通信原理
通信原理PPT课件
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以 扩大传输容量和提高传输效率。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
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2． 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中，若传输距离不太 远且通信容量不太大时， 数字基带信号 无需调制，可以直接传送，称之为数字 信号的基带传输，其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
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CP 第一章 绪论
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1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地， 其作用是把各种消 息转换成原始电信号，称之为消息信号或 基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等 各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源，输出的是模拟信号； • 数字信源，输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法：PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
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CP 第一章 绪论
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2） 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及 人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错， 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
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《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。
通信原理重要的定理
通信原理重要的定理1. 傅里叶分析定理傅里叶分析定理是通信领域中非常重要的一条定理，它的目的是将一个时域上的信号转化为频域上的信号。
如果一个函数是周期函数，那么它可以展开成一组三角函数的线性组合的形式。
我们将这些三角函数的系数称为信号在该频率分量上的幅度。
这个公式可以非常方便的用基于FFT的数字信号处理器进行实现。
2. 费马原理费马原理是物理光学的基本原理之一，也是无线电通信领域中非常重要的一条定理。
费马原理指出，在光学系统中，光线沿着最短的路径传播。
在通信领域，费马原理的含义是：电磁波在传输过程中，应当采用一条最短的路径。
此原理被用来优化雷达、毫米波和光纤通信系统的布局。
3. 高斯定理高斯定理也是通信领域中非常重要的一条定理。
这个定理指出，如果有一个完美的均匀无限大的平面波，那么在任何距离向前传播时，它都能保持相同的强度和频率。
高斯定理被用于微波通信发射和接收系统的设计和分析。
4. 周期定理周期定理是通信领域中非常常见的一条定理。
这个定理指出，如果一个信号是周期性的，那么它的傅里叶变换只包含离散的频率。
周期定理通常被用于数字信号处理的过滤器系统中。
5. 海森伯不确定原理海森伯不确定原理是通信领域中非常重要的一条定理。
该原理指出，我们无法完全测量一个量子系统的同时位置和动量。
在通信领域中，海森伯不确定原理被用来说明存在一定的信号量和发射环境的不确定性，所以安全通信应当建立在密码学的基础之上。
6. 欧拉公式欧拉公式是通信领域中广泛使用的一条数学公式。
该公式总结了三个重要的数学常数：自然常数e、圆周率pi、和虚数单位i之间的关系。
在通信领域中，欧拉公式被用于数字调制、解调器，以及其他非线性系统中。
贝叶斯定理是通信领域中非常重要的一条定理，它告诉我们如何在一个已知的事件上，通过一些新的证据来更新我们对事件的信念。
在通信领域中，贝叶斯定理被应用于无线电通信的频谱监测、信道估计、检测和跟踪等问题。
8. 奈奎斯特采样定理奈奎斯特采样定理也是通信领域中非常重要的一条定理。
通信原理大纲
通信原理大纲一、通信原理这门课是啥呢？通信原理啊，就像是一座连接信息发送者和接收者的大桥。
这门课超级有趣，也很重要哦。
它主要就是研究信息传输的原理，比如说怎么把声音、图像这些信息从一个地方准确地送到另一个地方。
二、这门课都讲些啥具体内容呢？1. 信号与系统信号可是通信里的主角呢。
像我们平常打电话，声音变成电信号，这就是一种信号啦。
信号有很多种类，比如模拟信号和数字信号。
模拟信号就像我们以前用的那种长长的磁带，它是连续变化的；数字信号呢，就像现在的MP3音乐文件，是离散的。
