第1章緒論1、概念：信號(hào)區(qū)分、通信系統(tǒng)組成和分類、數(shù)字通信特點(diǎn)、通信方式、主要性能指標(biāo)等。2、計(jì)算：信息量、信源熵、總信息量計(jì)算；信息速率、碼元速率、頻帶利用率、誤碼率、誤信率計(jì)算。1第1頁(yè)模擬信號(hào)：代表消息信號(hào)參量取值連續(xù)(不可數(shù)、無(wú)窮多)數(shù)字信號(hào)：信號(hào)參量取值離散（可數(shù)、有限個(gè)）。區(qū)分模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)關(guān)鍵是看攜帶消息信號(hào)參量（如幅值、頻率、相位）取值是連續(xù)還是離散，而不是看時(shí)間。1）模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)區(qū)分2第2頁(yè)2）比特率和波特率區(qū)分比特率，即信息速率——每秒傳送平均信息量或比特?cái)?shù)，用符號(hào)Rb表示，它與碼元進(jìn)制數(shù)相關(guān)，單位為bit/s,簡(jiǎn)記為b/s波特率，即碼元速率——每秒傳送碼元個(gè)數(shù)，用符號(hào)RB表示，它與碼元進(jìn)制數(shù)無(wú)關(guān)，僅與碼元寬度相關(guān)，單位為波特（Baud），簡(jiǎn)記為B。如在運(yùn)輸中，波特類似轎車，比特類似乘客，一輛轎車可載運(yùn)一個(gè)或多個(gè)乘客。轎車輛數(shù)（而不是乘客人數(shù)）確定了交通情況，類似，波特?cái)?shù)（而不是比特?cái)?shù)）確定了所地求傳帶寬。所以波特率≤比特率。3第3頁(yè)Rb=RBlog2M，RB≤Rb，當(dāng)二進(jìn)制（M=2）時(shí)，Rb=RBRb一定時(shí)，增加進(jìn)制數(shù)M。能夠降低RB，從而減小信號(hào)帶寬，節(jié)約頻帶資源，提升系統(tǒng)頻帶利用率。RB一定時(shí)（即帶寬一定時(shí)），增加進(jìn)制數(shù)M，可增大Rb，從而在相同帶寬中傳輸更多信息量。從傳輸有效性考慮，多進(jìn)制比二進(jìn)制好，但從傳輸可靠性考慮，二進(jìn)制比多進(jìn)制好4第4頁(yè)第2章確知信號(hào)1、概念信號(hào)分類與特征；頻譜概率；周期信號(hào)頻譜Cn特點(diǎn)和意義；相關(guān)函數(shù)定義和性質(zhì)；δ(t)函數(shù)2、計(jì)算慣用信號(hào)（δ，方波、三角波、沖激函數(shù)序列）傅里葉變換；卷積定理；能量和功率計(jì)算；相關(guān)函數(shù)與譜密度互求。5第5頁(yè)1、信號(hào)類型區(qū)分與關(guān)系：全部周期信號(hào)（除s(t)≡0外）都是功率信號(hào)，而功率信號(hào)不一定都是周期信號(hào)；非周期信號(hào)能夠是能量信號(hào)，或功率信號(hào)，或既不是能量信號(hào)也不是功率信號(hào)（如tu(t)）；能量信號(hào)是連續(xù)時(shí)間有限非周期信號(hào)，而非周期信號(hào)不一定就是能量信號(hào)；一個(gè)信號(hào)不可能既是能量信號(hào)也是功率信號(hào)。第2章確知信號(hào)6第6頁(yè)傅里葉級(jí)數(shù)物理意義——頻譜在信號(hào)分析中，傅里葉級(jí)數(shù)能夠?qū)⒁粋€(gè)周期信號(hào)表示為各種頻率分量復(fù)指數(shù)或三角函數(shù)組合。把一個(gè)時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域表述，從而引出頻譜概念；揭示了周期信號(hào)實(shí)質(zhì)，即一個(gè)周期信號(hào)由不一樣頻率諧波分量所組成，當(dāng)信號(hào)被分解成各次諧波后，就能夠從頻域來分析問題，所以，傅里葉分析實(shí)質(zhì)上是一個(gè)頻域分析方法，信號(hào)頻域特征是信號(hào)內(nèi)在本質(zhì)，而信號(hào)時(shí)域波形只是信號(hào)外在形式。顯然從本質(zhì)上分析處理總是將會(huì)更深入，更全方面，也更直觀方便。