第一篇：通信原理教学建议(56学时)
《通信原理》教学要求
总学时：
56学时 基本授课总数：
50学时 讨论课、习题课与单元考核：6学时
各章的学时与内容安排，请试具体教学情况调整。
色彩说明：
重点讲授：红色 自学： 蓝色 可选： 其他
说明： 讲解说明与建议。
章节学时安排
第1章 绪论
本章：4学时 / 总数4学时 1.1 通信的基本概念 1.2 历史回顾
1.3 信源与常见的消息
1.3.1 数字信源与模拟信源 1.3.2 随机信号与确定信号 1.3.3 信息的度量
1.3.4 常见的消息类型 1.4 信道
1.4.1 信道的影响
1.4.2 加性噪声信道模型 1.4.3 常用信道 1.5 频带与电波传播
1.5.1 频带的名称
1.5.2 无线电波的传播 1.5.3 无线频谱及其管理 1.5.4 频分复用
1.6 数字与模拟通信系统
1.6.1 模拟通信系统 1.6.2 数字通信系统
1.6.3 通信系统的基本性能指标 1.6.4 信道的容量 1.7 通信网络
第2章 基础知识 本章：6学时 / 总数10学时 说明：1）大部分要求自己阅读复习。2）如果没有随机信号的基础，新知识多，可以适当简要给出结论或适当增加学时。3）当某些内容分散到后面章节讲解时，学时也随之分散。2.1 确知信号
2.1.1 信号及其基本参数
2.1.2 傅里叶变换与信号的频谱密度 2.1.3 能量谱密度与功率谱密度 2.1.4 信号的频带与带宽 2.2 随机信号
2.2.1 概念与定义 2.2.2 基本特性 2.2.3平稳随机过程
2.2.4 两个信号的联合特性 2.2.5 *复随机信号 2.2.6 功率谱密度 2.3 高斯分布与高斯信号
2.3.1 高斯分布 2.3.2 常用函数
2.3.3 高斯随机信号
2.4 信号通过线性时不变系统
2.4.1 确知信号通过系统 2.4.2 无失真传输条件
2.4.3平稳随机信号通过系统 2.5 白噪声
2.5.1 白噪声
2.5.2 低通白噪声
2.5.3 高斯白噪声与热噪声 2.5.4 系统的等效噪声带宽 2.6 噪声中的信号处理
2.6.1平滑滤波 2.6.2 匹配滤波器
说明：可以分别在模拟调制与数字基带部分讲解 2.7 带通信号
2.7.1 希尔伯特变换 2.7.2 解析信号
2.7.3 带通信号及其分量信号 2.7.4 频谱搬移 2.7.5 带通系统
说明：可以在模拟调制性能部分前讲解 2.8 带通随机信号与噪声
2.8.1平稳带通随机信号 2.8.2 带通高斯信号与噪声 2.8.3 高斯噪声中的带通信号
说明：可以在模拟调制性能部分前讲解 2.9 数字信号及其脉冲调幅信号
2.9.1 离散信号的基本特性
2.9.2 数字脉冲调幅信号及其功率谱
说明：可以在数字基带PSD部分讲解，可以只关注结论。
第3章
模拟传输 3.1 幅度调制
3.1.1 常规调幅AM 3.1.2 抑制载波双边带调幅 3.1.3 单边带调幅（SSB）3.1.4 残留边带调幅（VSB）
说明：SSB可简略一点，将可选部分（楷体）扔掉。3.2 模拟角度调制
3.2.1 角调制的基本概念
3.2.2 角度调制信号的频谱特性 3.2.3 调角信号的产生 3.2.5 调角信号的接收
3.3 幅度调制系统的抗噪声性能
本章：8学时 / 总数18学时
3.3.1 模拟传输中的噪声问题
3.3.2 常规AM系统（非相干解调）
3.3.3 DSB-SC与AM（相干解调）系统 3.3.4 *SSB系统
3.4 *角度调制系统的抗噪声性能
3.4.1.调频系统的抗噪声性能 3.4.2.调相系统的抗噪声性能 3.4.3.*改善门限效应的解调方法 3.4.4.*预加重/去加重技术 3.5 各类通信系统的比较与应用
3.5.1 各类通信系统的比较 3.5.2 频分多路复用
3.5.3 *模拟调制应用举例
说明：当上一节不讲时，在系统比较中，对角度调制系统的一些重要结论做简要介绍。
第4章 数字基带传输 本章：10学时 / 总数28学时 4.1 二元与多元数字基带信号
4.1.1 数据传输的基本概念 4.1.2 二元与多元PAM信号 4.1.3 数字基带信号的传输速率 4.2 数字基带信号的功率谱与带宽
4.2.1 信号的功率谱 4.2.3 信号的带宽
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
4.3.1 噪声中二元信号的接收方法 4.3.2 接收系统的误码性能 4.3.3 *误码过程的分析
4.3.4 *两种接收系统的误码率 4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
