《通信原理》復(fù)習(xí)指導(dǎo)-Total

1、通信原理復(fù)習(xí)指導(dǎo)一、 課程概述：通信原理課程主要講述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本組成、基本性能指標(biāo)和基本分析方法，并以當(dāng)前廣泛應(yīng)用的通信系統(tǒng)和不斷發(fā)展的新技術(shù)為基本背景，在強(qiáng)調(diào)通信信號設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)表達(dá)和推導(dǎo)的同時(shí)，以各種調(diào)制技術(shù)的分析作為主線，緊緊圍繞通信系統(tǒng)的有效性和可靠性這對基本矛盾展開分析，對各種通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)與比較。 本課程的全部內(nèi)容主要包括四大部分，兼顧了模擬通信和數(shù)字通信兩大類型，尤為側(cè)重?cái)?shù)字通信。第一部分主要講授通信系統(tǒng)的基本模型、基本性能指標(biāo)和基本概念以及信息論初步理論、確定信號分析與隨機(jī)過程信號分析等基本理論；第二部分主要講授模擬通信系統(tǒng)的基本原理和基本性能指標(biāo)分析；第三部分

2、主要講授數(shù)字通信系統(tǒng)的基本原理、基本技術(shù)、基本性能指標(biāo)分析，包括模擬信號的數(shù)字化傳輸、數(shù)字信號基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字信號載波傳輸系統(tǒng)的基本理論，以及同步原理；第四部分主要講授差錯(cuò)控制方式及信道編碼理論、常見檢糾錯(cuò)碼、偽隨機(jī)碼等相關(guān)技術(shù)的基本概念與方法。 通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生基本掌握運(yùn)用確定信號分析理論以及隨機(jī)過程信號分析理論對具體通信系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性能分析的方法、典型通信系統(tǒng)的基本模型、通信系統(tǒng)的時(shí)頻域分析方法、通信系統(tǒng)中的信道編碼技術(shù)、檢糾錯(cuò)技術(shù)及同步原理等相關(guān)技術(shù)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其它相關(guān)專門通信專業(yè)知識打下初步的基礎(chǔ)；此外也為相應(yīng)的通信原理實(shí)驗(yàn)以及其它通信專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)奠定一定的理論分析基礎(chǔ)。

3、二、 各章基本要求及主要內(nèi)容第一章 緒論 本章要求掌握通信的一般系統(tǒng)模型、模擬通信的系統(tǒng)模型、數(shù)字通信的系統(tǒng)模型和通信網(wǎng)系統(tǒng)模型，包括其基本概念、主要特征；了解通信系統(tǒng)的一般分類方法和分類依據(jù)；要求掌握對通信系統(tǒng)進(jìn)行性能描述的主要性能指標(biāo)，以及其在不同通信類型中的具體表現(xiàn)形式。 主要內(nèi)容： 1、通信系統(tǒng)的基本概念 2、通信系統(tǒng)的一般模型及構(gòu)成 3、模擬通信系統(tǒng)組成模型及主要特征 4、數(shù)字通信系統(tǒng)組成模型及主要特征 5、通信網(wǎng)系統(tǒng)模型及構(gòu)成 6、通信系統(tǒng)的分類（1、按消息物理特征分類 （2、按調(diào)制方式分類 （3、按傳輸信號的特征分類 （4、按通信工作波段分類 （5、按信號傳輸媒質(zhì)分類 （6、按傳

4、送信號的復(fù)用方式分類 （7、按通信方式進(jìn)行分類 7、通信系統(tǒng)的性能度量：（1、通信系統(tǒng)質(zhì)量的主要性能指標(biāo) （2、模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的性能指標(biāo)（帶寬、信噪比） （3、數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的性能指標(biāo)（傳碼率和傳信率、誤碼率和誤信率）第二章 確定信號分析理論 本章要求簡單了解確定信號的分類；掌握周期信號的傅立葉級數(shù)分析、傅立葉變換、傅立葉變換的運(yùn)算特性、單位沖擊函數(shù)的傅立葉變換、功率信號的傅立葉變換、能量譜密度和功率譜密度、確定信號的相關(guān)函數(shù)、卷積運(yùn)算、確定信號通過線性系統(tǒng)；要求理解希爾伯特變換、解析信號及頻帶信號與帶通系統(tǒng)的相關(guān)概念及理論分析。主要內(nèi)容：1、 確定信號的分類（ 周期信號與非周期信號 /

