8_通信原理
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
第8章 通信原理课后习题解答
8-1 已知一组码的8个码组分别为（000000）、（001110）、（010101）、（011011）、（100011）、（101101）、（110110）、（111000），求第一组和第二组、第四组和第五组的码距、各码组的码重和全部码组的最小码距。
【解】（1）第一组和第二组的码距3=d（2）第四组和第五组的码距3=d（3）各组的码重分别为：0、3、3、4、3、4、4、3；（4）全部码组的最小码距3min =d8-2 上题的码组若用于检错、纠错、同时检错和纠错，分别能检、纠错几位码？【解】因为最小码距3min =d 因此：只用于检错时：211minmin =-≤⇒+≥d e e d 能检2个错 只用于纠错时：12112minmin=-≤⇒+≥dt t d 能纠1个错 同时用于纠错和检错时：)(1min t e t e d >++≥ 无解，说明该码不能同时用于纠错和检错。
8-3、给定两个码组（00000）、（11111）。
试问检错能检几位？纠错能纠几位？既检错又纠错能检、纠几位？【解】因为最小码距4min =d 因此：只用于检错时：311minmin =-≤⇒+≥d e e d 能检3个错 只用于纠错时：12112minmin=∴-≤⇒+≥t dt t d 能纠1个错 同时用于纠错和检错时：1;2)(1min==⇒>++≥t e t e t e d 说明该码用在同时纠错和检错系统中：同时检出2个错码，纠1个错码。
8-4 已知某线性码的监督矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100110101010110010111H列出所有许用码组。
【解】[]r T I P =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100110101010110010111H ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=∴110110110111T P[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==∴1101000101010001100101110001P I K G信息码组为：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1111011110110011110101011001000111100110101000101100010*********D[]P I G D C K ⨯=⨯=D 所以列出许用码如下：0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 18-5 已知（7，3）线性码的生成矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=101110011100100111001G求监督矩阵并列出所有许用码组。
精品文档-数字通信原理(李白萍)-第8章
11
第 8 章 同步原理
平方变换法实现载波提取的原理方框图如图8-1所示。
图 8-1 平方变换法提取同步载波原理方框图
12
第 8 章 同步原理
如果基带信号m(t)=±1， 那么该抑制载波的双边带信号为 二进制相移键控信号(2PSK信号)， 这时已调信号sm(t)经过平方 律部件后得
sm2
(t)
1 2
1 2
cos
2ct
(8-3)
13
第 8 章 同步原理
(2) 平方环法。 为了改善平方变换法的性能， 使恢复的相 干载波更为纯净， 可以在平方变换法的基础上， 把窄带滤波器 改为锁相环， 这种实现的载波同步的方法就是平方环法。 其原 理方框图如图8-2所示。 由于锁相环具有良好的跟踪、 窄带滤 波和记忆功能， 因此平方环法比一般的平方变换法具有 更好的性能， 在载波提取中得到了广泛的应用。
v6
1 2
m(t ) s in
v5、v6经过乘法器后得到
(8-6)
v7