4.4.1 接收方法 4.4.2 误码分析
4.4.3 误码率与误比特率 4.4.4 格雷编码
4.5 码间串扰与Nyquist准则
4.5.1 码间串扰问题
4.5.2 无码间串扰传输与Nyquist准则 4.5.3 带限信道上的无码间串扰传输 4.5.4 升余弦滚降滤波器
4.5.5 *带限AWGN信道上的最佳传输系统 4.5.6 眼图 4.6 *信道均衡
4.6.1 均衡原理 4.6.2 数字均衡器 4.6.3 基本均衡算法 4.6.4 *自适应均衡算法
说明：基本均衡算法中只讲迫零算法。4.7 *部分响应系统
4.7.1 第Ⅰ类部分响应系统（又名双二进制系统）4.7.2 *第Ⅳ类部分响应系统（又名改进双二进制系统）4.7.3 *部分响应系统的一般形式 4.8 符号同步 4.8.1 基本概念
4.8.2 非线性滤波同步法——开环自同步法 4.8.3 早迟门同步法——闭环自同步法 说明：后两小节也可课堂讲解。4.9 线路码型
4.9.1 基本线路码型 4.9.2 *HDB3码及其他
第5章 基本的数字频带传输 本章：10学时 / 总数38学时 5.1 2ASK 5.1.1 基本原理
5.1.2 功率谱与带宽
5.1.3 *包络检波的误码性能分析 5.2 2FSK 5.2.1 基本原理
5.2.2 功率谱与带宽
5.2.3 *包络检波法的误码性能分析
说明：本节也可课堂讲解，即使自学也作较高要求。5.3 2PSK与2DPSK 5.3.1 2PSK 5.3.2 2DPSK 5.3.3 *载波同步
说明：2DPSK的可选部分（楷体）扔掉。载波同步可选。5.4 QPSK与DQPSK 5.4.1 QPSK信号的基本原理
5.4.2 QPSK的调制解调方法及误比特性能
5.4.3 *DQPSK 5.4.4 *OQPSK与DQPSK 5.5 基本频带调制的讨论
5.5.1 ASK与FSK的相干解调 5.5.2 系统差错概率的比较 5.5.3 功率谱与带宽的讨论
说明：课堂讲解，或自学后安排讨论课。即使自学也作较高要求。5.6 *复包络、等效基带系统与无ISI传输
5.6.1 已调信号的复包络 5.6.2 等效基带传输系统
5.6.3 无码间串扰的数字频带传输系统
第6章 模拟信号数字化与PCM 本章：6学时 / 总数44学时 6.1 模拟信号的抽样
6.1.1 带限信号的抽样 6.1.2 实际抽样
6.1.3 *模拟脉冲调制 6.1.4 *带通信号的抽样 6.2 均匀量化与最佳量化
6.2.1 量化原理 6.2.2 均匀量化器 6.2.3 *最佳量化器
6.3 量化信噪比与对数量化
6.3.1 量化信噪比 6.3.2 对数量化
6.3.3 律与律及其折线近似 6.4 脉冲编码调制
6.4.1 PCM的基本原理 6.4.2 编码规则
6.4.3 *PCM传输系统的信噪比 6.5 *差分脉冲编码调制与增量调制
6.5.1 语音压缩编码
6.5.2 差分脉冲编码调制 6.5.3 增量调制 6.6 时分复用
6.6.1 TDM的基本原理 6.6.2 帧同步方法 6.6.3 E1与T1 6.6.4 准同步与同步数字体系 6.6.5 *复接与码率调整
第7章 信号空间分析与多元数字传输 说明：建议自学，可以不作考核要求。7.1 信号空间分析 7.2 信号星座图 7.3 最佳接收系统 7.4 MASK 7.5 MPSK 7.6 QAM 7.7 MFSK
第8章 现代数字传输技术
8.1 最小频移键控和高斯最小频移键控
8.1.1 连续相位FSK（CPFSK）8.1.2 最小频移键控（MSK）
8.1.3 MSK信号的正交调制与产生方法 8.1.4 MSK信号的解调与误码性能 8.1.5 MSK信号的频谱 8.1.6 高斯频移键控 8.2 正交频分复用(OFDM)8.2.1 正交频分复用的演进 8.2.2 OFDM基本原理
8.2.3 OFDM的保护间隔和循环前缀 8.2.4 OFDM系统模型
8.2.5 OFDM信号的频谱特性 8.2.6 OFDM系统参数的设计* 8.2.7 应用举例 8.3 伪随机序列
8.3.1 伪随机序列的特性 8.3.2 m序列
8.3.2 生成m序列的多项式 8.3.3 Gold序列 8.4 扩展频谱技术
8.4.1 扩展频谱通信的基本概念 8.4.2 直接序列扩频技术 8.4.3 跳频扩频技术
8.4.5 扩频系统的码同步
本章：6学时 / 总数50学时 8.4.6 RAKE接收技术
第9章 多用户与无线通信
说明：建议自学，可以不作考核要求。9.1 多址技术
9.2 无线通信链路预算分析
9.3 *多径衰落与信号分集接收技术
