2022天津大学研究生通信原理考试大纲

2024-06-27

2022天津大学研究生通信原理考试大纲（精选8篇）

篇1：2022天津大学研究生通信原理考试大纲

天津大学全国统考硕士生入学考试业务课程大纲

课程编号：814

课程名称：通信原理

一、考试的总体要求

通信原理属于电子信息技术类专业的一门重要的基础理论课程。因此要求考生必须较好地掌握通信系统的基本原理，基本性能和基本的分析方法；并应了解通信网的基本概念。能够运用数学的方法分析通信系统中各种调制、解调原理，掌握有关编码和解码的原理和方法，能够对各系统进行抗噪声性能分析。能够应用所学知识，对目前通信领域的一些实际问题进行分析研究，并能根据要求设计出性能指标较高的适用的通信系统，掌握对一般通信网的理论分析方法。了解通信的发展动态。主要考核考生对基本知识和基本技能的掌握程度，了解考生在通信领域中分析问题和解决问题的能力。

二、考试的内容及比例

1．通信的基本概念：定义，系统模型，信息的度量、性能分析。(占

5%)

2．信道特性：恒参和变参信道，随机信号分析、信道中的加性噪声，信道容量公式。(占10%)

3．模拟通信系统：调制的概念和调制的分类、幅度调制和角度调制的时域和频域分析，产生和解调方法，带宽和功率的计算，噪声性能分析。频分复用。(占15%)

4．信源编码：抽样定理；PCM和ΔM的编译码原理，噪声性能分析；PCM和ΔM的改进型；时分复用。(占15%)

5．数字信号的基带传输：常用码型，数字基带信号的功率谱、基带传输特性，无码间串扰，奈奎斯特准则，眼图和均衡，部分响应技术。(占10%)

6．数字信号的载波传输：二进制数字调制和解调方法，性能分析。多进制数字调制的基本原理，产生和解调方法。各种数字调制的带宽计算。二进制和四进制数字调相的波形分析。最佳接收基本概念、最大输出信噪比准则和匹配滤波器的概念。(占10%)

7，现代数字调制技术；MSK、QAM、π／4-QPSK、OQPSK，扩频通信等的基本原理，调制和解调方法。码分多址的基本概念。(占5%)

8．同步原理：载波同步、位同步、帧同步及网同步的基本原理和实现方法。(占10%)

9．信道编码：有扰离散信道的编码定理，最小码距与检错、纠错的关系，差错控制技术，几种常用的检错码，掌握线性分组码、循环码的编译码原理，了解卷积码的基本概念。(占15%)

10．通信网概论：通信网的基本概念，数字通信网和ISDN的基本概念，复接技术和交换的基本原理。了解移动通信、光通信的基本知识及发展动态。(占5%)

三、试卷类型及比例

1．基本知识；填空、选择题（占40％）；

2．基本技能：计算、作图，设计和证明（占60％）；

3．课程内容大致比例：模拟通信占30％，数字通信占70％。

四．考试形式及时间

考试形式为笔试，考试时间为三小时（满分为150分）

篇2：2022天津大学研究生通信原理考试大纲

第1章绪论

1、掌握模拟通信系统和数字通信系统模型及其优缺点；

2、掌握通信系统按调制方式的分类，常用的调制方式；

3、掌握通信系统的主要性能指标，信息速率和码元速率。

第4章信道

1、掌握信道的数学模型及其分类；

2、掌握信道三要素及其之间的关系；

3、掌握连续信道容量的计算、分析及其证明。

第5章模拟调制系统

1、掌握幅度调制（DSB,AM,SSB,VSB）的原理及抗噪声性能；

2、掌握相干解调和非相干解调的原理以及实现；

3、掌握角度调制（PM,FM）的原理及相关参数的求解。

第6章数字基带传输系统

1、掌握几种基本的数字基带信号、波形及其分析；、2、掌握数字基带信号码型变换、波形图及其数字基带信号频谱特性分析；

3、掌握数字基带传输系统，码间串扰的产生机理，消除码间串扰的基本原理；

4、掌握数字基带传输系统无码间干扰时传输的码元速率和频带利用率分析。

第7章数字带通传输系统

1、掌握二进制数字调制的基本方式及特点；

2、掌握二进制数字调制信号的时域与频域特性（表达式，带宽，图形）；

3、掌握二进制数字传输系统的实现方法（收与发）（方框图，各点时间波形）；

4、二进制数字传输系系统的性能分析（误码率，信号功率）。

第9章模拟信号的数字传输

1、低通信号抽样定理带通信号抽样定理、自然抽样与平顶抽样；

2、掌握量化的定义、均匀量化、非均匀量化、A律13折线、PCM调制原理；

3、掌握时分复用。

第10章数字信号的最佳接收

1、掌握数字信号的最佳接收准则；

2、掌握匹配滤波器的传输特性、冲激响应、输出、最大输出信噪比；

3、掌握二进制相关器形式和匹配滤波器形式的最佳接收机的框图及实现最佳接收机中各点的波形；

4、掌握理想信道下最佳基带传输系统对收/发滤波器的要求；

5、掌握实际接收机与最佳接收机的性能差异。

第11章差错控制编码

1、掌握纠错编码的原理以及性能；

2、掌握线性分组码编译码原理；

3、掌握循环码编译码原理。

第13章同步原理

1、掌握同步类型；

2、掌握载波同步分类、原理及方法；

篇3：通信原理教学改革研究

关键词：通信原理,仿真,教学改革

通信原理是通信、电子类本科生的主要专业基础课。本课程主要研究现代各种模拟通信、数字通信的基本原理、方法以及各种系统的传输性能。通过本课程的学习使学生掌握信息传输的基本理论,熟悉通信的基本学习方法,建立通信系统的概念并了解提高通信系统性能的基本技术措施,在本科教学中占有重要地位。该课程内容丰富、概念抽象、原理复杂、理论性强。为了提高通信原理课程的教学质量,改进教学效果,提高学生分析问题和解决实际问题的能力,培养适应现代科学技术发展的高质量人才,近几年来我们从通信原理课程的教材选用、教学内容、教学手段和教学实验等方面进行了一些改革和探索。

一、研究内容

1. 精选主辅学习教材,精心安排教学内容(1)认真选择教材,主辅教材有机结合

要做好通信原理课程教学工作,首先要解决好教材的选择问题。教材的质量直接影响到教学的效果和学生的学习兴趣。目前国内高校同类专业除了采用自编教材以外,使用较多的一本是国防科技大学出版社出版的《通信原理》(第6版,作者:樊昌信),以及清华大学曹志刚编写的《现代通信原理》,前者更注重通信原理基本概念和理论分析,后者在基本原理的基础上更多关注相关部分的电路实现。根据学生专业特点和课时分配,我们采用了前者。同时为了拓展学生的学习兴趣和对相关知识点的学习深度,我们推荐了参考性教材,为学生课下学习提供便利,真正做到主辅教材的有机结合。为了从教学内容上实现与国内外高等教育的接轨,课程组还参考了一些国外的经典教材如:《Digital Communications》(作者Dr.KAMIio Fe Her),《Communication System》(第四版,作者:Simon Haykin)等,并作为教师参考书,课程组还积极参加一些国内教学交流,使课程教学紧跟时代步伐。

