第1課緒論
學習內容：常用通訊術語模擬訊號和數碼訊號系統的組成和分類及通訊方式數字通訊系統的主要特點碼元速率、資訊速率、頻帶利用率以及誤位元速率
重點難點：模擬訊號和數碼訊號、碼元速率及資訊速率
教學方法：ppt
教學課時：2課時
一、通訊與通訊系統的一般概念
1. 通訊：傳輸與交換訊息的過程。
2. 電通訊：用電訊號攜帶所要傳遞的訊息，然後經過各種電信道進行傳輸與交換，以達到通訊的目的。
3. 通訊系統：為完成通訊任務所需的一切技術裝置和傳輸媒質所構成的總體。
二、通訊系統的組成和各部分的作用
1. 信源：原始訊號的**，其作用是將訊息轉換成相應的電訊號。（如**機、話筒、攝像機、計算機以及各種數字終端裝置）
2. 傳送裝置：對原始電訊號進行各種處理和變換，使它變換成適合於通道中傳輸的形式。（調製、放大、濾波及數字傳送裝置中的編碼功能等）
3. 通道（傳輸媒介）：傳送裝置和接收裝置之間用於傳輸訊號的媒介（有線和無線兩大類）
4. 接收裝置：對接收的訊號進行處理和變換，以便恢復出對應於傳送端的原始訊號（放大、濾波、解調及數字接收裝置中的解碼等功能）
5. 信宿（收信者）：原始訊號的最終接收者，其作用是把接收裝置恢復出來的原始電訊號轉換成相應的訊息（人、各種終端裝置、計算機）
雜訊源：是通道中的雜訊和通訊系統中其他部分所產生的雜訊的集中表示。
三、模擬通訊與數字通訊
1. 模擬訊號：凡訊號參量的取值是連續的或取無窮多個值的，且直接與訊息相對應的訊號
2. 數碼訊號：凡訊號參量只能取有限個值，並且常常不直接與訊息相對應的訊號。
3. 模擬訊號與數碼訊號的區別：模擬（連續）訊號不一定在時間上也連續；數字（離散）訊號不一定在時間上也離散
4. 數字通訊系統與模擬通訊系統相比，其主要優點在於：（1） 抗雜訊效能好；（2） 數字接力通訊（中繼）時可以消除雜訊的積累；（3） 可以採用通道編碼降低誤位元速率，提高通訊質量；（4） 便於加密，實現保密通訊；（5） 便於處理、儲存、交換；（6） 便於和計算機等連線，綜合傳遞各種訊息，使通訊系統功能增強。
5. 數字通訊的主要缺點：它比模擬通訊佔據數倍甚至數十倍寬的系統頻帶。
（以**為例，一路模擬**通常佔據4khz的頻寬，但一路數位電路所要佔據20khz～60khz的頻寬，因此在頻帶時分緊張而對通訊質量沒有特殊要求的場合，仍將沿用模擬通訊。其優點是以佔據更多系統頻帶為代價的。）
[問題1] 語音頻號為模擬訊號，所以傳輸語音頻號的系統一定是模擬通訊系統，此說法正確嗎？為何？
答：不對。因為語音頻號可以轉換為數碼訊號，然後通過數字通訊系統進行傳輸。
[問題2] 數字**與模擬**有什麼區別？
答：區別在於數字**是數字通訊系統，語音頻號在通道中已經轉換為數碼訊號；而模擬**是模擬通訊系統，語音頻號在通道中仍然為模擬訊號。
四、通訊系統的分類
1、按訊息的物理特徵分類（業務）
如電報、**、資料、影象通訊系統
2、按調製方式分類
基帶傳輸：未經調製的訊號直接傳輸（音訊和數字基帶）
調製傳輸：對各種訊號變換方式後進行傳輸的總稱。
3、按訊號特徵分類
最常用分為模擬與數字通訊系統兩大類
4、按訊號復用方式分類
頻分復用：用頻譜搬移使不用訊號佔據不同的頻率範圍（主要用於模擬通訊）
時分復用：用脈衝調製使不同訊號佔據不同的時間區間（主要用於數字通訊）
碼分復用：用一組正交的脈衝序列分別攜帶不同的訊號（主要用於擴頻通訊）
5、按傳輸媒介分類
最常用分為有線（包括光纖）與無線