第10章 信息论基础 10.1 熵与互信息
10.2 离散信道与信道容量 10.3 相对熵与高斯信道容量 10.4 离散信源编码与压缩算法
10.5 *率失真函数与限失真编码定理
第11章 纠错编码
11.1 编码信息传输模型 11.2 无差错信息传输原理
11.3 纠错编码与译码基本原理 11.4 线性分组码 11.5 线性循环码
11.6 二元线性卷积码
附录A 常用数学公式
附录B 典型概率分布及主要统计特性 参考文献
第二篇：通信原理教学总结
通信原理教学总结
“通信原理”是通信工程专业、电子专业等专业大学本科生必修的专业基础课。本课程是通过综合理解和运用信息理论，数字信号的表示和传输、通信系统结构等各种知识，形成通信专业人才特有的系统专业知识结构。通过本课程的学习，一方面一方面可使学生对通信理论的基础知识有充分的认识，另一方面，通过课程的综合设计实践，灵活运用理论知识，设计和仿真较大规模通信系统，可培养学生研究型学习活动的意识，从而提高其解决实际问题的能力。本课程的主要特点是内容丰富，原理性、逻辑性、综合性强，抽象概念多，并且前后概念与内容相互交错，知识体系繁杂，对于教和学都有一定的难度。特别是今天在教学学时不断受到压缩的情况下，又出现了教学内容多而学时数少的矛盾，如何在有限的学时内成功地完成本课程教学任务更是一个难题。所有这些要求我们必须对本课程的教和学进行认真研究。
结合长期从事“通信原理”教学活动积累的经验，从课堂教学和实验教学以及课程考核三个方面谈点自己的看法，旨在推动“通信原理”教学，提高学生的创新起点。一课堂教学
首先在授课过程中必须抓住教学重点。这里说的教学重点，并不是单一的授课内容中哪些章节，哪些内容是重点的问题。在传统应试教育的影响下，学生学习的目的就是为了考试，比如期中期末考试，考研等等，这也影响了老师的教学重点。如果教学的重点仅仅是为了记住公式，会做题，会考试，那么这样的教学“重点”完全不可取。教师应该站在较高的位置上，从整个大的系统出发，结合教会学生基本原理及如何去分析并进行应用。不应当孤立的过分强调理论教学中的细节，对于一些细枝末节应该在有限的课堂教学中舍弃掉。如果需要学生进一步掌握的可以要求学生自学。就通信原理来说，数字通信代表着现代通信的发展方向，课程的主要内容应以数字通信为主，即以“数字通信系统模型”为主线，建立课程主要内容体系结构，将通信原理的各部分内容有机地串联起来。其重点应着重讲授课程的基本原理和内在结构，促进知识和技能的迁移，达到举一反三，触类旁通。或者以“信号传输流程”来组织教学。以“发送”为起点，“接收”为终点，建立各种传输流程，就数字信号传输流程“某信号调制→信道→解调、同步、抗噪性能等”组织教学，同样便于讲述系统概念。当然这也给任课教师提出了更高的要求，必须要达到理论与应用相结合才能很好满足如上的要求。
其次是教学内容必须斟酌好。要根据学生的实际情况选择一本合适的教材。选择一本 大家都认为很优秀但内容比较难的教材并不一定明智。内容偏多、偏深的教材并不利于学生的学习，相反会导致部分学生产生畏难情绪而大大影响学习效果。对于通信原理这样一门理论与实践并重的课程，尤其是对应用型的大学而言。更应当选一本应用性特征明显，理论分析，公式推导避繁就简的书籍作为教材。比如张辉、曹丽娜主编的《现代通信原理与技术》。选择一本合适的教材是上好一门课的第一步。除主导教材为，还应当增加一些通信新技术的内容，拓宽学生的视野，激发学生的兴趣。并为后续的专业技术课程的学习打下铺垫。
最后是教学技巧的应用。教学技巧是教师教学过程中最为重要的一个环节，它充分体现了教师的基本素养和特有的职业技能。教学技巧的应用决定了学生对教师授课知识的接受率。从语言上而言，教学技巧有举例技巧与修辞技巧等。这里重点说一下整个课堂教学过程中为了激发学生的学习兴趣而进行的课堂设计。传统的教学都是老师的教和学生的学，在课堂上老师是主角，而学生是配角。为了提高教学质量可以进行师生角色互换。其基本做法是在在讲完一章内容之后,安排30到40分钟时间进行师生角色互换,让学生来总结该章内容,老师则坐在台下当学生。只要学生在整章内容的讲授过程中认真听课,积极参与到课堂中,抓住老师强调的重点,就基本可以总结这一章节的内容。但。但前提条件是—认真听课,积极跟着老师的思路思考问题。因此,学生要能做到在自己的同学面前比较顺畅地总结章节的内容,就必须认真听课,这无形之中就调动起他们听课的积极性主动性。另外,章节总结只需要在课堂上预留5分钟时间给学生准备就行了,而不需要学生利用课外时间来专门准备,对于学习任务很重的大学生来说,这样实施不会给他们造成心理负担。而且,对于那些认真听课并跟着老师思路思考问题的学生,请他们来总结章节的内容既帮助他们回忆和加深对知识点的记忆,更重要的是锻炼了他们语言表达和和归纳总结的能力,增强了他们的自信心。