第2章確知信號(hào)7第7頁(yè)周期信號(hào)頻譜特點(diǎn)：離散性：周期信號(hào)頻譜是以f0為間隔一系列譜線，其包絡(luò)形狀取決于一個(gè)周期內(nèi)波形頻譜形狀。諧波性：譜線只在信號(hào)基頻整數(shù)倍（nf0）上出現(xiàn)，稱為n次諧波；收斂性：各次諧波振幅盡管不一定隨諧波次數(shù)n增大作單調(diào)減?。赡苡衅鸱傏厔?shì)是下降。第2章確知信號(hào)8第8頁(yè)周期信號(hào)頻譜Cn意義:若已知信號(hào)頻譜(指數(shù)傅里葉級(jí)數(shù)系數(shù))Cn,則能夠重建周期信號(hào);由頻譜Cn可確定信號(hào)有效帶寬B(單位Hz)，信號(hào)有效帶寬B是指包含主要諧波分量頻率范圍。如周期矩形脈沖信號(hào)有效帶寬等于單個(gè)脈沖連續(xù)時(shí)間τ倒數(shù)，即B=1/τ；由頻譜Cn可確定周期信號(hào)s(t)平均功率，即

該式稱為周期信號(hào)巴塞伐爾定理。它表明周期信號(hào)平均功率完全能夠在頻域中用傅里葉系數(shù)Cn確定。第2章確知信號(hào)9第9頁(yè)對(duì)于實(shí)信號(hào)，有，則有

該式表明：周期信號(hào)平均功率等于信號(hào)所包含直流、基波以及各次諧波平均功率之和。引入沖激函數(shù)后，周期信號(hào)功率譜密度也能用Cn表示：周期信號(hào)頻譜Cn意義:第2章確知信號(hào)10第10頁(yè)單邊譜和雙邊譜概念：雙邊譜(分布在正負(fù)頻率范圍)含有數(shù)學(xué)上意義；單邊譜是指實(shí)際物理信號(hào)可測(cè)量頻譜。前者便于數(shù)學(xué)分析，后者便于試驗(yàn)測(cè)量。實(shí)能量信號(hào)和實(shí)功率信號(hào)頻譜有一個(gè)共同特征：即其負(fù)頻譜和正頻譜模是偶對(duì)稱，相位是奇對(duì)稱；注意：雙邊譜中負(fù)頻譜僅在數(shù)學(xué)上有意義，在物理上并不存在負(fù)頻率。信號(hào)有效帶寬是振幅頻譜中正頻率部分寬度，描述是實(shí)信號(hào)帶寬。第2章確知信號(hào)11第11頁(yè)能量信號(hào)頻譜密度s(f)和周期性功率信號(hào)頻譜Cn區(qū)分S(f)是連續(xù)頻譜，Cn是離散頻譜。S(f)單位是伏/赫(V/Hz)，Cn單位是伏(V).式物理意義是：能量信號(hào)能夠分解為無(wú)數(shù)個(gè)頻率為f，復(fù)振幅為s(f)df指數(shù)信號(hào)線性組合。式物理意義是周期信號(hào)能夠分解為諧波頻率為nf0，復(fù)振幅為Cn指數(shù)信號(hào)線性組合。第2章確知信號(hào)12第12頁(yè)第3章隨機(jī)過程1、概念隨機(jī)過程定義；狹義平穩(wěn)和廣義平穩(wěn)；各態(tài)歷經(jīng)含義與意義；高斯過程性質(zhì)；窄帶過程兩個(gè)結(jié)論；正弦波加窄帶高斯過程統(tǒng)計(jì)特征；功率譜密度意義；2、計(jì)算數(shù)字特征（均值、方差、相關(guān)函數(shù)）；一維概率密度函數(shù)和分布函數(shù)；平穩(wěn)過程自相關(guān)函數(shù)性質(zhì)；維納——辛欽定理;隨機(jī)過程總（平均）功率；平穩(wěn)過程、高斯過程、白噪聲經(jīng)過線性系統(tǒng)。13第13頁(yè)第3章隨機(jī)過程1、平穩(wěn)過程和各態(tài)歷經(jīng)性（1）怎樣判定一個(gè)隨機(jī)過程ξ(t)是否廣義平穩(wěn)？答：只需驗(yàn)證下式成立是否：含義：均值與t無(wú)關(guān)，相關(guān)函數(shù)僅與時(shí)間間隔τ相關(guān)。14第14頁(yè)（2）怎樣判定一個(gè)隨機(jī)過程ξ(t)是否各態(tài)歷經(jīng)？答：只需驗(yàn)證下式成立是否：含義：集平均（統(tǒng)計(jì)平均）=時(shí)間平均第3章隨機(jī)過程15第15頁(yè)2、平穩(wěn)過程幾個(gè)關(guān)系狹義平穩(wěn)廣義平穩(wěn)必未必各態(tài)歷經(jīng)過程平穩(wěn)過程必未必第3章隨機(jī)過程16第16頁(yè)3、各態(tài)歷經(jīng)性意義普通情況下，當(dāng)求解平穩(wěn)隨機(jī)過程ξ(t）統(tǒng)計(jì)特征(均值、自相關(guān)函數(shù)等數(shù)字特征)時(shí)，不但要知道ξ(t)一維和二維概率密度函數(shù)，而且預(yù)先要得到ξ(t)全體樣本函數(shù)，這實(shí)際上是極難辦到。