(2)针对专业特点,精心选择讲课内容

通信原理课程要求学生掌握通信系统的基本原理,尤其是数字通信系统的原理,理解通信系统的基本概念和通信过程中所涉及的调制解调、波形成型、最佳接收和信道编码等基本思想,使学生具有深入研究和掌握现代通信技术的能力,为下一步学习其他通信类课程奠定基础。为了达到这个要求,应以数字通信为重点,突出讲授数字通信内容:在对二进制振幅、频移和相移键控原理等基础性内容讲授清晰的基础上,对多进制数字调制和QAM,OFDM新的数字载波调制技术也进行介绍,使学生了解现代调制技术的最新进展。为了提高学生的学习兴趣,授课过程中会穿插通信产业的最新进展和目前比较前沿的通信系统如第三代移动通信系统,使理论和实际能够有机结合。

2. 教学方法的改革

(1)灵活运用教学方法

课堂教学应从传统的单一化、灌输式的教学方式转化为启发式、探究式的教学方式,充分利用多媒体教学的优势,培养学生独立学习能力和学习兴趣。教学环节避免照本宣科,可以结合通信系统的仿真,将一些抽象的概念能够比较具体地呈现在学生面前,通过相关参数的修改查看通信系统对信号产生的影响,从而加深学生对相关概念的理解并进一步提高学生的学习兴致。讲授过程中可以充分利用比喻等各种手段,如讲述“信道”时,让学生想象一下“高速公路”,这样能让学生更好地理解信道容量的概念也容易理解信道复用的概念。在理论教学的同时,适当举例在现实的应用,可以加深学生对知识的理解和巩固,如在讲述M S K调制的时候,就可以跟学生解释,目前的GSM手机用的就是改进的MSK调制GMSK。

(2)现代化教学手段提高教学质量

在课堂教学中使用现代化的教学手段,通过文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体对通信原理内容进行有机的整合和生动的表达,给教学注入生动翔实的内容和丰富的信息量,以充分适应通信原理课程前后概念与内容相互交错的复杂需要。多媒体教学扩大了课堂教学的信息量,有利于提高课堂效率,促进了教师表达方式的多样性。不但增强了课堂教学内容的生动性与形象性,而且增强了教学过程中的互动性,有利于知识的获取与保持。达到直观、省时、高效的目的,有利于更深入地向学生讲授理论实质,并可活跃课堂气氛。

3. 加强实验教学,提高实验水平

通信原理实验课程主要根据通信原理课程的教学而开设的;通过实验的开设可以加强理论课程的学习,加深学生对本课程中的基本理论知识及基本概念的理解,提高学生学习兴趣,提高学生理论联系实际的能力。

为了培养创新素质、创新意识和创新能力,培养具有扎实基础和较强动手能力的高素质人才,必须对实验教学模式进行全方位的改革。具体来说,就是合理配置演示性、验证性和设计性、综合性实验,充分利用仿真实验的便利条件,弥补实验设备的不足。

为了达到充分发挥实验教学的作用,将实验教学进行延伸和课堂教学进一步融合,通信原理课程组综合利用Matlab,System View和通信原理试验箱等对实验课程内容进行了重新规划,将部分仿真类实验带入课堂,加强课堂教学的效果,在课堂仿真类实验的基础上,在硬件实验上增加设计类实验和综合类实验的比重,在实验过程中,让学生重点理解相关硬件电路的构成和实现方法。例如调制解调电路的构成,同步电路的构成以及系统性能的影响因素。

二、结束语

现代通信包括传输、复用、交换的网络等4大技术。通信原理课程是一门理论性与实践性都很强的专业基础课,主要介绍传输及复用技术。如何做到在教学内容上与实际的通信系统相结合;使教学内容具有实用性和先进性,教学方法灵活有效,在教学模式上力求把“以教为主”的教学模式转变为“以学为主”的教学模式;对课堂教学内容和实验内容进行融合,充分发挥实践教学在整个教学体系中的作用。在实践环节的教学上,重视学生主动性,创造性。遵循教学规律,不断改革创新,进一步提高教学质量。同时由于现代通信技术的迅猛发展,任课教师必须不断加强专业学习,才能使课堂教学内容和通信发展的最新技术相结合,才能进一步提高学生的学习兴趣,也才能更好地做好通信原理课程的教学工作,与时代科技发展相适应。

参考文献

[1]吴韶波,刘刚.通信原理课程教学与实验改革.科技咨询导报[J].2007,18:193～193

[2]雍玲,雷菁,黄英.通信原理课程教学改革初探[J].高等教育研究学报,2006,29(2):50～52

[3]刘玉珍,杨会玉,林森,等.通信原理课程教学模式研究[J].信息技术,2009,12:169～170

[4]王瑞.浅谈独立院校通信原理教学改革[J].黑龙江科技信息,2009,36:278

[5]刘小群,周云波.EDA技术在通信原理实验中的应用[J].科技广场,2009,9:141～142

篇4：2022天津大学研究生通信原理考试大纲

关键词通信原理 MATLAB 超外差接收机建模仿真

中图分类号：G424 文献标识码：A

1 通信原理的课程特点

在通信工程、电子信息技术等专业中，“通信原理”是其中一门非常重要的专业课课程，各个高等院校对该课程都安排了相应的配套实验箱，开展了二进制PSK、PCM等简单的课程实验，验证课程的理论结果。这些通信原理的实验教学内容缺乏新意，实验手段陈旧落后，学生只是为了完成实验而做实验，不会主动思考通信理论的真正物理含义，教学实验的效果不理想。

“通信原理”①主要分为两大部分：模拟通信和数字通信。而模拟幅度调制是最基础的无线电远距离传输技术。本文结合频分复用和超外差接收机系统的建模和仿真，研究MATLAB在通信原理课程教学实验中的应用。

2 MATLAB基本功能及其在通信中的应用

MATLAB是由美国的MathWorks公司推出的一种科学计算和工程仿真软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的科学计算、结果可视化和编程集中在一个易于操作的环境中，并提供大量的内置函数，具有强大的矩形计算和绘图功能，适用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。目前，在世界范围内被科研工作者、工程技术人员和院校师生广泛应用。

MATLAB工具软件可以帮助学生掌握通信的基本原理及分析方法，提高相应的运算能力和动手能力。通过调整教学实验的内容，使得学生在建立概念的同时，能够给出定量和定性的分析，最终将理论和实践联系起来。

另外，MATLAB为用户提供了专业的通信工具箱，②用于设计和分析通信系统物理层的算法。工具箱包括100多个MATLAB函数可用于通信算法的开发、系统分析及设计。通信工具箱能完成以下任务：信源编码及量化；高斯白噪声信道模型；差错控制编码；调制和解调；发送和接收滤波器；基带和调制信道模型；多址接入，CDMA、FDMA和TDMA；比较系统误码率的图形用户界面；用于通信信号可视化的图形分析和绘制，包括眼图、星座表和格型；信道的可视化工具。

3 基于MATLAB的通信原理实验教学举例

本小节通过实验教学举例来展示用MATLAB进行通信系统建模的仿真方法。③

3.1模拟通信系统的建模

對一台超外差式中波收音机进行建模，仿真其信号处理过程，其中以不同载波频率同时传输两路不同的调幅信号，以对频分复用方式进行模拟。接收机可通过设置不同的本机振荡频率来选择接收其中某一路信号。调幅中波接收机的接收频率段为550～1605kHz，中频为465kHz，其通信系统模型建模如图1所示。