v5
v6
1 m2(t)sin
4
cos
1 m2(t)sin 2
8
(8-7)
20
第 8 章 同步原理
当θ较小时， (t)
(8-8)
式中，v7的大小与相位误差θ成正比。v7相当于一个鉴相器的 输出， 通过环路滤波器后就可以控制压控振荡器的输出相位，
图 8-6 DSB信号的导频插入示意图
28
第 8 章 同步原理
图 8-7 (a) 发送端; (b) 接收端
29
第 8 章 同步原理
设基带信号为m(t)， 且无直流分量; 被调载波为acsinωct;
插入导频为被调载波移相90°形成的， 为－accosωct。 其中
通信原理 课件 ppt
的特性相互影响，决定了通信系统的性能和传输质量。
03
模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
无线电波传播方式
无线电波通过直射、反射、折射 、散射等方式传播，受到地形、 建筑物、气候等因素的影响。
无线电波传播损耗
无线电波在传播过程中会受到空 气阻力、地面吸收等因素的影响 ，导致能量逐渐衰减。
无线电波频段
无线电波根据频率可分为长波、 中波、短波等不同频段，不同频 段的无线电波具有不同的传播特 性和应用场景。
调频的特点
调频信号的带宽较大，抗干扰能力强，能够 传输更多的信息。
调相的特点
调相信号的相位信息可以携带信息，具有较 高的保密性。
模拟通信系统的性能分析
信噪比
误码率
信噪比是衡量通信系统性能的重要指标， 表示信号功率与噪声功率的比值。
误码率是衡量数据传输质量的重要指标， 表示传输过程中出现误码的概率。
带宽效率
抗干扰能力
带宽效率是指通信系统传输速率与带宽的 比值，反映了系统的传输效率。
抗干扰能力是指通信系统在存在噪声和干 扰的情况下，能够正常传输信号的能力。
04
数字通信原理
数字信号的调制与解调
数字信号调制
将数字信号转换为适合传输的信 号形式，如调频、调相和调幅等
。
数字信号解调
将已调制的信号还原为原始数字信 号的过程。
通信原理 课件
目录
• 通信系统概述 • 信号与系统基础 • 模拟通信原理 • 数字通信原理 • 无线通信原理 • 通信原理实验与案例分析
通信原理的主要内容
通信原理的主要内容首先，信号的特性是通信原理中的重要内容之一。
信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
模拟信号是连续的信号，它的特点是可以取无限个值，而数字信号是离散的信号，它的特点是只能取有限个值。
了解信号的特性有助于我们选择合适的调制方式和传输介质，以及进行信号的编解码和纠错处理。
其次，调制解调技术是通信原理中的重要环节。
调制是指将要传输的信息信号转换成适合传输的信号，而解调则是将接收到的信号转换成原始的信息信号。
常见的调制方式有调幅、调频、调相等。
不同的调制方式适用于不同的传输介质和通信要求，了解调制解调技术有助于我们设计和优化通信系统。
另外，传输介质也是通信原理中的重要内容。
传输介质可以是导线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质具有不同的传输特性和传输性能，了解传输介质的特点有助于我们选择合适的传输介质和设计有效的通信系统。
此外，信道编码和多路复用技术也是通信原理中的重要内容。
信道编码是指在信道上对信息进行编码以提高传输可靠性和效率，而多路复用技术则是指在同一传输介质上同时传输多个信号。
了解信道编码和多路复用技术有助于我们提高信道利用率和传输效率。
最后，误码控制和纠错编码是通信原理中的关键技术。
误码控制是指在传输过程中对误码进行检测和控制，而纠错编码则是指在接收端对受损的信号进行纠正。
了解误码控制和纠错编码有助于我们提高通信系统的可靠性和稳定性。
总之，通信原理是现代通信技术的核心内容之一，了解通信原理的主要内容有助于我们深入理解通信系统的工作原理，设计和优化通信系统。
希望本文对通信原理的主要内容有所帮助。
通信原理基础知识
通信原理基础知识
通信原理是指信息在传输过程中所遵循的一组基本规律和原则。
下面介绍几个通信原理的基础知识：
1. 信号传输：通信中的信息通过信号的传输来实现。