系统呢，就是对信号进行处理的东西，像手机里的电路就是一个系统，可以对信号进行放大、滤波等操作。
2. 信道信道就像是信号走的道路。
它有有线信道，像电话线；还有无线信道，就像我们手机用的无线电波的通道。
信道可没那么简单，它会有噪声干扰信号，就像路上有小石子会影响汽车行驶一样。
噪声会让信号变模糊，所以我们要想办法克服它。
3. 模拟调制模拟调制就是把我们要传输的信号加载到载波上。
比如说调幅（AM），就像把声音信号叠加到一个高频载波上，这样信号就能传得更远啦。
还有调频（FM）和调相（PM），它们各有各的特点，调频的抗干扰能力比较强呢。
4. 数字调制数字调制和模拟调制类似，不过是对数字信号进行操作。
像幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK），这些都是数字调制的方式。
数字调制在现代通信里用得超级多，因为数字信号处理起来更方便，也更容易抗干扰。
5. 编码编码就是把信息按照一定的规则变成代码。
比如说我们发信息时的汉字变成数字代码，这样方便在通信系统里传输。
编码还有纠错功能呢，如果信号在传输过程中出了点小差错，编码可以发现并且纠正它，就像给信息穿上了一层保护衣。
6. 同步同步可是通信里的关键环节。
发送端和接收端要保持同步，就像两个人跳舞要节奏一致一样。
如果不同步，那信号就乱套了，接收端就没办法正确地还原出原来的信息啦。
三、为啥要学通信原理呢？通信可是现代社会的基石啊。
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
通信无线通信原理(知识点)
通信无线通信原理（知识点）无线通信是指通过无线传输介质，如电磁波、红外线等，进行信息传递和交流的一种通信方式。
它在现代社会中广泛应用于手机通讯、无线网络、卫星通信、遥感等领域，并成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将介绍通信无线通信的原理及相关知识点。
一、通信无线通信的原理1. 电磁波传播原理通信无线通信主要依靠电磁波进行信号的传输。
电磁波是由电场和磁场通过空间传播而形成的波动现象，它可以沿直线传播，不需要介质。
在通信中，我们常用的无线电波、微波、红外线等都是电磁波的一种。
2. 调制与解调原理为了将信号传输到接收端，我们需要将信息信号调制到载波上。
调制是指通过改变载波的某些特性，将信息信号转化为调制信号，以便在传输中进行传递。
常见的调制方式包括调频调制（FM）、调幅调制（AM）等。
在接收端，我们需要对接收到的调制信号进行解调，以还原原始的信息信号。
解调是调制的逆过程，通过特定的解调器将调制信号转化为信息信号。
常见的解调方式包括频率解调、幅度解调等。
3. 天线原理天线是无线通信系统中重要的组成部分，它主要用于将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波。
在发送端，天线将电信号转化为电磁波进行传播；在接收端，天线将接收到的电磁波转化为电信号进行处理。
不同类型的通信系统使用不同类型的天线，如手机天线、卫星天线等。
二、通信无线通信的知识点1. 频率和波长频率是指单位时间内波动振动的次数，用赫兹（Hz）表示。
在通信中，我们常用的频率单位有千兆赫（GHz）、兆赫（MHz）、千赫（kHz）等。
波长是指电磁波在传播过程中一个完整周期所占据的空间距离，它与频率成反比。
波长的单位通常用米（m）表示。
2. 常见的通信制式通信系统中常见的通信制式包括模拟通信和数字通信。
模拟通信是指将原始信号进行采样和量化后，通过调制技术转化为调制信号进行传输。
数字通信则是将原始信号进行数字化处理，通过编码和解码技术进行传输。
通信原理知识点归纳总结
通信原理知识点归纳总结一、基本概念1. 通信：信息的传递和交流。
通信系统是指将信息从一个地方传递到另一个地方的系统。
通信系统由信源、传输系统、接收系统组成。
2. 信号：携带信息的载体。
可以是声音、图像、文字等形式。
信号可以是模拟信号或数字信号。
3. 模拟信号：信号的取值连续变化，可以对应于连续的时间或空间。
例如声音信号、光信号等。
4. 数字信号：信号的取值离散变化，用一组离散的数值表示。
例如二进制信号、数字化声音信号等。
5. 噪声：通信过程中产生的干扰信号。
噪声会降低通信系统的性能。
二、信号基本处理1. 信号调制：将基带信号调制成为带通信号。
调制的目的是使得信号能够在传输过程中传输更远、更快、更准确。
2. 调制方法：AM调制、FM调制、PM调制、OFDM调制、QAM调制等。
3. 调制技术：基带调制、带通调制、数字调制等。
4. 信号解调：将带通信号解调成为基带信号。
解调的目的是使得接收端能够恢复原始的信息。
5. 解调方法：AM解调、FM解调、PM解调、OFDM解调、QAM解调等。
6. 解调技术：功率谱密度估计、相位估计、频率估计等。
三、调制解调原理1. AM调制原理：将音频信号和载波信号进行非线性调制。
2. AM解调原理：利用包络检波、同步检波、相干检波等方式进行解调。
3. FM调制原理：通过改变载波信号的频率来传输信息。
4. FM解调原理：通过频率变化的方式来提取信号信息。
5. PM调制原理：通过改变相位角来传输信息。
6. PM解调原理：通过相位检测和同步解调来提取信息。
四、传输介质1. 有线传输介质：包括电缆、光纤等。