二 实验教学
《通信原理》课程是高等院校电子与信息类学科重要的专业基础课程，主要建立通信的基本概念、基本理论和基本分析方法，为现代通信技术的研究、开发、设计和应用奠定基础。但通信原理课程理论性强、概念抽象，因此仅仅依靠传统的课堂的讲授模式，不但学生不易理解，难以建立整体的通信系统模型，而且无形中增加了老师的讲课的负担。其次，从长期的教学实践看，但纯的理论教学会导致学生将理论学习与实际应用割裂开，影响学生的动手能力，降低学生的学习兴趣。实验教学是高等教育中理论联系实际的重要环节，在培养高质量创新人才和全面提高学生综合素质的教育中具有不可替代的地位和作用。如何让学生对抽象的概念加强理解，对乏味的基础理论产生兴趣，并清楚理论知识怎样应用到通信系统设计中，实验教学起到了很大的作用。1存在的问题
目前，大多数高校都是从教仪设备厂商直接订购的目前，大多数高校通信原理的实验设备都是采用从教仪设备厂商采购的实验箱。厂商为了适应各种需要，往往生产众多的实验模块。实验教材也大都采用厂商提供的《使用说明》。厂商提供的《使用说明》的内容更多的往往是介绍实验设备的电路及操作说明，而忽略了实验本身和理论知识对实验的指导。学生只知道按照实验步骤一步步的进行实验，而对为什么得出这样的实验结果及如何分析实验数据不能找到依据。结合我校自身学生培养与理论教学的需要，遴选实验内容，编写实验教材显得尤为重要。面对教育大众化的趋势，在校学生越来越多。受实验室场地与设备的限制，采用传统的实验教学模式，即教师先进行示范操作，然后才是学生进行分组实验，无法适应形势的需要。教师需要分几次进行示范才能让大多数学生清楚实验的流程。由于本学科的特点以及实验设备的局限性，在接近现实的情况下，实验结果(波形)往往存在失真和延时，学生不容易理解。传统实验教学模式无法很好地处理这种问题。另外，以往的实验内容陈旧，实验方法单一，以验证为主，不利于发掘学生的动手能力与创新能力。因此需要进行实验方式的改变和实验教材的革新。
2实验教学的改革
结合我校自身学生培养与理论教学的需要，选定一定数量的实验模块编写实验教材显得尤为重要。实验模块应包含以下技术：语言编码技术、数字编译码技术、纠错编译码技术、码变换技术、时域均衡技术、数字调制技术、数字解调技术、最佳接收技术、数字同步技术、锁相与频率合成技术和FPGA/CPLD设计技术。这些技术较完整地反映了通信原理的实际应用，模块实验电路是低频电子线路、数字电路、通信电子线路的组合，有利于学生对电路的了解和掌握。学生完成所有基本实验内容后，可以开设系统的实验内容，这些系统实验强化了学生整体认识。在实验教材中适当的加入理论知识，有利于实验与理论教学的衔接。同时，实验教材应列出每一个实验要求测试的数据以及实验分析的要求细则。让学生在实验前预习、实验过程中和课后实验分析中有明确的目的。由于教育大众化的趋势，在校学生越来越多，班级人数的编制也越来越多。而教师资源有限，在一次实验教学环节中，教师要分批多次地进行实验演示显得不合时宜。可以为实验室配备计算机、投影仪、摄像头，教师可以讲台上进行实验演示，通过摄像头－计算机－投影仪学生都能很好的观看实验过程。避免了教师分批多次进行实验演示，使学生有更充分的时间进行实验。或将学生统一集中到我校的多媒体教室。教师讲解完后，学生便可进入实验室进行实验。
由于原来的通信原理实验主要依靠的试验箱封装性过强，不便于学生对单个通信模块的分析。而且设备老化，信号存在不同程度的畸变，导致学生无法观测到正确的结果。借鉴其他院校的经验，采用软件仿真的办法能有效的弥补上述我院《通信原理》实验课程目前存在的缺陷。当前用于实验教学的仿真软件主要集中在Matlab、LabView和SystemView三款系统仿真软件。其中，MATLAB 和 SystemView 被使用的较多，因为它们都有专门的通信工具可使用，便于设计与《通信原理》课程内容相关的仿真实验。根据我校本科教学的特点，相比较其他两中仿真软件，Matlab应用的最为广泛，学生普遍具有Matlab的基础，因此可以采用文献（基于Matlab的通信原理实验教学的研究）的方案来进行实验教学。三 课程考核
为了更好地推进通信原理教学的教学质量，一方面要求教师努力，另一方面也要求学生努力，为了将学生的努力转化为最大化的教学效果，考核内容应以课程标准为依据,倡导灵活多样的考核原则,考虑学生差异,注重学习和发展过程评价，课程考核这个环节起着不可轻视的作用。课程考核方式对学生的学习方式，学习态度都会起到连锁效应，所以仅以学生期末考试的成绩作为考核该课程教学质量的唯一评判标准是非常不可取的。
