够 确保信号在复杂的无线环境中稳定传输。
移动通信中的同步原理还涉及到多径效应和信号衰落等问题，需要通过先进的信 号处理技术来克服这些挑战，提高移动通信的可靠性和稳定性。
位同步
01
02
03
04
位同步也称为码元同步，是数 字通信系统中的重要组成部分
。
位同步的目的是使接收端的时 钟频率与发送端的时钟频率保 持一致，以便正确解调出信号
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预编码：bn an bn-2 Mod 4
相关编码：cn bn - bn-2
接收端解码：an cn Mod4
当输入为L进制信号时，经部分响应传输 系统得到的第Ⅰ、Ⅳ类部分响应信号的 电平数为（2L-1）。
7
第6章 数字基带传输系统
眼图模型和相关概念 均衡器
作用：校正或补偿系统特性，减小码 间串扰的影响。
以2/TS波特的速率进行数据传输时，该系统 不满足消除抽样点上码间串扰的条件。
（b）
3 QB
2Ts
H () 矩形
32 RBmax 2B Ts Ts
- 3 / Ts
0
3 / Ts
传输速率2/Ts虽然小于（奈奎斯特速率）3/Ts，
但由于不是2/Ts的整数倍，所以在该系统中以
2/Ts的速率传输，不能消除码间串扰。
性搬移（属线性调制）。 g(t)为矩形不归零脉冲时
2ASK信号带宽: B2ASK 2 fs 2 / Ts
频带利用率:
2ASK
Rs B2 ASK
1 2
(Baud/Hz)
17
第7章 数字频带传输系统
通信原理
第24讲 要点回顾和 部分习题
1
第6章 数字基带传输系统
数字基带信号的波形、码型和频谱 数字基带信号的编码规则 NRZ码, RZ码, AMI码和HDB3码； 在码元速率一定时，多元码可以提高信 息速率，是以提高发送功率为代价的。 数字基带信号的频谱特性 功率谱可分为连续谱和离散谱两部分。 单极性NRZ、RZ和双极性NRZ矩形脉冲 序列的功率谱特性。
条件。
6.12
H()
1
0.5
-0
0 0
0
0 0
[解]：（1）该系统可构成等效矩形系统
H
eq
1, 0,
0
其它
所以该系统能实现无码 间干扰传输。
（2）该系统无码间干扰的最大码元传输速率为
RB
2
f0
0
由于系统的实际带宽为
B
1
f0
1
0 2
所以，此时系统的频带利用率为
RB
B
2 f0
1
Nyquist第一准则
2p i
H (w ) C
i
Ts
TS
21
RB
Ts
Ts
2
H ( 4 i ) C
i
Ts
2
TS
H ()
矩形
- /Ts 0 /Ts
（a）Nyquist带宽
fN
@B
Ts
1
2
1 2Ts
该系统无码间串扰传输的最大码元传输速率
12 RBmax 2B Ts Ts
f0
2
1
(B/Hz)
【练习】、设采用预编码的第四类部分响应形成网络 的输入序列 为00011110101001011，试求预编码后序 列 和输出序列 。
[解]： 预编码序列 bk： bk ak bk-2 mod 2
输出序列 ck： ck bk - bk-2
{ak} 预编码{bk}
输出{ck}
00 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0010 1 1 0 0 00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0010 0 1
0 0 0 1 1 -1 -1 0 1 0 -1 0 0 1 0 -1 1
第7章 数字频带传输系统
二进制数字调制的已调信号时域和频域特性：
2ASK信号产生方法：模拟调制法和键控法 2ASK信号的解调方法：非相干解调和相干解调 2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱ΦB(f)的线
3
第6章 数字基带传输系统
无码间串扰的时域条件
h(kTs ) hk
常数
0
k0 k0
无码间串扰传输特性的选择依据：
奈奎斯特第一准则
i
பைடு நூலகம்
H
(
2
Ts
i
)
TS
,
TS
将H()在 轴上以2/Ts为间隔切开，然后分段 沿 轴平移到(-/Ts, /Ts)区间内，将它们进行叠加，
其结果应当为一常数。
4
第6章 数字基带传输系统
理想低通传输特性 基带传输最高频带利用率 RB / B 2 (B/Hz)
升余弦滚降频谱特性
B fN f (1 ) fN
升余弦滚降系统的最高频带利用率为
RB 2 fN 2
B / Hz
B (1 ) fN (1 )
5
第6章 数字基带传输系统
部分响应系统 第一类部分响应系统的频带利用率
（c） Heq
1，
2 Ts
0， 其它
B 1 Ts
2 RBmax 2B Ts
- 4 /Ts
H ()
0
4 / Ts
该系统满足消除抽样点上码间串扰的条件。
（d）
H
eq
1,
Ts
0, 其它
H ()
- 2 / Ts
0
2 / Ts
1 B
2Ts
12 RBmax 2B Ts Ts
因此，该系统不满足消除抽样点上码间串扰的
时域均衡原理 均衡器均衡效果评价的方法 “迫零”均衡器的设计
8
6-7 已知信息代码为1011 0000 0000 0101，假设该 序列前一编码输出为V-。试确定相应的AMI码 以及HDB3码。
信息码： 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI码: +1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1 AMI码: -1 0 +1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1 0 -1
信息码： 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 HDB3 V- +1 0 -1 +1 0 0 0 V+ -B 0 0 V- 0 +1 0 -1
6-11 设基带传输系统的发送滤波器、信道和接收滤 波器组成总特性为H(ω)，若要求以2/Ts波特的速 率进行传输，试验证图P6-6所示的的各种H(ω) ， 能否满足抽样点上无码间串扰的条件。
2
第6章 数字基带传输系统
数字基带传输系统模型
发送滤波器 传输信道
an GT ( f )
C( f )
si (t )
s(t )
接收滤波器
GR( f )
y(t )
抽样 判决器
n(t )
an'
H ( ) GT ( )C( )GR ( )
产生误码的原因：信道加性噪声；码间串扰。 码间串扰的定义和影响（严重时会导致误码）。
RB / B
1 TS
1 /
2TS
2
(B/Hz)
第一类部分响应系统的实现
预编码-相关编码-模2判决
预编码规则： bk = ak bk-1
即: ak = bk bk-1 相关编码： ck = bk + bk-1
模2判决： ak = [ck]mod2
6
第6章 数字基带传输系统
第IV类部分响应信号 r1 1 r2 0 r3 -1