信号可以是一种物理量（如电流、电压），也可以是一种电磁波（如无线电波）。
信号的传输可以通过导线、光纤等媒介进行，也可以通过无线电等无线方式进行。
2. 信号调制：为了适应传输媒介和提高传输效率，信息信号通常需要进行调制。
调制是指将信息信号转换成适合传输的调制信号。
常见的调制方式有模拟调制（如调幅、调频）和数字调制（如调制解调器中的ASK、FSK、PSK等）。
3. 信道传输：信道是指信号传输的通道或媒介，包括有线信道和无线信道。
在信道传输过程中，信号可能会受到噪声、干扰和衰减等影响，从而导致传输质量下降。
为此，通信系统需要采取一些手段来提高传输的可靠性和性能。
4. 信号解调：在接收端，接收到的调制信号需要进行解调，将其转换回原始的信息信号。
解调过程通常与调制过程相反，可以恢复出原始信号。
5. 编码与解码：在数字通信中，对于数字信号的传输，常常需要进行编码与解码处理。
编码是指将数字信号转换成一种特定的编码格式，以便在传输中进行处理和恢复。
解码则是将接收到的编码信号转换回原始的数字信号。
以上是通信原理的一些基础知识，了解这些原理对理解通信系统的工作原理和性能优化有很大帮助。
《通信原理》第六版课件(全)
媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 2021/8/18 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。
第1章 绪论
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）：把原始电信号还原成相应的消息，如 扬声器等。
x3,…,
1
xM
所包含的信息量分别为
log2 P(x1) ， log2 P(x2 ) ， ， log2 P(xM )
于是，每个符号所含平均信息量为
H (x) P(x1)[ log2 P(x1)] P(x2 )[ log2 P(x2 )] P(xM )[ log2 P(xM )]
M
P(xi )lo g2 P(xi ) (比特 / 符号） i 1
2021/8/18
第1章 绪论
若用熵的概念来计算：
H
3 8
log
2
3 8
1 4
log 2
1 4
1 4
log 2
1 4
1 8
log
2
1 8
1.906 （比特 / 符号）
则该消息的信息量
I 57 1.906 108.64 (b)
以上两种结果略有差别的原因在于，它们平均处 理方法不同。前一种按算数平均的方法，结果可能存 在误差。这种误差将随着消息序列中符号数的增加而 减小。
(1.4 6)
2021/8/由18 于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵
第1章 绪论
【例1】 一离散信源由“0”，“1”，“2”，“3”四个符 号组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8， 且每个符号的出现都是独立的。试求某消息
通信原理的原理
通信原理的原理
通信原理是指将信息从发送方传输到接收方的过程。
其原理主要涉及三个关键要素：发送器、传输媒介和接收器。
首先，发送器将待传输的信息转化为信号。
这个过程称为编码。
编码可以采用不同的方式，例如将声音转化为电信号、将文字转化为光信号等。
然后，编码后的信号通过传输媒介进行传输。
传输媒介可以是电磁波、光纤、导线等。
不同的媒介有不同的特点和适用范围。
最后，接收器接收到传输的信号，并将其解码还原为原始的信息。
解码的过程与编码相反，它将信号转化为人们能够理解的形式，例如声音、文字等。
在整个通信过程中，信号可能会受到多种干扰和衰减。
为了保证信息的可靠传输，信号可以通过各种方式进行处理和增强，例如加入纠错码、调制解调等技术。
总结起来，通信原理包括编码、传输和解码三个关键步骤，通过发送器、传输媒介和接收器实现信息的传输和还原。
通过不断的技术创新和改进，人们可以实现更快、更稳定的信息传输。
《通信原理说课》课件
05
通信协议与标准
通信协议概述
通信协议定义
通信协议是通信系统中的规则集 合，用于规范不同设备间的信息
传输和交换。