2. 无线传输介质：包括电波、微波、红外线、激光等。
3. 传输介质的选择主要受到传输距离、传输速率、成本和环境条件等影响。
五、通信技术1. 电信技术：通过电信设备传输信息，包括电话、传真等。
2. 网络技术：通过计算机网络进行信息交流，包括互联网、局域网、广域网等。
3. 无线通信技术：包括蜂窝通信、卫星通信、移动通信等。
《通信原理》 教案
《通信原理》教案一、教案概述1. 课程名称：通信原理2. 课时安排：共计32课时3. 教学目标：让学生了解通信系统的基本概念、原理和组成使学生掌握信号传输、调制解调、信道编码等关键技术培养学生运用通信原理解决实际问题的能力二、教学内容1. 通信系统的基本概念通信系统的定义、分类和性能指标模拟通信系统和数字通信系统的优缺点2. 信号传输与衰减信号的分类和传输方式信号衰减的原因及其克服方法3. 调制解调技术调制的作用和分类常见调制解调方法及其原理4. 信道编码与误码控制信道编码的目的和原理常见信道编码技术及其性能比较5. 通信系统的性能评估通信系统性能评估指标误码率、信噪比、传输速率等概念三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解通信原理2. 案例分析法：分析实际通信系统案例，使学生了解通信原理在实际应用中的作用3. 实验法：安排实验室实践，让学生动手操作，加深对通信原理的理解4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力四、教学准备1. 教材：选用权威、实用的通信原理教材2. 课件：制作精美、清晰的课件，辅助教学3. 实验设备：准备通信原理实验设备，为学生提供实践机会4. 网络资源：搜集相关视频、论文等资料，丰富教学内容五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的课堂表现、作业完成情况2. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和分析问题能力3. 期末考试：设置理论考试，检验学生对通信原理知识的掌握程度六、教学活动安排1. 第1-4课时：通信系统的基本概念2. 第5-8课时：信号传输与衰减3. 第9-12课时：调制解调技术4. 第13-16课时：信道编码与误码控制5. 第17-20课时：通信系统的性能评估七、教学策略1. 针对不同学生的认知水平，采用分层教学法，满足不同层次学生的学习需求2. 利用多媒体课件和网络资源，增强课堂教学的趣味性和生动性3. 注重理论与实践相结合，通过实验和案例分析，提高学生的实际操作能力4. 鼓励学生提问和发表见解，培养学生的独立思考能力八、教学难点与解决方法1. 教学难点：调制解调技术、信道编码与误码控制2. 解决方法：通过具体案例分析，让学生深入了解调制解调过程；采用图示、动画等方式，形象地展示信道编码与误码控制原理；安排实验室实践，让学生亲自动手操作，加深对难点知识的理解。
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一、判断题（共2道小题，共10.0分） SDH/PDH/SONET测试仪不可用于SONET网络的研发 正确 错误
知识点: 实验3：通信测试仪表
学生答案: [B;]
得分: [5] 试题分值: 5.0 提示:
误码率测试仪用于信道误码性能测试及分析 正确 错误
知识点: 实验3：通信测试仪表
学生答案: [A;]
得分: [5] 试题分值: 5.0 提示: 二、单项选择题（共2道小题，共10.0分）
线缆/传输测试仪用于 输入信号的频谱特性 测量设备的噪声特性 查找线路中的短路和断线点
知识点: 实验3：通信测试仪表
学生答案: [C;] 得分: [5] 试题分值: 5.0 提示:
下列哪项不属于线路测试仪的应用范围 跟踪隐藏在墙壁中的线路 信道误码性能的测试 定位电缆中的断裂点和短路
知识点: 实验3：通信测试仪表
学生答案: [B;]
得分: [5] 试题分值: 5.0 提示:
(错误)A律13折线编码器和解码器均要进行7/11变换。 正确 错误
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [A;] 标准答案: B;
得分: [0] 试题分值: 2.0 提示:
A律13折线编码器编码位数越大越好。 正确 错误
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示: 抽样时不满足抽样定理会产生量化误差。 正确 错误
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
DPCM的传输质量不如ADPCM。 正确 错误
知识点: 第三节自适应差值脉冲编码调制
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
子带编码方式称为频域编码。 正确 错误
知识点: 第四节子带编码
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示: 二、单项选择题（共5道小题，共10.0分） 下列编码方法中属于波形编码的是 PCM ADPCM 子带编码 PCM和ADPCM
知识点: 第一节语声信号数字化编码的基本概念