假如一個(gè)平穩(wěn)過程含有各態(tài)歷經(jīng)性，就可用一個(gè)樣本“時(shí)間平均”來取代過程“統(tǒng)計(jì)平均”，即經(jīng)過一個(gè)樣本函數(shù)主可求得平穩(wěn)過程各數(shù)字特征量，從而使測(cè)量和計(jì)算問題大大簡(jiǎn)化。第3章隨機(jī)過程17第17頁(yè)4、自相關(guān)函數(shù)意義自相關(guān)函數(shù)可用來判定一個(gè)隨機(jī)過程是否廣義平穩(wěn)；自相關(guān)函數(shù)傅里葉變換是功率譜密度，這一對(duì)變換溝通了隨機(jī)過程時(shí)域和頻域關(guān)系，使我們更深入、更方便和更全方面了解隨機(jī)過程；由自相關(guān)函數(shù)可求得平穩(wěn)過程平均功率、直流功率和交流功率；由自相關(guān)函數(shù)可確定平穩(wěn)過程均值、方差等數(shù)字特征；另外，自相關(guān)函數(shù)意義還可在數(shù)字信號(hào)最正確接收、群同時(shí)等系統(tǒng)中表達(dá)出來。第3章隨機(jī)過程18第18頁(yè)5、隨機(jī)過程

(t)是否存在傅里葉變換？答：不存在。因任何隨機(jī)過程或隨機(jī)信號(hào)其時(shí)間波形沒有確定規(guī)律，即信號(hào)相關(guān)參量（振幅、極性、出現(xiàn)時(shí)間等）都是不可預(yù)測(cè)，所以無(wú)法求其傅里葉變換，也就是說隨機(jī)過程沒有確定頻譜密度。那么怎樣描述隨機(jī)過程頻譜特征呢？答：可用功率譜密度來描述隨機(jī)過程頻譜特征，這是因?yàn)椋?）隨機(jī)過程屬于功率信號(hào)而不屬于能量信號(hào)；2）任何平穩(wěn)隨機(jī)過程都存在自相關(guān)函數(shù)及其傅里葉變換——功率譜密度?？梢?，自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度是描述平穩(wěn)隨機(jī)過程兩個(gè)主要數(shù)字特征。第3章隨機(jī)過程19第19頁(yè)6、功率譜密度（PSD）意義可用來描述隨機(jī)過程頻域特征；可用來描述通信系統(tǒng)中濾波器及其它器件對(duì)信號(hào)與噪聲影響；PSD積分面積等于平穩(wěn)過程總功率；與相關(guān)函數(shù)組成一對(duì)傅里葉變換，從而建立頻域與時(shí)域之間聯(lián)絡(luò)。第3章隨機(jī)過程20第20頁(yè)7、功率譜密度（PSD）求法1）直接法：由PSD定義式求：式中：E[·]表示統(tǒng)計(jì)平均，F(xiàn)T(f)是fT(t)頻譜函數(shù)，fT(t)是f(t)截短函數(shù)，f(t)是隨機(jī)過程ξ(t)任一樣本(屬于功率型確定信號(hào))。2）間接法：先求自相關(guān)函數(shù)R(τ)，再求對(duì)應(yīng)傅里葉變換：第3章隨機(jī)過程21第21頁(yè)8、隨機(jī)過程ξ(t)（歸一化）平均功率幾個(gè)求法第3章隨機(jī)過程22第22頁(yè)獨(dú)立不相關(guān)必未必正交不相關(guān)必未必相關(guān)不獨(dú)立必未必相關(guān)不正交必未必9、獨(dú)立、相關(guān)和正交和關(guān)系：第3章隨機(jī)過程23第23頁(yè)通信原理第4章信道24第24頁(yè)1、概念信道分類和特征；恒參和隨參信道舉例；調(diào)制信道和編碼信道定義范圍和關(guān)系；恒參信道無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件，兩種線性失真及其影響；隨參信道3個(gè)特點(diǎn)，多徑傳輸及其影響；信道噪聲及其經(jīng)過帶通濾波器結(jié)果；香農(nóng)公式含義和結(jié)論2、計(jì)算信道容量計(jì)算25第25頁(yè)通信原理第5章模擬調(diào)制系統(tǒng)26第26頁(yè)1、概念： 調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)；門限效應(yīng)。