本模型将两个调幅发射机封装为子系统模型，载波分别为1000kHz和1200kHz，被调基带信号分别为1000kHz的正弦波和500kHz的方波，幅度为0.3V。

3.2 模拟通信系统的仿真

为了模拟接收机距离不同引起的传输衰减，分别以Gain1、Gain2模块对传输信号进行衰减，最后在信道中加入白噪声并送入接收机。本仿真的接收机模型中没有设计输入选频滤波器和高频放大器，天线接收信号直接送入混频器进行混频。混频所使用的本机振荡信号由压控振荡器产生，其振荡频率始终比接收信号频率高一个中频频率，这样，接收信号与本机振荡在混频器Product模块中进行相乘运算后，其差频信号成分的频率就是中频频率，通过中频带通滤波器Analog Filter Design1选出，然后由中频放大器Gain进行中频放大。放大后的中频信号再次经过Analog Filter Design2进行中频滤波后送入包络检波器解调，并通过低通滤波器滤除中频分量。Gain3模块用来模拟接收机中的基带信号放大功能，示波器用来对比观察解调前后的信号。中频滤波器设置为2阶带通滤波器，中心频率为设计中频465kHz，带宽为12kHz。检波后的低通滤波器可设置为1阶的，截止频率为6kHz。压控振荡器的中心频率设置为中频465kHz，压控灵敏度设置为1kHz/V，这样压控振荡器输出频率将等于中频频率值与压控端输入值之和（单位是kHz）。例如，当压控输入值为1000时，压控振荡器将输出1465kHz频率的正弦波，这样刚好接收载波频率为1000Hz的调幅信号。所以，压控输入端的值就是接收机所要接收的信号频率。模型中用Slider Gain作为滑块增益调整，在仿真中双击该模块可“实时”地调整设置的接收频率，以观察接收机输出变化。

图2给出了示波器显示的对两发射信号的接收仿真波形，其中信道噪声方差设置为0.01，仿真步进为6.23e-8s。接收机对任何信号的传输增益都保持不变，而信道对1200kHz电台的衰减较少，所以其解调幅度相应也较高。

注意，调幅解调输出信号的平均值（即直流分量）大小与接收信号的强弱成比例，即可以用调幅解调输出信号的直流分量来衡量接收信号的强弱。

4 结束语

本文利用MATLAB对通信系统进行分析和设计，通过仿真实验阐明基本概念，强调理论联系实际。通过计算机作为辅助教学实验工具，改进了教学方法，让学生不局限于试验箱的硬件条件，拥有了更多的自主学习的空间，对通信原理的认知和理解有很好的促进和帮助。

注释

① 樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）.国防工业出版社（第6版），2008.

② 陈杰.MATLAB宝典（第3版）.电子工业出版社，2011.

篇5：2022天津大学研究生通信原理考试大纲

《通信系统原理及应用》课程入学考试大纲

一、参考书

主要参考书：

1、冯玉珉，郭宇春，《通信系统原理》，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2011年第2版；

2、蔡跃明，吴启晖等，《现代移动通信》，机械工业出版社，2009年第1版。

3、延凤平，裴丽，宁提纲，《光纤通信系统》，科学出版社出版，2008年第2版。

4、谢希仁，《计算机网络》，电子工业出版社，2008年第5版；

辅助参考书：冯玉珉，《通信系统原理学习指南》，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2006年6月修订版。

二、考试信息

1.课程性质：初试专业课

2.考试形式：笔试

3．考试分数：150分

4.考试时间：3小时

5.试题类型：以理论分析推导、计算题和论述题为主。

三、考试内容和要求

根据《通信系统原理》教学大纲的要求，考生要完整掌握通信系统基础理论知识，如通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能；掌握模拟信号数字化技术的基础理论；要能够重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码；并从最佳接收观点掌握统计通信理论的基础知识和当前通信系统建模和优化的思维方法；了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。在应用层面，重点掌握光通信和光网络主要技术及其应用；无线移动通信主要基础理论和相关知识知识；计算机网络的基础理论和应用。

考试内容如下：

1、系统概述

通信系统的组成：基本概念、框图

通信系统的质量指标：有效性、可靠性

通信信道：分类、常用信道特征

2、信号与噪声分析

随机变量：统计特性和数字特征

随机过程：随机过程的概念、统计特性、数字特征；平稳随机过程的概念、数字特征、各态历经性、功率谱；随机过程通过线性系统的传输特性

噪声分析：高斯噪声、白噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声、余弦信号加窄带高斯噪声

3、模拟调制系统

线性调制系统：各种线性调制的时、频域表达式、系统框图、功率和带宽计算、解调及噪声性能分析、信噪比增益比较、希氏变换

非线性调制系统：角度调制的概念及一般表达式、单音调角、FM 信号的频谱特征、有关参数的分析、解调及噪声性能分析、FM 门限效应

4、模拟信号数字化

线性 PCM 概念：取样定理、PCM 编码，解码原理、基本参数

量化噪声分析：量化噪声功率、量化信噪比计算

线性 PCM 系统中的误码噪声：信道噪声和量化噪声对信噪比的影响对数压扩PCM： A 律 13 折线 PCM 编解码方法

多路复用和传码率：多路复用的概念、各种情况传码率计算方法

增量调制：实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算

预测编码：DPCM、ADPCM基本概念

5、数字信号基带传输

数字基带信号码型：常见码型及其特点

数字基带信号功率谱：功率谱特征、带宽的取决条件

基带传输系统组成及符号间干扰：符号间干扰的概念、产生的原因、对通信质量的影响

基带数字信号的波形形成和 Nyquist 准则：形成无符号间干扰的基带波形的条件、Nyquist 第一准则；互补滚降特性、升余弦频谱的特点；奈氏带宽、奈氏间隔、传输速率、传输带宽的计算