5、能量信號與功率信號）2、 周期信號的傅立葉級數(shù)分析（三角形式/指數(shù)形式的傅立葉級數(shù)）3、 傅立葉變換（定義，傅立葉變換存在的充要條件）4、傅立葉變換的運(yùn)算特性（包括線性、對稱性、尺度變換性、時(shí)移性、頻移性、時(shí)域微分性、頻域微分性、時(shí)域積分性、時(shí)域卷積性、頻域卷積性、時(shí)域抽樣性、頻域抽樣性、相關(guān)運(yùn)算、自相關(guān)運(yùn)算）5、單位沖擊函數(shù)(t)的定義及主要性質(zhì)6、功率信號的傅立葉變換（1、常數(shù)A的傅立葉變換 （2、正弦、余弦信號的傅立葉變換 （3、周期信號的傅立葉變換 （4、符號函數(shù)的傅立葉變換 （5、單位階躍函數(shù)的傅立葉變換 （6、其它一些常見信號的傅立葉變換7、能量譜密度、功率譜密度、信號帶寬8、確定

6、信號的相關(guān)函數(shù)的定義、性質(zhì)；相關(guān)函數(shù)與能量（功率）譜密度的關(guān)系9、互能量譜密度和互功率譜密度10、卷積的定義及其運(yùn)算操作步驟；卷積的性質(zhì)、卷積定理、函數(shù)與單位沖擊函數(shù)的卷積11、信號不失真的條件12、線性系統(tǒng)的帶寬 13、低通濾波器與帶通濾波器14、希爾伯特變換的定義；頻域的變換及希爾伯特變換的性質(zhì)15、解析信號的定義、性質(zhì)、由實(shí)函數(shù)信號求其解析信號的方法、常見實(shí)信號的希爾伯特變換16、頻帶信號的定義及其表示法、帶通系統(tǒng)的定義、帶通系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng) 、頻帶信號通過帶通系統(tǒng)的響應(yīng)分析（借助解析信號理論）第三章 隨機(jī)過程信號分析理論 本章要求理解隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)（概率）特性、窄帶隨機(jī)過程、余弦波加

7、窄帶平穩(wěn)高斯隨機(jī)過程、循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程；要求熟練掌握高斯隨機(jī)過程（正態(tài)）、平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)、匹配濾波器及其在最佳數(shù)字基帶接收理論中的應(yīng)用。主要內(nèi)容： 1、隨機(jī)過程的分布函數(shù)和概率密度 2、隨機(jī)過程的數(shù)字特征 3、兩隨機(jī)過程的聯(lián)合分布函數(shù)和數(shù)字特征4、平穩(wěn)隨機(jī)過程（1、平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義 (2、嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過程的數(shù)字特征 （3、寬平穩(wěn)隨機(jī)過程（廣義平穩(wěn)） （4、聯(lián)合寬平穩(wěn)隨機(jī)過程 （5、平穩(wěn)隨機(jī)過程相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) （6、各態(tài)歷經(jīng)性（遍歷性） （7、平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度 （8、平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度與自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系（維納-辛欽定理） （9、平穩(wěn)隨機(jī)過程功率譜密度的性質(zhì)5、高斯隨機(jī)過程

8、（正態(tài)）的定義、性質(zhì)、一維正態(tài)分布及其特性6、平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng) （1、隨機(jī)過程輸出Y（t）的均值（統(tǒng)計(jì)平均） （2、隨機(jī)過程輸出Y（t）的自相關(guān)函數(shù) （3、X（t）輸入和Y（t）輸出的互相關(guān)函數(shù)與互功率譜密度 （4、輸出Y(t)的功率譜密度 （5、輸出Y(t)的概率密度7、窄帶隨機(jī)過程（1、窄帶隨機(jī)過程的定義 （2、窄帶隨機(jī)過程的表示式 （3、窄帶平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度 （4、Xc(t)、Xs(t)、(t)、(t)的概率密度 （5、窄帶平穩(wěn)高斯噪聲通過相干解調(diào)器 8、余弦波加窄帶平穩(wěn)高斯隨機(jī)過程的概率密度分布9、 匹配濾波器 （1、匹配濾波器的定義 （2、傳輸特性與單位沖

