通讯原理 第1章 绪论

,第,1,章 绪论,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,通信原理,第,0,章关于通信原理的学习,0.1,通信原理,课在通信专业学习中的地位和作用,1,地位：是构建通信专业知识的主干,2.,目的：掌握通信系统的基本原理以及分析和解决问题的基本方法。,3.,研究方法：是在系统级模块级层次上将实际通信系统抽象成数学模型，采用数学分析和计算机模拟的方法对其进行研究，得到系统性能与系统参数之间的定量关系。在给定系统参数的情况下，估算系统的性能（系统分析）；在给定系统性能要求的情况下，设计和优化系统的参数（系统设计）。在系统的数学模型比较复杂时，可以采用计算机模拟仿真（如：用,MATLAB,软件仿真）的方法获得这些参数之间的关系，达到优化通信系统的目的。,2,0.2,该课程的特点、难点和学习中应注意的方法,1,特点：,由于是专业基础课，所以既有基础课的理论推导和计算，又有专业课极强的物理意义的存在，且是一个系统级分析、研究和设计。因此，就要求在学习中，改进以往的学习方法，决不能只停留在会模仿计算上，同样不能只满足于知道或记住结论。,2,难点：,在掌握理论推导的基础上，弄清其物理意义,有部分随机信号分析的方法,大量采用付立叶变换的谱分析方法,3,方法：,抓住系统框图，理清分析思路,弄清推导思路，学会分析方法,深入领会结论，灵活应用解题,提倡简单预习，重听更重思考,认真完成作业，障碍及时清扫,0.4,课堂要求,1,不迟到,2,不说与讲课内容无关的话。,0.5,其它,有答案书，可以参考，但不要一抄了事，要,弄懂。,深入浅出通信原理,第,1,章 绪论,第一节 这门课为什么难学,很多原理一旦上升为理论，常常伴随着繁杂的数学推导，很简单的本质反而被一大堆公式淹没，通信原理因此让很多人望而却步。,非常复杂的公式背后很可能隐藏了简单的道理。,真正学好通信原理，关键是要透过公式看本质。,以复傅立叶系数为例，很多人都只是会套公式计算，真正理解其含义的人不多。对于经常出现的“负频率”，真正理解的人就更少了。,第一节 这门课为什么难学,傅里叶级数展开,第二节 从多项式乘法说起,傅里叶级数展开,多项式乘法相信我们每个人都会做：,再合并同类项的方法得到的，要得到结果多项式中的某个,系数，需要两步操作才行，有没有办法一步操作就可以得,到一个系数呢？,下面的计算方法就可以做到：,第二节 从多项式乘法说起,第二节 从多项式乘法说起,这种计算方法总结起来就是：,反褶：一般多项式都是按,x,的降幂排列，这里将其中一个多项式的各项按,x,的升幂排列。,平移：将按,x,的升幂排列的多项式每次向右平移一个项。,相乘：垂直对齐的项分别相乘。,求和：相乘的各结果相加。,反褶、平移、相乘、求和,这就是通信原理中最常用的一个概念“,卷积,”的计算过程。,第三节 卷积的表达式,利用上面的计算方法，我们很容易得到：,c(0)=a(0)b(0)c(1)=a(0)b(1)+a(1)b(0)c(2)=a(0)b(2)+a(1)b(1)+a(2)b(0)c(3)=a(0)b(3)+a(1)b(2)+a(2)b(1)+a(3)b(0),其中：,a(3)=a(2)=b(3)=0,第三节 卷积的表达式,在上面的基础上推广一下：,假定两个多项式的系数分别为,a(n,),，,n=0n1,和,b(n,),，,n=0n2,，这两个多项式相乘所得的多项式系数为,c(n,),，则：,c(0)=a(0)b(0)c(1)=a(0)b(1)+a(1)b(0)c(2)=a(0)b(2)+a(1)b(1)+a(2)b(0)c(3)=a(0)b(3)+a(1)b(2)+a(2)b(1)+a(3)b(0)c(4)=a(0)b(4)+a(1)b(3)+a(2)b(2)+a(3)b(1)+a(4)b(0),以此类推可以得到：,第三节 卷积的表达式,上面这个式子就是,a(n,),和,b(n,),的卷积表达式。通常我们把,a(n,),和,b(n,),的卷积记为：,a(n,)*,b(n,),，其中的*表示卷积运算符。,第四节 利用,matlab,计算卷积,表面上看，卷积的计算公式很复杂，计算过程也很麻烦（反褶，平移，相乘，求和），实际上使用,Matlab,很容易计算。,以上面的,a(n,) = 1 1,，,b(n,) = 1 2 5,的卷积计算为例：, a = 1 1; b = 1 2 5; c =,conv(a,b,);, cc =1375,第四节 利用,matlab,计算卷积,为了更好地理解卷积（,多项式相乘，相当于系数卷积,），我们画一下高中学过的杨辉三角。,杨辉三角是一个由数字排列成的三角形数表，一般形式如下：,1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10,10,5 1 1 6 15 20 15 6 1,其中每一横行都表示,(,a+b)n,（此处,n=1,，,2,，,3,，,4,，,5,，,6,，）展开式中的系数。,第四节 利用,matlab,计算卷积,杨辉三角最本质的特征是，它的两条斜边都是由数字,1,组成的，而其余的数则是等于它肩上的两个数之和。, x=1 1;y=1 1; yy =11 y=,conv(x,y,)y =121 y=,conv(x,y,)y =1331, y=,conv(x,y,)y =14641 y=,conv(x,y,)y =1510,10,51 y=,conv(x,y,)y =1615201561,第五节 将信号表示成多项式的形式,多项式乘法给了我们启发：如果信号可以分解为类似多项式的这种形式：,第五节 将信号表示成多项式的形式,存不存在满足这个条件的,x,呢？,前人早就给出了答案，那就是：,第五节 将信号表示成多项式的形式,附：前面推导过程中用到的几个三角公式：,第五节 相关概念,频谱：,频率的分布曲线。时间信号分解为振幅不同，频率不同的谐振荡。,它将对信号的研究从时域引到频域，从而带来更直观的认识 。,信号：,我们这里讨论的信号一般指的是电信号。一般指的是随时间变化,的电压或电流。,有两种描述方式：时域的,f,（,t,）描述，另外一种描述就是在频域里面描述（频谱）。,第五节 相关概念,第五节 相关概念,