基带传输的误码率分析：误码率的分析方法、最佳判决门限及其确定条件部分响应系统：第一类、第四类部分响应系统的实现原理、系统框图、编码和接收判决方法

信道均衡：均衡的概念和基本原理

6、数字信号的频带传输

二元数字调制：信号的时域表达式、波形和功率谱特点、发送和接收原理、系统框图、误码率分析方法、频带利用率的分析

四元数字调制：信号的时域表达式、波形和功率谱特点、发送和接收原理、系统框图、误码率分析方法、频带利用率的分析

多元数字调制：系统框图、频带利用率的分析

现代调制技术：QAM、CPFSK 和 MSK原理和基本性能分析

7、数字信号的最佳接收

最佳接收准则：最大输出信噪比准则、最小均方误差准则、最大后验概率（最大似然）准则

利用匹配滤波器的最佳接收：匹配滤波器的概念、设计、输出信号波形、匹配滤波器的实现、特点

相关法最佳接收：匹配滤波器接收与相关法接收的原理及相互等效性最佳接收误码率分析：基带、频带数字信号最佳接收的误码率分析

8、信道编码

差错控制基本原理：差错控制编码分类、特点，错误概率的计算、汉明距离、汉明距离与纠检错能力的关系，简单的差错控制编码

线性分组码：线性分组码（n , k）码的结构特点与编码原理、监督方程组、一致监督（校验）矩阵、生成矩阵、纠检错能力、伴随式解码、对偶码、汉明码、完备码

循环码：循环码特点、码多项式、生成多项式、生成矩阵，循环码的编码、解码方法

卷积码：卷积码概念、简单卷积码基本原理, 数学描述,图示法, 编码、解码方法

9、光纤通信

1）光纤通信概论

光通信系统的组成：基本概念、框图。

光纤通信系统的特点。

2）光纤的基本特性

光纤的基本结构、传光原理、不同种类及特性。

光纤制造技术，光缆基本结构及特性。

对称和非对称一维平面光波导的基本结构及其导光原理。

阶跃折射率光纤的矢量模分析及弱导近似条件下的线偏振模分析，特征方程及其截止特性。

弱导近似下矢量模的简并性及其与线偏振模的关系。

光纤的单模工作条件，普通单模光纤的基本物理结构及基模场分布、功率限制因子、截止波长和模场直径。

3）光纤的传输特性

损耗：损耗的成因，损耗的表示方法，典型的损耗曲线。

色散：光纤色散的概念、各种成因，对光纤中信号传输的影响及减小光纤色散的基本途径。单模光纤的色散、数学表述及其物理意义。

非线性：光纤中的光学非线性概念、形成机理及对光纤中信号传输的影响。受激非弹性散射的起因、分类及特点。

10、无线通信

1）移动通信信道

电波传播：电波传播方式与电波传播损耗

2）组网技术

移动通信网：移动通信网的概念、移动环境下的干扰

组网技术：区域覆盖和信道配置、提高蜂窝系统容量的方法

3）多址接入技术

多址接入：多址接入的主要方式与系统容量的计算

11、计算机网络

1）计算机网络概述

计算机网络的组成，性能和体系结构

2）物理层

计算机网络物理层的服务，功能以及信道复用技术

3）数据链路层

计算机网络数据链路层的服务，功能以及高速以太网技术

4）网络层

计算机网络网络层的服务和功能，IP地址和IP路由协议。

具体要求如下：

1、基本概念和基本理论：理解和掌握通信系统的组成、质量指标、信道分类和信道特征。熟练掌握随机变量和随机过程的概念、统计特性、数字特征、通过线性系统的传输特性以及平稳随机过程的概念、数字特征、各态历经性和功率谱，并可以对各类噪声进行分析。

2、模拟调制系统和模拟信号数字化：掌握线性调制系统和非线性调制系统的基本理论和分析方法。

3、模拟信号数字化：掌握线性 PCM 概念、量化噪声分析方法、线性 PCM 系统中的误码噪声、对数压扩PCM，理解和掌握多路复用概念和传码率的计算方法，熟练掌握增量调制的实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算，了解DPCM、ADPCM预测编码的基本概念。

4、数字信号的基带与频带传输：掌握数字基带信号的常见码型和功率谱、基带传输系统组成及符号间干扰、基带数字信号的波形形成和 Nyquist 准则、基带传输的误码率分析、第一类、第四类部分响应系统以及信道均衡的基本知识和分析计算方法。并掌握好二元与四元数字调制、多元数字调制以及QAM、CPFSK 和 MSK现代调制技术的原理与性能分析。

5、数字信号的最佳接收

掌握最佳接收准则，并可以利用匹配滤波器进行最佳接收分析以及最佳接收误码率分析。

6、信道编码：掌握差错控制基本原理，对线性分组码和循环码能够进行分析，了解卷积码的概念、基本原理以及编、解码方法。

7、光纤通信：了解光通信和光网络技术的历史、现状和未来发展方向及其对通信技术发展的巨大推动作用。掌握应用电磁理论对光波导和一般光学介质系统的光传输特性进行分析与研究的理论体系和一般方法。深入理解和掌握光纤的损耗、色散和非线性等光学特性的物理起源和理论分析方法及其对光纤传输系统的影响。能够灵活应用所学知识分析和解决具体的光纤技术问题。

8、无线通信：掌握电波传播的主要方式和损耗特性；多径衰落信道的分类以及基于典型电波传播损耗预测模型的路径损耗计算；了解移动环境下干扰的主要形式；能够配置小区和信道；掌握主要多址接入方式的原理，能够对主要多址接入方式移动通信系统的容量进行计算。

9、计算机网络：了解计算机网络的发展过程和基本组成，掌握计算机网络的体系结构和各层的服务和功能；掌握IP地址组成和IP路由协议。

北京交通大学电子信息工程学院

篇6：通信原理大纲

一、概述

 调制：使调制信号f(t)控制载波信号的某一个（或几个）参数，使这些参数随f(t)的规律变化。

 载波可以是正弦波或脉冲。前者称为连续波调制。已调信号表示为

(t)= A(t)cos(0(t)+(t)) 对A(t)、0和(t)的调制称为调幅、调频和调相。调频和调相统称角度调制。 当上述的f(t)为数字信号时，称为数字信号的模拟调制。 信号调制的目的：

 提高频率，易于辐射：辐射天线通常需要大于信号波长的1/10（如1/4波长）。如果频率太低，将无法提供合适的天线；  改变信号带宽，与信道特性匹配；  实现信道复用；  实现频率分配；

 改善系统性能：如宽带调制具有较强的抗干扰能力。

二、幅度调制（AM）1．定义及模型

 调幅指用调制信号f(t)控制载波C(t)的振幅，使已调波的包络按照f(t)的规律先行变化的过程。

设载波为 C(t)= A0 cos(0t+0)则已调信号为 AM(t)= [A0 + f(t)]cos(0t+0) AM的数学模型：

设 f(t) F()，由傅里叶变换（过程略）得

ej0ej0AM()[2A0(0)F(0)][2A0(0)F(0)]22 是冲激函数：(x)dx1,(x)0当x0

 当初始相位 =0时，AM()A0[(0)(0)][F(0)F(0)]

 图例：f(t)的波形及波谱；A0+f(t)的波形及波谱；载波cos(0t)的波形及波谱；

12已调波形 AM(t)的波形及波谱。2．若干要点：

(1)调幅过程使原始信号f(t)的频谱F()搬移了0，且调制频谱中包含了载频分量

A0[(0)(0)]

和边带分量1[F(0)F(0)] 两部分。2(2)AM波的幅度谱|()|是对称的。>0和<-0部分称为上边带，-0<<0部分称为下边带。

(3)AM波占用的带宽是消息带宽Wm的2倍，即2Wm。(4)为使AM不失真，还必须：

(a)| f(t)|MAXA0以确保A0+ f(t)0，否则上下包络线交叉部分相位反转，出现过调制。(b)0>>Wm，Wm为f(t)的消息带宽。否则AM()的两个下边带交叉，包络失真。

3．例：正弦调制。

设f(t)为正弦信号f(t)= Am cos(mt+m)，则已调信号

AM(t)= [A0 + f(t)]cos(0t+0)

= [A0 + Am cos(mt+m)]cos(0t+0)= A0 [1+ AM cos(mt+m)]cos(0t+0)其中 AM = Am /A0 称为调制度或调制指数。为避免过调制，必须AM 1。f(t)的等价频谱为（由傅里叶变换得到，过程略）

F()Am[(m)ejm(m)ejm

代入

ej0ej0AM()[2A0(0)F(0)][2A0(0)F(0)]22 得

AM()A0[(0)ej(0)ej]Am[(0m)ej(0m)ej]ej

00mm02Am[(0m)ejm(0m)ejm]ej02简化起见，设 0 = m = 0，AM(t)和AM()如图所示。载频0，上边频 (0+m)，下边频 (0-m)。总平均功率

2PAMAM(t){[A0f(t)]cos(0t0)}2Acos(0t0)f(t)cos(0t0)2A0f(t)cos(0t0)第1项：为

12A0 220222

1第2项：考虑到 cos2(0t0)[1cos2(0t0)]

21而 cos2(0t0)0故第2项为f(t)2

2第3项：若中没有直流分量，f(t)0 故 PAM记 PA01f(t)2。22A01（载波功率），Pff(t)2（边带功率），则 22PAMPcPf

4．AM的调制效率

 定义：已调波的效率 AMPfPAMf2(t)Af(t)202

 对正弦调制f(t)= Am cos(mt+m)，11212f(t)2Amcos2(mtm)Am 22412Am2AM4故 AM 212122AMA0Am24Pf1当调制度 =100%时，最大可能效率 AM(33.3%)