9、擊響應(yīng) 10、循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義及其統(tǒng)計(jì)特性第四章 信息論初步 本章要求掌握信息源的統(tǒng)計(jì)特性描述及信息的度量方法、信息源的信源熵計(jì)算、信道容量及香農(nóng)公式；要求理解條件熵、聯(lián)合熵、互信息及其相互關(guān)系；要求了解香農(nóng)關(guān)于無失真信息傳輸?shù)南嚓P(guān)結(jié)論、信源編碼理論的基本應(yīng)用及意義。 主要內(nèi)容1、信息源的統(tǒng)計(jì)特性描述2、離散信息源的信息度量3、連續(xù)信息源的信息度量 4、信息源的信源熵 5、條件熵、聯(lián)合熵及互信息 6、各類熵與互信息的相互關(guān)系7、有擾離散信道的信息傳輸(信道容量)8、有擾連續(xù)信道的信息傳輸(信道容量) 9、香農(nóng)公式（C.E Shannon）及其應(yīng)用10、香農(nóng)無失真信息傳輸結(jié)論 11、信源編

10、碼理論的基本應(yīng)用及意義第五章 信道與噪聲 本章要求了解通信信道的基本定義與分類方式，理解通信信道實(shí)例、信道的數(shù)學(xué)模型、分集接收原理、分集接收的具體實(shí)現(xiàn)方式、分集信號的合并方式，掌握恒參信道特性及其對信號傳輸?shù)挠绊?、隨參信道特性及其對信號傳輸?shù)挠绊?。主要?nèi)容：1、信道的定義（狹義信道、廣義信道） 2、信道的分類3、恒參信道含義及其實(shí)例 4、隨參信道含義及其實(shí)例5、連續(xù)調(diào)制信道模型及其特征 6、離散編碼信道模型及其特征7、恒參信道傳輸特性及其對信號傳輸?shù)挠绊?、隨參信道的數(shù)學(xué)模型分析 9、隨參信道對信號傳輸?shù)挠绊懸约半S參信道的衰落特性10、 分集接收技術(shù) （1、分集接收原理 （2、分集接收實(shí)現(xiàn)方式

11、 （3、分集信號合并方式11、 通信系統(tǒng)中的噪聲和干擾 、噪聲的來源及分類 12、通信系統(tǒng)中幾種常見噪聲形式及其特征（白噪聲、熱噪聲、高斯噪聲、高斯型白噪聲、窄帶高斯噪聲、帶通型噪聲） 13、等效噪聲帶寬 第六章 模擬線性幅度調(diào)制系統(tǒng) 本章要求掌握模擬幅度調(diào)制的基本概念、信號的時(shí)、頻域表示式、頻譜分析、調(diào)制原理、解調(diào)原理。其中重點(diǎn)掌握標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制（AM）、雙邊帶調(diào)幅（DSB）、單邊帶調(diào)幅（SSB），此外能夠正確理解殘留邊帶調(diào)幅（VSB），以及各類幅度調(diào)制在信道加性白高斯噪聲干擾下的抗噪聲性能分析。主要內(nèi)容：1、 標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制（AM）（1、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的時(shí)域表示 （2、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的頻域表示 （3、標(biāo)準(zhǔn)

12、調(diào)幅的調(diào)制過程 （4、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的功率分配及效率 （5、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的解調(diào) 2、 雙邊帶調(diào)幅（DSB）（1、雙邊帶調(diào)幅的時(shí)、頻域表示 （2、雙邊帶調(diào)幅的調(diào)制 （3、雙邊帶調(diào)幅的解調(diào) 3、 單邊帶調(diào)幅（SSB）（1、單邊帶調(diào)幅的時(shí)、頻域表示 （2、單邊帶調(diào)幅的調(diào)制 （3、單邊帶調(diào)幅的解調(diào) 4、 殘留邊帶調(diào)幅（VSB）（1、濾波法產(chǎn)生VSB信號 （2、相移法產(chǎn)生VSB信號 （3、殘留邊帶調(diào)幅的相干解調(diào) （4、插入載波的包絡(luò)檢波 5、 模擬線性幅度調(diào)制系統(tǒng)噪聲性能分析（1、調(diào)幅接收機(jī)模型 （2、相干解調(diào)的抗噪聲性能 （3、非相干解調(diào)的抗噪聲性能第七章 模擬非線性角度調(diào)制系統(tǒng) 本章要求掌握角度調(diào)制系統(tǒng)的基本