比较好的考核方式是分成口试、笔试以及实验能力测试三个部分。在制定一个合理的规则并能认真公平、公正的实施的情况下，口试的考核是最能反映一个学生掌握课程知识的真实情况的。对于笔试，好的教学效果应是学生能把各种系统的原理、性能分析的头头是道，而不必拘泥于一些复杂公式的记忆，对于公式学生能理解其内涵即可。这就要求教师在充分了解学生实际的情况下，出一份好的试卷。这样的试卷一定是难度适中，有区分度的试卷。
对于实验能力测试，不一定非要是单独开设的实验课才进行实验课的考试，非单独开设的实验课也应该进行实验课的考试，并且提高实验课成绩在课程考核总成绩中所占的比例 这样才能切实将学生课堂所学知识的应用能力，实践动手能力的提高落到实处当然进行如上的三方面考核会使教师的工作量大大增加，因此在计算教师工作量的时候应把课程考核这部分工作量考虑在内，这样可以充分调动教师的工作积极性，保证将课程考核的效果落到实处，而不是一纸空文或流于形式。
第三篇：通信原理
通信的目的：传递消息中所包含的信息。
消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。信息：是消息中包含的有效内容。
信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性、完成模/数转换
信道编码与译码目的：增强抗干扰能力
加密与解密目的：保证所传信息的安全
数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号
同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
数字通信的特点
优点：
抗干扰能力强，且噪声不积累
传输差错可控
便于处理、变换、存储
便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
易于集成，使通信设备微型化，重量轻
易于加密处理，且保密性好
缺点：
需要较大的传输带宽
对同步要求高
通信系统的分类
按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统
按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统
按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 … …
按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用
通信方式：
单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式
全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施
缺点：需要 n 条通信线路，成本高
串行传输 ：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用
缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
第四篇：通信原理课程设计
目录
一、设计目的和意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二、设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2FSK的介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.2FSK的产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能„„„„„„„„„„„„„„„„4
4.2FSK解调原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
三、详细设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„^7 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
四、设计结果及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.课程设计程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