3三、抑制载波双边带调幅（DSB）

 AM调制效率低下是其主要缺点，其中不带有用信息的载波消耗了大半功率。

考察 AM(t)= [A0 + f(t)]cos(0t+0)若能让 A0 = 0，载波功率将被完全抑制，AM1。

ej0ej0F(0)]此时：DSB(t)= f(t)cos(0t+0)，DSB()F(0)] 221若令 0 = 0，得 DSB(t)= f(t)cos0t，DSB()[F(0)F(0)]

2图例：f(t)的波形及频谱；载波cos0t的波形及频谱；抑制后的已调波DSB(t)的波形及频谱。

四、角度调制

 使载波相位角受调制信号的控制产生变化的过程称为角度调制。角度调制过程中，载波的振幅始终保持不变。

 角度调制分为相位调制（PM）和频率调制（FM）。调频用于广播、遥感等领域，PM主要用于PSK等间接应用。

 与AM相比，FM抗干扰性强，电声指标高，发射机效率高，但设备成本较为昂贵。

 角调波可定义为具有恒定振幅A和瞬时相角的正弦波 (t)= Acos[(t)]。

其中(t)为时间函数，(t)和 (t)有下列关系：(t)1．调相波

 若角调波的瞬时相位角(t)与调制信号f(t)呈线性关系，则称之为调相波（PM波）。此时：

PM(t)= 0t+ 0 +Kp f(t)其中，0载频固定频率；

0载频起始相位角；

Kp比例常数（调制常数），描述调制器的灵敏度，单位弧度/伏特； Kp f(t)瞬时相位偏移，最大值记为PM(t)= Kp| f(t)|MAX

 调相波的瞬时角频率 PM(t)dPM(t)df(t)0Kp dtdtd(t)dt故调相波的表达式为 PM(t)= Acos(0t+0 +Kp f(t)) 若f(t)为单频信号（单音调制）f(t)= Am cosmt，则

PM(t)= Acos(0t+0 +Kp Am cosmt)= Acos(0t+0 +PM cosmt)称PM=Kp Am为调相指数。对单音调制，显然有PM(t)= PM。 注意到PM只取决于调制信号f(t)的幅度，与载波频率无关。2．调频波

 若角调波的瞬时频率(t)与调制信号f(t)呈线性关系，则称之为调频波（FM波）。此时：

(t)= 0+ Kf f(t)其中，0载频固定频率；

0载频起始相位角；

Kf比例常数（调制常数），描述调频器的灵敏度，单位弧度/伏特秒； Kf f(t)瞬时频率偏移，最大值记为： = Kf| f(t)|MAX

 由于 (t)(t)dt0t0Kff(t)dt

FM波的表达式 FM(t)Acos(0t0Kff(t)dt) 若f(t)为单频信号（单音调制）f(t)= Am cosmt，则

FM(t)Acos(0t0KfAmmsinmt)

Acos(0t0FMsinmt)称FMKfAmm为调频指数。

对单音调制， = AmKf，故 FM3．PM和FM的转换关系

m

 考察 PM(t)= Acos(0t+0 +Kp f(t))

（I）

和 FM(t)Acos(0t0Kff(t)dt)

（II）将 g1(t)f(t)dt)作为调制信号代入（II）式得

(t)Acos(0t0Kfg1(t))

是关于信号g1(t)的调相波。将g2(t)df(t)作为调制信号代入（I）式得 dt(t)Acos(0t0Kpg2(t)dt)

是关于信号g2(t)的调频波。

 因此，将经过积分器的结果进行调相，可以获得对的调频信号； 4．窄带调频（NBFM） 由FM(t)Acos(0t0Kff(t)dt)知，调频波的最大相位偏移

FMKf|f(t)dt|MAX

当 FM<<1时，有cos1，sin 展开（II）式：

FM(t)Acos(0t0Kff(t)dt)Acos(0t0)cosKff(t)dtAsin(0t0)sinKff(t)dt Acos(0t0)AKff(t)dtsin(0t0)称为窄带调频NBFM。FM 的取值可以是0.2、0.5、/6 等。 当的频谱范围为Wm时，NBFM的频宽为2Wm，类似于AM。5．宽带调频（WBFM）

 在单音调制情况下，设f(t)= Am cosmt，则

FM(t)Acos(0tFMsinmt)A[cos0tcos(FMsinmt)sin0tsin(FMsinmt)]...(傅里叶展开)AJn()cos[(0nmt)]n

(1)m(/2)2mnJn()(第二类n阶贝塞尔函数)m!(mn)!m0作傅里叶变换得FM()AJn()[(0nm)(0nm)]

n 可见，WBFM的频谱包含了载频分量以及无穷多个边频分量。边频对称分布在载频两侧，频率间隔m。 图例。

 若将FM信号的有效频谱取到+1次边频，考虑到频率分布间隔为m以及上下边频，总带宽为

 WFM2(+1)m = 2(m + m) 又 m

1 故 WFM2(m)2(1)称为卡森准则。 当 <<1时，WFM2m，为NBFM；当 >>1时，WFM2，为WBFM。 讨论：在实际系统中采用更为宽松的公式 WFM2(+2m)。例如FM广播允许的最大频偏 f =75kHz，最高调制频率fm = 15kHz。则带宽

B=2(f +2 f m)= 210(kHz)实际采用了200kHz（0.2MHz）。

第三章信源编码

一、概述

 模拟信号的数字化：通过A/D转换，将原始的模拟信号转换为时间离散和值离散的数字信号。

 数字信号的压缩编码：降低信息冗余，提高传输效率。1．信源编码的数学模型

 信源可以用随机过程建模，随机过程的特性依赖于信源特性。2．信源编码的主要方法

 目的：减少信源输出符号序列中的信息冗余度，提高符号的平均信息量（信源熵）。

 过程：寻求对信源输出符号序列的压缩方法，同时确保能够无失真地恢复原来的符号序列。(1)匹配编码

 根据编码对象出现的概率分配不同长度的代码以保证总的译码长度最短。典型的算法是Huffman算法。

 概率分布可以有两种方法构造：采用先验的数学模型如正态分布、指数分布、拉普拉斯分布等；或根据实际情况统计得到。 匹配编码是信源编码中最重要的方法。(2)预测编码

 利用信号之间的相关性，预测未来信号的可能状态，对预测误差进行编码（如语音、图像等的传输）。(3)变换编码

 利用信号在不同函数空间分布规律的不同，选择合适的变换函数将信号从一种信号空间转换到另外一种更有利于压缩编码的信号空间中表示。常用的变换函数如离散傅里叶变换、Walsh变换、离散余弦变换等，在图像编码中得到应用。(4)识别编码

 分解文字、语言、图像的基本特征，与样本集作对照识别，选择失真最少的样本编码传送。3．编码定理

 定理（编码定理，Shannon 1948）：一个熵为H的信源，当信源速率为R时，只要R>H，就能以任意小的错误概率进行编码。反之，如果R

 定理并未给出编码算法以及如何达到预期的方法。

 可以证明，二进制Huffman编码的平均码长R=P(x)L(x)有

H(x)RH(x)+1 对长度为n的信源字符，有H(x)RH(x)+1/n 故当n足够大时，R可以任意接近信源熵。

4．信源编码与失真量

 模/数转换失真：是一类不可避免的失真。由于抽样值为模拟量，需要无穷多个比特来进行无失真描述，在实际系统中不可能实现。

 编码失真：建立信号x与其恢复信号x’之间的距离 d(x,x’)作为编码失真的度量。如海明距离、平方失真等等。

二、抽样定理

1．低通信号的抽样定理

 低通信号：信号频带在 0 ~ m之间，称为截止频率为m的低通信号。 定理：在m（角频率rad/s）以上没有频谱分量的低通带限信号，可由其在时间上间隔 Ts/m(s)的等间隔点上的取值唯一确定。（证略） 设 m = 2fm，fm为信号的最高频率，则 Ts12fm，或 s2m。Ts2 称为Nyquist速率。对应的最大抽样间隔TsTs1。抽样速率 m2fmfs 抽样的最小速率s2m称为Nyauist间隔。