通信协议的作用
确保信息传输的可靠性和高效性 ，实现不同设备间的互操作性。
通信协议的组成
包括语法、语义和时序三个部分 。
常见通信协议标准
TCP/IP协议族
用于互联网通信的标准协议族，包括TCP、 UDP等。
理论与实践结合
课程注重理论与实践相结 合，通过实验和课程设计 等环节，提高学生实际操 作和解决问题的能力。
课程目标
知识目标
学生应掌握通信系统的基 本概念、原理、性能指标 及关键技术。
能力目标
培养学生分析、设计、优 化通信系统的能力，以及 实验操作和团队协作能力 。
素质目标
培养学生的创新意识、严 谨的科学态度和良好的职 业道德。
实验安排
每个实验2-3课时，共10个课时，分两周完成。
实验目的
通过实验，使学生掌握通信原理的基本概念和原 理，提高实际操作和解决问题的能力。
实践项目与要求
实践项目
设计并实现一个简单的通信系统，如无线传输系统或卫星通信系 统。
实践要求
学生需自行设计系统方案，完成硬件搭建和软件编程，并进行测试 和优化。
通信系统模型
发送端
负责将信息转换为可传输的信号 。
信道
传输信号的媒介，可以是无线电波 、光纤、电缆等。
接收端
负责将传输的信号还原为原始信息 。
03
信号处理基础
信号的时域与频域表示
总结词
信号的时域与频域表示是通信原理中的重要概念，它们分别描述了信号在不同 时间与频率上的特性。
通信原理是什么
通信原理是什么
通信原理是指在信息传输过程中，按照一定的规则和方法进行信息的发送、传输和接收的原理。
它包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等各个环节。
通信原理的基本过程包括以下几个步骤：首先，发送方将要传输的信息转化为合适的信号形式。
这个过程称为信号的产生。
然后，发送方对信号进行调制，将其变换为能够在传输介质上传输的合适形式。
调制可以通过改变信号的频率、振幅、相位等来实现。
接着，调制后的信号通过传输介质进行传输，传输介质可以是电磁波、光纤、铜线等。
传输的过程中，信号可能会经历衰减、失真等影响传输质量的因素。
然后，在接收端，接收方对传输的信号进行解调，将其变换为能够被接收方理解的形式。
最后，接收方将解调后的信号转化为原始的信息。
在通信原理中，还有一些重要的概念和技术，如调制解调器、信道编码、调制方式等。
调制解调器用于实现信号的调制和解调功能。
信道编码则可以提高信号传输的可靠性和抗干扰性能。
调制方式则决定了信号在传输介质上的传输特性。
总之，通信原理是通信技术的基础，它通过信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节实现信息的传输和交流。
不同的通信原理和技术可以应用于不同的场景和需求，以实现高效、可靠的信息传输。
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中国科学院微电子研究所博士研究生入学考试
《通信原理》考试大纲
一、考试科目基本要求及适用范围
本考试大纲适用于中国科学院微电子研究所“微电子学与固体电子学”和“电子与信息”领域的博士研究生入学考试。
考生应系统地掌握通信理论中的基本概念、现代通信系统构成的基本原理和分析系统传输可靠性和有效性的基本方法，具有灵活应用这些理论和方法来分析实际通信系统、解决实际系统中的问题的能力，了解各种新型高速率数据传输技术的基本原理。
二、考试形式和试卷结构
考试采取闭卷笔试形式，考试时间180分钟，总分100分。
试卷结构为：计算题占70%，设置为：两小类5分题和10分题，10分题为主。
简答题占30%，设置为：两小类5分题和10分题，5分题为主。
三、考试内容
（一）绪论
1、通信系统和通信网的构成
（二）确定信号分析
1、傅里叶变换
2、单位冲激函数的傅里叶变换
3、确定信号的相关函数
4、卷积
5、确定信号通过线性系统
6、希尔伯特变换
7、解析信号
8、频带信号与带通系统
（三）随机过程
1、随机过程的统计特性
2、平稳随机过程
3、高斯随机过程
4、平稳随机过程通过线性系统
5、高斯白噪声
6、窄带平稳随机过程
7、余弦波加窄带平稳高斯随机过程
8、匹配滤波器
（四）模拟通信系统