学生答案: [D;] 标准答案: D;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
非均匀量化的特点是 大、小信号的量化误差相同 量化误差>△/2 大信号的量化误差小、小信号的量化误差大 小信号的量化误差小、大信号的量化误差大
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [D;] 标准答案: D;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
PCM通信系统实现非均匀量化的方法目前一般采用 模拟压扩法 直接非均匀编解码法 自适应法 非自适应法
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [2] 试题分2.0 值: 提示:
解决均匀量化小信号的量化信噪比低的最好方法是 增加量化级数 增大信号功率 采用非均匀量化 以上都不是
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [C;] 标准答案: C;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
(错误) 均匀量化误差emax(指绝对值)为 =△/2 >△/2 <△/2 有时是 =△/2，有时是>△/2
知识点: 第二节脉冲编码调制
学生答案: [A;] 标准答案: D;
得分: [0] 试题分值: 2.0 提示:
一、判断题（共3道小题，共6.0分） 数字通信系统只需做到位同步和帧同步，便可保证通信的正常进行。 正确 错误 知识点: 第二节PCM30/32路系统
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
CCITT的G.732建议规定后方保护计数n=2。 正确 错误
知识点: 第二节PCM30/32路系统
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
PCM30/32路系统中时钟频率数值上与其数码率相同。 正确 错误
知识点: 第二节PCM30/32路系统
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示: 二、单项选择题（共2道小题，共4.0分）
PCM30／32路定时系统中路脉冲的重复频率为 2048kHz 16kHz 8kHz 32kHz
知识点: 第二节PCM30/32路系统
学生答案: [C;] 标准答案: C;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
后方保护的前提状态（即后方保护之前系统所处状态）是 同步状态 捕捉状态 失步状态 后方保护
知识点: 第二节PCM30/32路系统
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [2] 试题分值: 2.0 提示:
一、判断题（共5道小题，共50.0分） 码速调整之后各基群的速率为2112kbit/s。 正确 错误
知识点: 平时作业3
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示: PCM二次群帧同步码的码位为10位。 正确 错误
知识点: 平时作业3
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
同步复接绝对优于异步复接。 正确 错误
知识点: 平时作业3
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
北美和日本的准同步数字体系也不完全一样。 正确 错误
知识点: 平时作业3
学生答案: [A;] 标准答案: A;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
(错误)数字复接时不同步的后果是产生误码增殖。 正确 错误 知识点: 平时作业3
学生答案: [] 标准答案: B;
得分: [0] 试题分值: 10.0 提示: 二、单项选择题（共5道小题，共50.0分）
数字通信系统（传送话音信号）误码率应低于
知识点: 平时作业3
学生答案: [B;] 标准答案: B;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
PCM二次群的接口码型为 HDB3码 AMI码 CMI码 A或C
知识点: 平时作业3
学生答案: [A;] 标准答案: A; 得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
PCM异步复接二次群的帧长度为 256bit 820bit 212bit 848bit
知识点: 平时作业3
学生答案: [D;] 标准答案: D;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
异步复接二次群一帧中的码速调整用的插入码有 4bit 12bit 0～4bit 28bit
知识点: 平时作业3
学生答案: [C;] 标准答案: C;
得分: [10] 试题分值: 10.0 提示:
PDH采用的数字复接方法一般为 同步复接、按位复接 同步复接、按字复接 异步复接、按位复接 异步复接、按字复接
知识点: 平时作业3