 定理的意义：一个连续信号具有的无限个点的信号值，可由可数个点的信号值描述，从而可以实现数字化表示。 多路复用：将多个信号的抽样值在时间上相互穿插形成。

 实际系统中，采取fs(2.5~5.0)fm以避免失真。例如：语音信号带宽fm=3300Hz，通常采取的抽样频率为8kHz。 抽样和信号恢复的基本过程：

 假设：信号是严格带限的；抽样使用理想冲激序列；用理想低通滤波器复原信号。

 过程模型。fs(t)f(t)T(t)f(t)(tnTs)

n 误差分析：折叠误差；孔径效应。2．带通信号的抽样定理

 带通信号：信号频带在 L ~ m之间时称为带通信号，W=L ~ m为信号的通频带。

 可以将带通信号视为 0 ~ m的低通信号处理，但造成频谱浪费。 定理：上述带通信号的最低抽样速率为 s(min)2m，m1LL其中 m（证略）

mLW 通常有 2m2sL m1m 例：求载波群信号 312 ~ 552(kHz)的抽样速率。 解：B = 552-312 = 240(kHz)f312mL1.31 B240fs下限2fm552k(Hz)m1

2fL624k(Hz)m故

fs上限

三、脉幅调制（PAM）

 PAM以时间离散的脉冲序列作载波信号对f(t)进行调制。f(t)对载波（脉冲）的振幅产生影响。

 理想的脉冲序列是冲激序列，实际中难以实现。

四、脉冲编码调制（脉码调制PCM）

 PCM是一个A/D过程，用于将连续的模拟信号变换为数字信号。PCM过程先将连续的输入信号转换为在时间域和振幅域上都离散的量，再转换成数字编码进行传输。1．基本原理

 量化电平：将消息样本在振幅域上的变化范围划分为若干量化电平（分层）。每个样本的振幅值用“四舍五入”法近似为一个附近的量化电平值。分层越细，近似程度越高。

 抽样：按固定时间间隔测取信号样本的振幅值，并近似为一个在其附近的量化电平值。抽样越密，则可能的失真程度越低。

 编码：为量化电平设计一个编码方案。按照抽样时间序列获得的信号量化电平序列根据编码方案被转化为编码序列。获得的二进制编码序列称为信号的PCM波形（基带信号）。2．量化误差

 量化误差是PCM抽样量化的近似过程中产生的本原误差，在传输过程中无法消除。

 排除传输噪声和失真后，设 f’(t)= f(t)+ e(t)。e(t)是每次抽样量化产生的误差，称为量化误差或量化噪声。

 如将e(t)视为系统噪声，功率记为Nq，则输出信噪比

Sf2(t) 2NqPCMe(t)设量化为均匀量化，阶距=，则e(t)分布在 以认为量化噪声振幅在[之间。当<<|f(t)|MAX时，可2,]等概率分布，其分布密度 221(|e|)P(e)2

0 其他故e(t)的平均功率

Nq22212 ep(e)de2ede2122 直接的结论是：量化噪声功率与量化阶距的平方成正比。 例：单音调制f(t)= Am cosmt 设量化分层=N，则 故 AmN 222Am2Am N1N2AmN22信号平均功率 f(t) 28SN22/83222N 又 Nq，故输出信噪比 N/12212qPCM采用编码长度为n的二进制编码时，N=2n，代入上式得

S32n2 NqPCM2S310lg[22n]1.766n6n2 换算为dB值：2NqPCM/dB解释为：每增加一位编码长度，输出信噪比可以增加6dB。3．压扩技术

2 由Nq知，均匀量化时，量化噪声功率与量化电平无关。因此输出信噪12比在信号电平较低的情况下有可能达不到传输要求。

 改进：实现非均匀量化，建立量化阶距与信号电平的相关性，在信号低电平区间减小，反之，在信号高电平区间增大。(1)压扩器方法

 在发送端，信号经压缩器处理后再进行均匀量化；在接收端，译码后的信号经反向的扩张器扩张。 图例：压扩器特性曲线。 图例：压扩过程复原图解。(2)数字压扩技术 4．量化电平的编码方案(1)自然码

 译码过程简单，但相邻数的海明距离有大于1的情形。出现比特差错时将造成较大的电平误差。(2)格雷码

 也称单位距离码，任何相邻数的海明距离都是1。

 格雷码与自然码的转换关系：设格雷码为(bi)，自然码为(ai)，则

bn1an1biai1ai(0in2)(3)折叠码

5．逐次比较编译码法

，an1bn1aibi1bi2...bi(0in2)

 例：用天平和7个砝码称重，砝码重量分别为64g，32g，16g，8g，4g，2g，1g。被测物放一边，砝码放另外一边。按重量从大到小的顺序开始添加砝码，根据天平的倾斜情况决定当前的砝码是否保留在托盘上。比如被测物重81g时，将获得如下的试验结果：

81=641+320+161+80+40+20+11 从而获得7位二进制编码 1010001 若放弃1g的砝码，则可获得6位二进制编码，但误差加大了。

五、增量调制（M或DM或调制）1．预测编码

 根据过去的信号样值预测下一个样值，并且仅仅将预测值与现实样值（实测值）之差（预测误差）加以量化、编码后传输。

 若预测适当，可期望预测误差的幅度变化范围比信号自身的振幅变化范围下得多。故与一般PCM方法相比，传输预测误差所需比特数大大小于传输信号瞬时值的比特数。

 DM方法简单地将刚刚过去的信号样值作为预测值。2．调制

 调制是预测编码中最简单的一种。它将当前信号瞬时值f(t)与上一个抽样时刻的量化值fq(t-Ts)作比较，对差值的符号（正、负）编码，因此使用1bit的传输编码。差值为正时，fq(t)= fq(t-Ts)+ ，否则，fq(t)= fq(t-Ts)-。构造的fq(t)是一个阶梯函数。 图例。

 接受端收到一个1码时，将上一时刻的值升高一个量阶作为当前的译码输出；接收到一个0码时，动作相反。3．调制的量化误差

 调制的量化误差包括一般量化误差和斜率过载。

 一般量化误差（颗粒噪声）：由于电平量化的近似引起的误差。 斜率过载噪声：由于输入信号的斜率过大，调制过程跟踪不及产生。 图例。

 fq(t)的最大斜率 =

df(t)，为避免过载，必须。TSdtMAXTS 例：单音信号 f(t)= Asint，则

df(t)A。代入上式得：

dtMAXAfS 或 A ，其中f S为抽样频率，f为信号频率。TS2f结论：不发生斜率过载的临界过载电压与量阶和抽样频率fs成正比，与信号频率f成反比。

 当fs和一定时，随着f增大，允许的A将减小，不适合传输均匀频谱信号。 语音信号和单色电视信号的功率谱随频率平方增加下降，适用于调制。 将A2AfSff。由于A>>，为不致发生斜率过载，抽样写成 S2f频率fs要比信号频率f高很多。4．调制的量化信噪比