1、幅度调制
2、角度调制
3、线性调制系统的抗噪声性能
4、频分复用及其应用
5、超外差接收机
（五）数字信号的基带传输
1、数字基带信号波形及其功率谱密度
2、在加性白高斯噪声信道条件下数字基带信号的接收
3、数字PAM信号通过限带基带信道的传输
4、在理想限带及加性白高斯噪声信道条件下数字PAM信号的最佳基带传输
5、眼图
6、信道均衡
7、部分响应系统
（六）数字信号的频带传输
1、二进制数字信号的正弦型载波调制
2、四相移相键控
3、M进制数字调制
（七）信源和信源编码
1、信息熵
2、连续信源的限失真编码
（八）信道
1、信道的数学模型
2、恒参信道特性及其对信号传输的影响
3、随参信道特性及其对信号传输的影响
4、分集
5、信道容量
6、信道编码定理
（九）信道编码
1、信道编码的基本概念
2、线性分组码
3、循环码
4、BCH码和RS码
5、卷积码
（十）扩频通信
1、伪随机码
2、伪码的同步
3、正交码
4、直接序列扩频
5、码分复用与码分多址
6、多径分集接收
（十一）正交频分复用多载波调制技术
1、OFDM多载波调制技术的基本原理
2、OFDM调制的数字实现
3、循环前缀
4、OFDM系统的收发信机
四、考试要求
（一）绪论
1、了解通信系统和通信网的构成
（二）确定信号分析
1、掌握傅里叶变换方法，识记单位冲激函数的傅里叶变换
2、掌握确定信号的相关函数求解方法
3、掌握卷积计算方法
4、了解确定信号通过线性系统的基本过程
5、掌握希尔伯特变换和解析信号
6、掌握频带信号与带通系统的等效基带分析方法
（三）随机过程
1、理解记忆随机过程的统计特性
2、了解平稳随机过程的定义
3、了解高斯随机过程的定义
4、掌握平稳随机过程通过线性系统前后各参数之间的关系
5、掌握高斯白噪声的性质
6、掌握窄带平稳随机过程的分析方法
7、了解余弦波加窄带平稳高斯随机过程
8、掌握匹配滤波器
（四）模拟通信系统
1、掌握幅度调制和角度调制的基本原理
2、掌握线性调制系统的抗噪声性能分析过程
3、掌握频分复用的实现方法，了解其应用
4、了解超外差接收机的结构
（五）数字信号的基带传输
1、了解数字基带信号波形及其功率谱密度的基础知识，包括脉幅调制及其功率谱密度
的计算
2、掌握在加性白高斯噪声信道条件下数字基带信号的几种接收方式
3、掌握码间干扰的产生原因、无码间干扰基带传输的奈奎斯特准则
4、掌握在理想限带及加性白高斯噪声信道条件下数字PAM信号的最佳基带传输
5、学会看眼图
6、理解信道均衡的原理和实现方法
7、理解部分响应系统的原理
（六）数字信号的频带传输
1、掌握二进制数字信号的正弦型载波调制过程及误码分析
2、掌握四相移相键控调制原理，识记其功率谱密度，会比较几种不同四相移相键控之
间的优劣
3、掌握M进制数字调制原理
（七）信源和信源编码
1、识记信息熵的定义并会计算信息熵
2、掌握模拟信号数字化基本原理，掌握抽样定理，掌握均匀量化和非均匀量化方法（八）信道
1、了解信道的数学模型
2、了解恒参信道特性及其对信号传输的影响
3、了解随参信道特性及其对信号传输的影响，掌握平坦衰落和频率选择性衰落的判定
方法，掌握相干带宽和相干时间
4、了解分集的种类
5、掌握信道容量的计算方法，理解信道编码定理
（九）信道编码
1、了解信道编码的基本概念
2、掌握线性分组码的生成矩阵和监督矩阵，掌握系统码的编译码方法
3、掌握循环码的生成矩阵和监督矩阵，掌握循环码的编译码方法
4、了解BCH码和RS码
5、掌握卷积码的编解码方法，掌握最大似然译码方法
（十）扩频通信
1、了解伪随机码的生成方法
2、理解伪码的同步原理
3、了解正交码的相关性质
4、掌握直接序列扩频
5、了解码分复用与码分多址的概念
6、掌握多径分集接收
（十一）正交频分复用多载波调制技术
1、掌握OFDM多载波调制技术的基本原理
2、掌握OFDM调制的数字实现
3、了解循环前缀
4、理解OFDM系统的收发信机结构及各部分的作用
五、主要参考书目
1、《通信原理》（第3版），周炯槃等，北京邮电大学出版社，2008年。
2、《通信原理》（第6版），樊昌信等，国防工业出版社，2009年。
编制单位：中国科学院微电子研究所编制日期：2014年1月23日。