五、通訊方式
1、按訊息傳輸的方向與時間關係分
單工：單方向傳輸（一點發、一點收）.例如遙控。
半雙工：通訊雙方（兩點）均能收發訊息但不能同時收發。例如無線對講機。
全雙工：通訊雙方（兩點）能同時收發訊號。例如**。
2、按數碼訊號碼元的排列方式分
串序傳輸：將數碼訊號按時間順序乙個接乙個的傳輸,它占用一條通路。適合遠距離。
並序傳輸：將數碼訊號碼元序列分割成多路同時傳輸，
適合近距離。
六、通訊發展簡史
2023年有線電報發明，成為使用電通訊的標誌。
2023年有線**發明，是現代通訊的開端。
2023年第乙個人工交換局，21個使用者。
2023年無線電報發明，無線通訊的開端。
2023年電子管的發明，使有線、無線通訊迅速發展。
20世紀30年代通訊理論體系形成。
20世紀50年代電晶體和積體電路問世，模擬通訊高速發展，數字通訊方式形成，計算機和通訊技術密切結合，人機通訊、機器與機器之間的通訊逐漸實現。
20世紀80年代通訊網迅速發展，除傳統的**網、電報網以外，其它先進的通訊網蓬勃發展，如移動通訊網、綜合業務數字網、公用資料網、智慧型網、寬頻交換網等。
七、通訊系統的質量指標
(1) 通訊系統的質量指標主要有：有效性、可靠性、適應性、標準性、經濟性及維護使用等。其中最主要的是有效性和可靠性，它們二者是對立統一的。
(2) 模擬通訊系統的質量指標
1．有效性
有效性可用單位時間內傳送的資訊量來衡量。模擬通訊的有效性是指傳輸一定的資訊量所消耗的通道資源數（頻寬或時間），通常用有效傳輸頻寬來衡量。同樣的訊息採用不同的調製方式，則需要不同的頻頻寬度。
頻頻寬度越窄，則有效性越好。
2．可靠性
可靠性是指接收資訊的準確程度，模擬通訊用均方差來衡量傳送的模擬訊號與接收端恢復的模擬訊號之間的誤差程度。在實際的模擬通訊系統中，其可靠性是用接收終端的輸出訊雜比來度量的，這是因為在通道是理想的情況下，誤差是由訊號傳輸時的加性雜訊產生的，而加性雜訊一般用訊雜比衡量。訊雜比越大，通訊質量越高。
(3) 數字通訊系統的質量指標
1．有效性
數字通訊的有效性用傳輸速率來衡量。
（1）碼元速率（傳位元速率）
碼元及碼元長（寬）度：在數字通訊中常用時間間隔相同的符號來表示一位n進製訊號，此時間間隔內的訊號稱為n進製碼元，時間間隔的長度稱為碼元長度。
碼元速率：指單位時間傳輸的碼元數，以表示，單位：baud（波特，簡記bd為碼元長度。
碼元速率與數碼訊號進製沒有關係，只與碼元長度有關。
（2）資訊速率（傳信率）
單位時間傳輸的資訊量為資訊速率，以表示，單位bit/s（位元/秒）。
對於乙個 m 進製數碼訊號所以，資訊速率與進製有關。
對於二進位制數碼訊號有時簡稱它們為數碼率。
（3）頻帶利用率
其中b為傳輸頻寬
[例題] 某訊息用十六元碼序列傳送時，碼元速率是300 baud，問：其資訊速率為多少？若改用二元碼序列傳送該訊息，試求資訊速率為多少？
2．可靠性
數字通訊的可靠性用差錯率來衡量。
（1）誤位元速率
（2）誤信率
作業： 乙個**制數字通訊系統，碼元速率為 1kbd，連續工作1小時後，接收端收到的錯碼為10個，（1）求誤位元速率；（2）四個符號獨立等概且錯乙個碼元時發生1bit資訊錯誤，求誤信率。
第2課確定訊號的分析
學習內容：週期訊號訊號的傅利葉變換訊號的能量譜與功率譜波形互相關和自相關訊號頻寬
重點難點：訊號的能量譜與功率譜波形互相關和自相關
教學方法：ppt
教學課時：2課時