 在没有过载时，设量化误差e(t)在- ~ + 之间均匀分布，则其概率密度为

1(|e|)P(e)2

0 其他其平均功率即方差为

2Nqep(e)de

32

2功率在全频域均匀分布，功率谱近似为。

3fs接收端经过截止频率fm的低通滤波器后，噪声功率为 2fm Nq3fsA2 对单音信号，信号功率S。

22fs在临界过载条件下，A，代入上式得：S282ffs f2S此时，Nqfs3fs33220.042 ffmMAX8ffm可见，提高fs可明显提高信噪比。

S 讨论：若采用fs = 2f，且令f = fm，可求得：Nq32是很小的信噪比，MAX在大多数系统中不获支持。5．调制与PCM的比较

 抽样频率：PCM的fs根据抽样定理确定，一般情况下fs  2 fm；调制传送的是增量而非信号样值，抽样定理不成立，通常其fs要比PCM的大得多。 带宽：调制需要更大的带宽传送编码。

 量化信噪比：码元n=4~5时，PCM和调制的量化信噪比接近。n<4时，调制的量化信噪比较高；n>5时，PCM的量化信噪比较高。

 信道误码的影响：调制的一个码元代表一个量阶，一个误码只损失一个增量，故允许较高的信道误码率（10-3 ~ 10-4）；PCM要求较低的信道误码率（10-5 ~ 10-6）。

 设备：单路调制比PCM简单。

 应用：PCM用于语音还原性要求较高的场合；调制用在容量小，还原质量要求不高的场合。

篇7：通信原理教学大纲

（Principles of Communication）

(电子、通信专业适用)学时：64

学分：4

（授课：52学时，实验：12学时）

一、教育目标（性质与任务）

本课程是为电子信息工程专业和通信工程专业学生开设的一门通信主干课程。它既是通信专业知识的入门课又是重要的通信的专业基础课。本课程的主要任务是通过讲课、练习，使学生掌握通信原理的基础知识，掌握通信系统的一般问题的解决方法。

二、课程内容与基本要求通信系统概述

掌握通信系统的基本组成，通信系统分类及通信方式。掌握信息及其度量方法。掌握模拟和数字通信系统的主要性能指标。2 随机信号分析

理解随机过程的一般描述；掌握随机过程的数字特征；掌握维纳一欣钦定理，即平稳随机过程的相关函数与功率谱密度是傅立叶变换对；掌握高斯过程的数字特征以及一维密度函数；掌握窄带随机过程的包络和相位分别为瑞利分布和均匀分布；掌握正弦波如窄带随机过程的包络满足莱斯分布；掌握平稳随机过程通过线性系统还是平稳随机过程。3 信道

掌握信道定义、分类和信道数字模型。掌握恒参信道及随参信道的定义。了解分集接收方法。掌握数字信道和模拟信道的容量计算方法，尤其是要理解香农公式的含义及应用条件等。模拟调制系统

掌握幅度调制中AM、DSB、SSB和VSB的基本原理、调制与解调框图、数学描述、以及抗噪性能；掌握模拟调频的基本原理、调制与解调框图以及数学描述；掌握频分复用的概念；了解复合调制和多级调制。5 数字基带传输系统

掌握数字基带信号及其频谱特性；基带传输的常用码型；深入理解数字基带传输中码间干扰和噪声；熟练掌握无码间干扰的基带传输特性以及噪声对传输性能的影响；掌握改善传输性能的重要措施：部分响应系统和时域均衡。6 数字调制系统

掌握2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK数字调制的基本原理、调制和解调框图及系统的抗噪声性能并进行比较；掌握多进制数字调制系统中的QPSK、QDPSK和16QAM的基本原理及系统抗噪声性能。掌握改进的数字调制方式的MSK的基本原理及其特点，了解GMSK和时频调制的概念。模拟信号的数字传输

掌握低通信号和带通信号的抽样定理。掌握脉冲振幅调制中自然和平顶两种抽样方式。掌握模拟信号的均匀量化和非均匀量化的方法及其性能，尤其要掌握13折线A律法，了解15折线率法。掌握脉冲编码调制、增量调制和增量脉冲编码调制的基本原理、实现框图和性能。掌握时分复用的概念。8 数字信号的最佳接收

掌握数字信号接收的统计表述，最佳接收的准则，确知信号的最佳接收，实际接收机与最佳接收机的性能比较，匹配滤波器，基带系统的最佳化。9 差错控制编码

掌握纠错编码的基本原理，常用的简单编码，线性分组码，循环码，卷积码，编码调制。10 正交编码与伪随机序列

正交编码，伪随机序列及其应用。11 同步原理

掌握载波同步的方法及性能；掌握位同步的方法；掌握帧同步。

三、实践性教学环节

1．数学基带信号 2．数字调制

3．模拟锁相环与载波同步 4．数字解调

5．数字锁相环与位同步 6．帧同步

2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时

四、学时分配

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章实验总计

通信系统概述随机信号分析信道

模拟调制系统数字调制系统

模拟信号的数字传输数字基带传输系统数字信号最佳接收差错控制编码

正交编码、伪随机序列及其应用同步原理

4学时 8学时 6学时 10学时 10学时 8学时 6学时 8学时 8学时 4学时 4学时 12学时 88学时

五、考核要求

考核类型为考试，具体要求见考试大纲

六、必要说明

1．先修课程

高等数学、概率论、线性代数、信号与系统 2．教材

樊昌信主编《通信原理》国防工业出版社，2001年第五版曹志刚、钱亚生《现代通信原理》清华大学出版社，1992年

《通信原理》教学大纲

课程名称：通信原理(Communication Theory)

课程类别:专业基础课编号: 学时:54（3/周）编者姓名:康显桂、余丰人单位:电子系职称:讲师主审姓名: 单位:电子系职称: 授课对象:本科生专业: 通信工程年级:三年级上

电子信息科学与技术自动化

一、课程目的与教学基本要求

1．1．使学生掌握模拟通信、数字通信、信道编译码技术的基本原理，主要包括以下内容： ·AM、DSB、SSB、VSB、FM等模拟通信系统的组成、信息传输原理、抗噪性能。·脉冲编码调制及增量调制原理。