13、概念、信號的時(shí)、頻域表示式、頻譜分析、調(diào)制原理、解調(diào)原理，其中重點(diǎn)掌握角度調(diào)頻部分。此外能夠理解角度調(diào)制系統(tǒng)在信道加性白高斯噪聲干擾下的抗噪聲性能分析、門限效應(yīng)、預(yù)加重與去加重技術(shù)應(yīng)用主要內(nèi)容：1、相位調(diào)制 2、頻率調(diào)制 3、調(diào)相與調(diào)頻的關(guān)系 4、窄帶調(diào)頻的時(shí)頻域分析 5、窄帶調(diào)相的時(shí)頻域分析 6、 寬帶角度調(diào)頻系統(tǒng) (1、單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)頻信號的時(shí)頻域分析 (2、單頻調(diào)制時(shí)的頻帶寬度及卡森準(zhǔn)則 (3、單頻調(diào)制時(shí)的功率分配關(guān)系 (4、任意多頻調(diào)制時(shí)的寬帶調(diào)頻信號分析 7、 寬帶角度調(diào)相系統(tǒng)（1、單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)相信號的時(shí)頻域分析 （2、單頻調(diào)制時(shí)的頻帶寬度及卡森準(zhǔn)則 （3、單頻調(diào)制時(shí)的功率分配

14、關(guān)系 （4、任意多頻調(diào)制時(shí)的寬帶調(diào)相信號分析 8、 調(diào)頻信號的產(chǎn)生和解調(diào)9、 角度調(diào)制系統(tǒng)的噪聲性能分析 10、角度調(diào)制的門限效應(yīng) 11、預(yù)加重濾波及去加重濾波技術(shù)第八章 頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)及其應(yīng)用 本章要求掌握頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)的基本理論要點(diǎn)，同時(shí)要求了解其基本應(yīng)用實(shí)例、超外差接收機(jī)的基本工作原理。此外能夠理解通信系統(tǒng)中接收機(jī)的噪聲系數(shù)及等效噪聲溫度等參數(shù)的基本含義。主要內(nèi)容：1、 頻分多路復(fù)用（FDM）的產(chǎn)生背景 2、FDM的技術(shù)要點(diǎn) 3、 頻分多路復(fù)用技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，如立體聲調(diào)頻廣播（FM）、黑白（彩色）廣播電視 、閉路電視（CATV）廣播、通信衛(wèi)星中的頻分多址（FDMA

15、） 4、 超外差接收機(jī)的基本工作原理及其基本組成5、 接收機(jī)的噪聲系數(shù)及等效噪聲溫度第九章 模擬信號的數(shù)字化傳輸 本章要求掌握奈奎斯特抽樣定理以及脈沖編碼調(diào)制（PCM）、時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)的相關(guān)概念和理論；要求能夠正確理解脈沖振幅調(diào)制（PAM）、增量調(diào)制（M）以及差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）的相關(guān)技術(shù)理論，并了解其實(shí)際應(yīng)用。 主要內(nèi)容：1、低通抽樣定理（奈奎斯特抽樣定理）2、內(nèi)插公式 3、帶通抽樣定理4、理想抽樣 5、自然抽樣 6、平頂抽樣 7、脈沖振幅調(diào)制（PAM）的應(yīng)用8、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)原理 9、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)的主要制式及其應(yīng)用10、脈沖編碼調(diào)制（PCM）的基本原理