一、週期訊號
週期為t的週期訊號 ，可以展開為：
1. 傅利葉級數
2.三角級數
3.指數形式
其中二、訊號的傅利葉變換
三、訊號的能量譜與功率譜
歸一化能量：訊號在電阻上所消耗的能量
平均功率：
若為能量訊號，則
若為週期性功率訊號，則
* * 結論：時域內能量訊號的總能量等於頻域內各個頻域分量能量的連續和。週期訊號的總的平均功率等於各個頻域分量功率的總和。
若則稱為能量譜密度函式， 為功率譜密度函式。
* * 結論：功率譜只與功率訊號頻譜的模值有關，而與其相位無關。
四、波形的互相關和自相關
1.互相關函式
設和是兩個能量有限的能量號，則它們的互相關函式為：
若和是兩個功率訊號，則：
2.自相關函式
對於兩個完全相同的訊號，有下述關係：
對於能量訊號，有：
對於功率訊號，有：
互相關函式的三個重要特性：
（1）r12（t）=0； （2）t≠0, r12（t）= r21（-t)； （3）t=0時, r12（0）表示f1(t)與f2(t)無時差時的相關性
歸一化相關係數：
（1）ρ12=0；（2）ρ12=1；（3）ρ12=-1
自相關函式的三個重要特性。
（1）r（t）=r（-t）； （2）r（0）≥|r（t）|； （3）r（0）表示能量或功率。
對於能量訊號，有：
對於自相關函式，有：
所以，有：
對於功率訊號，同樣有維納-辛欽關係
五、訊號頻寬
（1）根據佔總能量或總功率的百分比確定頻寬，設頻寬為b, 根據下列等式求頻寬
或（2）根據能量譜或功率譜從最大值到下降3db處所對應的頻率間隔定義頻寬
（3）滿足等式或
第3課隨機訊號的分析
學習內容：概率及隨機變數隨機變數的數字特徵隨機過程及其統計特性
重點難點：隨機變數的數字特徵隨機過程的統計特性
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教學課時：2課時
一、概率及隨機變數
1. 概率：
聯合概率：
條件概率：
2. 隨機變數
(1) 隨機變數的概念
某隨機實驗可能有許多個結果，我們可以引入一變數x，它將隨機地取某些數值，用這些數值來表示各個可能的結果，這一變數x 就稱之為隨機變數。
當隨機變數x的取值個數是有限的或可數無窮個時，則稱它為離散隨機變數；否則，就稱它為連續隨機變數，即可能的取值充滿某一有限或無限區間。
通訊原理總結
對於完成轉換的數碼訊號，我們如何處理呢？有的是被放進儲存器中儲存了，有的是到cpu中進行計算，加密等處理了。通常為了達到通訊目的，我們就要將數碼訊號傳遞並且轉換成模擬訊號，畢竟在生活中模擬訊號才是我們可以識別的。所以我們從儲存器中讀取數碼訊號，這些訊號是基帶訊號，不容易傳輸，經過數字調製系統就可以轉...
通訊原理心得
經過這乙個學期的學習，讓我對此學科有了進一步的了解，而且是我對此學科產生了濃厚的興趣，通訊原理課程是通訊 電子 資訊領域中最重要的專業基礎課之一，是電子資訊系各專業必修的專業基礎課。信系統作為乙個實際系統，是為了滿足社會與個人的需求而產生的，目的就是傳送訊息 資料 語音和影象等 通訊技術的發展，特別...
通訊原理答案
第一次作業 一 單項選擇題 共10道小題，共50.0分 衡量數字通訊系統可靠性的主要指標是 資訊傳輸速率 符號傳輸速率 頻帶利用率 誤位元速率學生答案 4 標準答案 4 試題分值 5.0 得分 5.0 某數字通訊系統傳輸100000個碼元，其中誤1個碼元，誤位元速率為10 4 10 5 10 6 1...