·数字基带系统及数字频带系统的组成、信息传输原理、抗噪性能。·数字信号的最佳接收及最佳数字通信系统。·频分复用及时分复用原理。·传输中的信道编译码技术基础

2．2．使学生初步掌握通信系统的设计方法、并为同步开设的通信原理实验打下理论基础。

二、课程内容（含学时分配）

第一章第一章

绪论（2学时）

1．1．主要内容

1-1模拟通信和数字通信的基本原理

1-2信息量，码元传输速率、信息传输速率以及两者之间的关系 1-3通信系统的可靠性和有效性的衡量标准 2．2．基本要求

·掌握模拟通信和数字通信的定义，了解它们的基本工作原理 ·了解通信系统的各种分类方法 ·掌握信息的含义及其度量方法 ·了解通信系统的主要性能指标

第二章第二章

信道（2学时）

1． 1．主要内容

2-1广义信道与狭义信道 2-2编码信道与调制信道

2-3恒参信道与随参信道以及它们对信号传输的影响 2-4抗衰落的方法

2-5各类噪声源，白噪声、窄带白噪声及噪声带宽 2-6连续信道的信道容量 2． 2．基本要求

·了解信道模型、分类

·掌握恒参信道特性及其对信号传输的影响 ·掌握随参信道特性及其对信号传输的影响 ·了解分集接收的作用 ·熟悉各种加性噪声 ·掌握连续信道信道容量的概念

第三章第三章

模拟调制系统（4学时）

1．主要内容

3-1 AM、DSB、SSB以及VSB系统组成，调制、解调原理 3-2各种线性调制信号的时域表达式、频谱和带宽

3-3 FM系统组成，FM信号的产生和解调原理，FM信号的时域表达式和带宽 3-4各种线性调制系统和调频系统的抗噪性能 3-5 FDM的概念 2．基本要求

·掌握AM、DSB、SSB、VSB信号的调制和解调原理

·掌握上述各信号的频谱、带宽以及AM、DSB、SSB信号的时域表达式 ·掌握FM信号的调制和解调原理以及时域表达式、频谱特点和带宽

·掌握AM系统、DSB系统、SSB系统以及FM系统的抗噪性能的分析方法及结论 ·掌握FDM概念和方法

第四章第四章

数字基带传输系统（12学时）

1．主要内容

4-1基带传输系统的组成

4-2常见数字基带信号、传输码型、频谱

4-3无码间串扰基带系统的时域条件和频域条件

4-4部分响应系统的频率特性、信息传输过程、优缺点 4-5无码间串扰二进制基带系统的抗噪性能 4-6眼图在工程上的作用

4-7时域均衡器的作用、结构、抽头增益的调整方法 2．基本要求

·掌握常见数字基带信号的波形特点及常用传输码型编码规律

·掌握各种相同波形二进制基带随机信号的频谱特点以及AMI和HDB3码的频谱特点 ·掌握数字基带系统的数学模型及无码间串扰条件的推导方法和结论 ·掌握部分响应系统的特点，实际部分响应系统的构成 ·掌握无码间串扰二进制系统抗噪性能的分析方法和结论 ·了解眼图的作用

·了解时域均衡器的作用、结构及抽头调整方法

第五章第五章

数字调制系统（8学时）

1．主要内容

5-1 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的波形、频谱 5-2 2ASK、2FSK、2DPSK系统的工作原理、抗噪性能 5-3 4PSK、4DPSK原理 5-4 MSK、QAM基本概念 2．基本要求

·掌握二进制数字调制信号的产生和解调方法、信号波形、频谱 ·掌握二进制数字调制系统的工作原理、抗噪性能的分析方法和结论 ·了解多进制数字调制系统的工作原理及特点 ·了解MSK工作原理及特点

第六章第六章

模拟信号的数字传输（8学时）

1．主要内容

6-1基带信号抽样定理、频带信号（已调信号）抽样定理，自然抽样、平顶抽样概念 6-2均匀量化、非均匀量化概念及其应用范围 6-3 A律13折线编码原理 6-4 ΔM原理

6-5 PCM、ΔM系统的噪声性能 6-6 TDM原理，PCM基群帧结构 2．基本要求 ·掌握抽样定理 ·掌握量化基本概念

·掌握PCM、ΔM基本概念，了解ADPCM、Δ-Σ及数字压扩自适应ΔM的基本概念 ·掌握TDM概念和方法、多路数字电话系统工作原理 ·了解数字电话高次群国际标准

第七章第七章

数字信号的最佳接收（6学时）

1．主要内容

7-1二进制确知信号的最佳接收──相关接收机、匹配滤波器接收机 7-2二进制确知信号最佳接收机的抗噪性能及其与实际接收机的比较 7-3最佳数字通信系统 2．基本要求

·了解最佳接收的概念和准则

·掌握二进制确知信号最佳接收机的构成及抗噪性能 ·了解最佳数字通信系统结构

第八章第八章

同步原理（6学时）

1．主要内容

8-1载波同步、位同步、帧同步基本概念

8-2载波同步、位同步的插入导频法和直接提取法，连贯插入式和间隔插入式帧同步码的识别 8-3载波同步的相位误差、建立时间、保持时间 8-4位同步的相位误差、建立时间、保持时间

8-5帧同步码的漏识别概率、假识别概率、识别时间、同步保护 2．基本要求

·掌握载波同步、位同步、帧同步的基本概念、基本方法和主要性能 ·了解帧同步保护的基本概念

第九章第九章信道编码（6学时）

1.主要内容 8-1基本概念 8-2线性分组码 8-3循环码 ·卷积码 2.基本要求

·了解信道编码的重要性，建立检错和纠错的基本概念 · 重点掌握线分组码和循环码的编码理论和方法。

四、使用说明现代通信包括传输、复用、交换及网络四大技术。本课程主要涉及传输、复用技术以及传输中的信道编译码技术基础。

五、主要参考书目

1．1．樊昌信，詹道庸．通信原理（第四版）．北京：国防工业出版社，1995年 2．2．曹志刚，钱亚生．现代通信原理．北京：清华大学出版社，1992年 3．3．张新政.现代通信系统原理.北京：电子工业出版社

篇8：2022天津大学研究生通信原理考试大纲

1.信息是客户事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态。

2.数据是信息的载体，是信息的表现形式。

3.信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。

4.通信系统主要由5个基本系统元件构成：信源、转换器、信道、反转换器、信宿。源系统将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号形式，通过信道传输到目的系统，目的系统再将信号反变换为具体的信息。

5.通过系统的传输的信号一般有模拟信号和数字信号两种表达方式：模拟信号是一个连续变化的物理量，即在时间特性上幅度(信号强度)的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示。数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示。

6.数据通信的技术指标：(1)信道带宽：是描述信道传输能力的技术指标，它的大小是由信道的物理特性决定的。信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带度。(2)数据传输速率：称为比特率，是指信道每秒钟所能传输的二进制比特数，记为bps，常见的单位有Kbps、Mpbs、Gbps等，数据传输速率的高低，由每位数据所占的时间决定，一位数据所占用的时间宽度越小，则传输速率越高。(3)信道的传输能力是有一定限制的，信道传输数据的速率的上限，称为信道容量，一般表示单位时间内最多可传输的二进制数据的位数。(4)波特率：是传输的信号值每秒钟变化的次数，如果被传输的信号周期为T，则波特率Rb=1/T。Rb称为波形速率或调制速率。(5)信道延迟=计算机的发送和接收处理时间+传输介质的延迟时间+发送设备和接收设备的响应时间+通信设备的转发和等待时间。(6)误码率：是指接收的错误码元数占传送总码元数的比例，即码元在传输系统中被传错的概率。

7.数据的传输方式有串行通信和并行通信两种，并行通信用于较低距离的数据传输，串行通信用于较远距离的数据传输。

8.通信线路的连接方式：点对点连接方式、多点连接方式。9.信道的通信方式：单工通信、半双工通信、全双工通信。10.信号的传输方式:基带传输、频带传输和宽带传输。11.常用的同步技术有两种:异步传输方式和同步传输方式。

12.通信系统的模型组成：信息源、发送设备、信道、接收设备、受信者和噪声源。13.信息源(简称信源)的作用是把各种消息转换成原始电信号。

14.发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此，发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。对于多路传输系统，发送设备还包括多路复用器。

15.信道是一种物理煤质，用来将来自发送设备的信号传送到接收端。

16.接收设备的功能是将信号放大和反变换(如译码、解调等)，其目的是从收到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。

17.受信者(简称信宿)是传送消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。

18.模拟通信系统：

20.信道：控制信道用于携带信令或同步数据，可分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道。

(1)广播信道(BCH)：包括BCCH、FCCH和SCH信道，它们携带的信息目标是小区内所有的手机，所以它们是单向的下行信道。

(2)公共控制信道(CCCH)：包括RACH、PCH、AGCH和CBCH，RACH是单向上行信道，其余均是单向下行信道。

(3)专用控制信道(DCCH)：包括SDCCH、SACCH、FACCH。