16、11、PCM的取樣過程 12、均勻量化和非線性量化 13、信號非線性壓擴(kuò)技術(shù)及A律13折線 14、PCM編碼原理和CCITT標(biāo)準(zhǔn)的PCM編碼規(guī)則15、簡單增量調(diào)制（M）工作原理 16、M的臨界過載條件 17、增量調(diào)制（M）性能分析18、差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）工作原理 19、預(yù)測器技術(shù) 20、差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）性能分析第十章 數(shù)字信號的基帶傳輸系統(tǒng) 本章要求掌握數(shù)字基帶信號波形及其功率譜密度分析，包括數(shù)字脈沖幅度調(diào)制（PAM）、常用數(shù)字PAM信號波形及碼型、數(shù)字PAM信號的功率譜密度計(jì)算、常用線路碼型；要求掌握通過加性白高斯噪聲信道傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號的接收、數(shù)字PAM信號通過限帶

17、基帶信道的傳輸、加性白高斯噪聲干擾下數(shù)字PAM信號通過理想限帶信道的最佳基帶傳輸；要求理解眼圖的基本概念、基本參數(shù)及其含義，并了解其實(shí)際應(yīng)用；要求了解信道均衡的基本原理、部分響應(yīng)系統(tǒng)的基本原理等相關(guān)內(nèi)容。主要內(nèi)容：1、數(shù)字基帶信號碼型和線路碼型的設(shè)計(jì)原則 2、數(shù)字基帶信號的常用碼型及其功率譜分析 3、常用線路碼型及其功率譜分析 4、通過加性白高斯噪聲信道傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號的接收（1、加性寬帶高斯白噪聲信道 （2、基于低通濾波的接收解調(diào)方案及其誤碼率分析 （3、基于匹配濾波器的最佳接收解調(diào)方案及其誤碼率分析 5、無碼間干擾基帶傳輸?shù)哪慰固販?zhǔn)則 6、升余弦濾波器性能分析及其應(yīng)用 7、加性白高斯噪

18、聲干擾下數(shù)字PAM信號通過理想限帶信道的最佳基帶傳輸條件8、眼圖的生成和眼圖主要參數(shù)及其含義9、 信道均衡的基本原理10、 部分響應(yīng)系統(tǒng)的基本原理11、第一類部分響應(yīng)系統(tǒng) 12、差錯(cuò)傳播 13、預(yù)編碼和相關(guān)編碼第十一章 數(shù)字信號的頻帶傳輸系統(tǒng) 本章要求掌握二進(jìn)制數(shù)字信號正弦型載波調(diào)制的相關(guān)技術(shù)，包括二進(jìn)制幅移鍵控ASK、二進(jìn)制頻移鍵控FSK、二進(jìn)制相移鍵控PSK、二進(jìn)制差分相移鍵控DPSK及其解調(diào)技術(shù)；要求理解四相移相鍵控（QPSK）、正交幅度調(diào)制（QAM）的基本工作原理；同時(shí)要求了解恒包絡(luò)連續(xù)相位調(diào)制的MSK（最小頻移鍵控）及GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）的工作原理。主要內(nèi)容：1、 幅移鍵

19、控（ASK）原理及其時(shí)頻域分析 2、 幅移鍵控（ASK）的解調(diào)與誤碼率分析 3、 頻移鍵控（FSK）原理及其時(shí)頻域分析 4、 頻移鍵控（FSK）的解調(diào)與誤碼率分析 5、 相移鍵控（PSK）原理、差分相移鍵控（DPSK）原理及其時(shí)頻域分析 6、 相移鍵控（PSK）、差分相移鍵控（DPSK）的解調(diào)與誤碼率分析7、四相相移鍵控調(diào)制（QPSK）原理 8、正交幅度調(diào)制（QAM）原理 9、恒包絡(luò)連續(xù)相位調(diào)制的MSK（最小頻移鍵控）原理 10、GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）原理第十二章 同步原理 本章要求理解載波同步、位同步、幀同步、網(wǎng)同步的基本概念、基本工作原理及其實(shí)現(xiàn)方案，了解其各自的性能參數(shù)。主要內(nèi)容：1、 載波同步（1、插入導(dǎo)頻法及正交載波（外同步法） （2、直接法（平方變換法、同相正交環(huán)法Costas環(huán)） （3、載波同步的性能參數(shù)分析2、 位同步（1、插入導(dǎo)頻法（外同步法） （2、直接法（濾波法，鎖相法） （3、位同步的性能參數(shù)分析3、幀同步（1、起止式同步法 （2、集中插入式同步法（巴克碼及其自