AM、DSB、SSB、VSB和PM、FM基本概念、特點(diǎn)和應(yīng)用；產(chǎn)生與解調(diào)方法；AM、DSB波形和頻譜；VSB邊帶濾波特征；各種模擬調(diào)制系統(tǒng)比較；門限概念；頻分復(fù)用概念；2、計(jì)算：AM、DSB、SSB、FM、PM表示式、功率和帶寬計(jì)算；單音調(diào)頻調(diào)頻指數(shù)、相偏和頻偏；卡森公式；第5章模擬調(diào)制系統(tǒng)27第27頁(yè)調(diào)制信號(hào)－指來自信源基帶信號(hào)載波－未受調(diào)制周期性振蕩信號(hào)，它能夠是正弦波，也能夠是非正弦波。已調(diào)信號(hào)－載波受調(diào)制后稱為已調(diào)信號(hào)。28第28頁(yè)相干解調(diào)是否存在門限效應(yīng) 相干解調(diào)不存在門限效應(yīng)，原因是相干解調(diào)器由相乘器和低通濾波器組成，信號(hào)與噪聲分開處理，故不存在門限效應(yīng) 包絡(luò)檢波器由整流器和低通濾波器組成，信號(hào)與噪聲無(wú)法分開處理，當(dāng)（Si/Ni）低于一定數(shù)值時(shí)，解調(diào)器輸出信噪比（s0/N0）急劇惡化——門限效應(yīng)，這種門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器非線性解調(diào)作用所引發(fā)。29第29頁(yè)通信原理第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)30第30頁(yè)1、概念數(shù)字基帶系統(tǒng)原理框圖；單/雙、單歸零/雙歸零、差分、多電平波形（會(huì)畫）和主要特點(diǎn)；選碼標(biāo)準(zhǔn)；AMI碼、HBD3碼、CMI碼編/譯、對(duì)應(yīng)基帶波形和主要特點(diǎn)；碼間干擾及其產(chǎn)生原因；觀察眼圖方法，眼圖模型6個(gè)指標(biāo)；部分響應(yīng)技術(shù)處理問題。2、計(jì)算無(wú)ISI時(shí)/頻域條件，理想低通傳輸系統(tǒng)奈奎斯特帶寬和頻帶利用率；余弦滾降系統(tǒng)滾降系數(shù)、傳碼率、帶寬和頻帶利用率；有沒有ISI驗(yàn)證；二進(jìn)制/雙極性系統(tǒng)最正確判決門限；第I類部分響應(yīng)系統(tǒng)預(yù)編碼、相關(guān)編碼和模L判決；均衡前后峰值失真；均衡效果評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)31第31頁(yè)無(wú)ISI最高傳碼率求法：方法1、由給定基帶傳輸特征H(

)→等效成最寬矩形門（理想LPF）→系統(tǒng)無(wú)碼串最高傳碼率Rmax=雙邊譜門寬值。方法2、由H(

)找出滾降段中心頻率，即奈奎斯特帶寬fN→系統(tǒng)無(wú)碼串最高傳碼率Rmax=2fN。與方法1實(shí)質(zhì)一樣。第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)32第32頁(yè)驗(yàn)證能否實(shí)現(xiàn)無(wú)ISI傳輸方法方法1、當(dāng)實(shí)際傳輸速率RB小于(必須是整數(shù)倍)或等于RBmax（基帶系統(tǒng)無(wú)ISI最高傳碼率）時(shí)，即滿足RBmax=nRBn=1,2,3…時(shí)表示以實(shí)際速率RB進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串?dāng)_條件方法2、用無(wú)ISI時(shí)域條件來驗(yàn)證。麻煩。第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)33第33頁(yè)方法3、將實(shí)際傳輸速率RB代入奈奎斯特第一準(zhǔn)則（無(wú)ISI頻域條件），若仍能使H(ω)等效成一個(gè)理想(矩形)低通濾波器，則可實(shí)現(xiàn)無(wú)ISI傳輸。注意：奈奎斯特第一準(zhǔn)則，即所對(duì)應(yīng)無(wú)ISI最高傳碼率RBmax=1/Ts波特，若實(shí)際傳輸速率為RB=2/Ts，則基帶系統(tǒng)總特征H(ω)應(yīng)滿足：第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)34第34頁(yè)通信原理第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

35第35頁(yè)1、概念調(diào)制類型與特點(diǎn)、多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制特點(diǎn)和目標(biāo)，數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制區(qū)分；2、計(jì)算二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)表示式、時(shí)域波形和調(diào)制器(會(huì)畫),各種解調(diào)器(接收機(jī))原理框圖及各點(diǎn)波形(會(huì)畫)；二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)傳輸帶寬和頻帶利用率；最正確判決門限；差分編碼和差分譯碼；二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能(帶寬、頻帶利用率等)比較；4PSK、4DPSK信號(hào)相位關(guān)系、矢量圖和時(shí)間波形；4PSK、4DPSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)器。第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)36第36頁(yè)通信原理第9章模擬信號(hào)數(shù)字傳輸

37第37頁(yè)1、概念低通信號(hào)和帶通信號(hào)抽樣定理；理想抽樣、自然抽樣和平頂抽樣波形和頻譜特點(diǎn)；均勻量化和非均勻量化概念；逐次比較型編碼器原理；PCM與增量編碼比較,DPCM基本原理；TDM原理和特點(diǎn)；2、計(jì)算A律13折線編碼、譯碼；編碼信號(hào)和數(shù)碼率和傳輸帶寬PCM30/32路系統(tǒng)數(shù)碼率和幀結(jié)構(gòu)38第38頁(yè)通信原理第10章數(shù)字信號(hào)最正確接收39第39頁(yè)第10章數(shù)字信號(hào)最正確接收概念：最大似然準(zhǔn)則含義；匹配濾波器和相關(guān)器關(guān)系；相關(guān)系數(shù)與誤碼率及最正確信號(hào)形式關(guān)系；基帶系統(tǒng)最正確化兩個(gè)條件。計(jì)算：各種最正確接收機(jī)原理框圖、工作原理和各點(diǎn)波形；匹配濾波器傳輸函數(shù)、單位沖激響應(yīng)、輸出信號(hào)、t0選擇和最大輸出信噪比；最正確基帶系統(tǒng)中濾波器特征設(shè)計(jì)；40第40頁(yè)通信原理第13同時(shí)原理41第41頁(yè)第13章同時(shí)原理13.6小結(jié)載波同時(shí)、碼元同時(shí)、幀同時(shí)和網(wǎng)同時(shí)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方法；42第42頁(yè)第13章同時(shí)原理 數(shù)字通信系統(tǒng)中同時(shí)種類：載波同時(shí)、碼元同時(shí)、群同時(shí)和網(wǎng)同時(shí)。載波同時(shí)：又稱載波恢復(fù)。目標(biāo)：在接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)載波同頻、同相當(dāng)?shù)卣袷?，用于相干解調(diào)。方法： 接收信號(hào)中有載頻分量時(shí)：需要調(diào)整其相位。 接收信號(hào)中無(wú)載頻分量時(shí)：需從信號(hào)中提取載波， 或插入輔助同時(shí)信息。43第43頁(yè)第13章同時(shí)原理碼元同時(shí)：又稱時(shí)鐘同時(shí)或時(shí)鐘恢復(fù)。 對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)，又