五、心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15
六、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
2FSK的调制解调仿真实现
一、设计目的和意义
1.熟练地掌握matlab在数字通信工程方面的应用； 2.了解信号处理系统的设计方法和步骤；
3.理解2FSK调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK的调制解调，画出各个阶段的波形；
4.学习信号调制与解调的相关知识；
5.通过编程、调试掌握matlab软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣。
二、设计原理
1.2FSK的介绍
二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。二进制数字信息及已调载波如图2-1所示。
图2-1 2FSK信号
2.2FSK的产生
在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图2-2所示：
图2-2 2FSK信号调制器
两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。二进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图2-3所示：
图2-3 2FSK调制器各点波形
由图2-3可知，波形g是波形e和f的叠加。所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。由于“1”、“0”
统计独立，因此，2FSK信号功率谱密度等于这两个2ASK信号功率谱密度之和，即
（2-1）
2FSK信号的功率谱如图2-4所示：
图2-4 2FSK信号的功率谱
由图2-4看出，2FSK信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率f1和f2处，连续谱分布在f1和f2附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号的带宽为
（2-2）为了节约频带，同时也能区分f1和f2，通常取|f1-f2|=2fs，因此2FSK信号的带宽为
（2-3）当|f1-f2|=fs时，图2-4中2FSK的（2-4）对于功率谱是
功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为
单峰的2FSK信号，可采用动态滤波器来解调。此处介绍功率谱为双峰的2FSK信号的解调。
3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能
2FSK信号的解调也有相干解调和包络解调两种。由于2FSK信号可看做是两个2ASK信号之和，所以2FSK解调器由两个并联的2ASK解调器组成。图2-5为相干2FSK和包络解调。
图2-5 2FSK信号调解器
相干2FSK抗噪声性能的分析方法和相干2ASK很相似。现将收到的2FSK信号表示为（2-5）当发送数字信息为“1”时，2FSK信号的载波频率为f1，信号能通过上支路的带通滤波器。上支路带通滤波器的输出是信号和窄带噪声ni1(t)的叠加(噪声中的下标1表示上支路窄带高斯噪声)，即
（2-6）此信号与同步载波cos2πf1t相乘，再经低通滤波器滤除其中的高频成分，送给取样判决器的信号为
（2-7）上式中未计入系数1/2。与此同时，频率为f1的2FSK信号不能通过下支路中的带通滤波器，因为下支路中的带通波器的中心频率为f2，所以下支路带通滤波器的输出只有窄带高斯噪声，即
πf2t相乘，再经低通滤波器滤波后输出为
（2-8）此噪声与同步载波cos2（2-9）上式中未计入系数1/2。定义
（2-10）取样判决器对x(t)取样，取样值为为
（2-11）其中，nI1、nI2都是均值为0、方差的高斯随机变量，所以x是均值为a、方差为的高斯随机变量，x的概率密度函数为 概率密度曲线如图2-6所示：
（2-12）
图2-6 判决值的函数示意图
判决器对x进行判决，当x>0时，判发送信息为“1”，此判决是正确的； 当x<0时，判决发送信息为“0”，显然此判决是错误的。由此可见，x<0的概率就是发“1”错判成“0”的概率，即（2-13）
当发送数字信号“0”时，下支路有信号，上支路没有信号。用与上面分析完全相同的方法，可得到发“0” 码时错判成“1”码的概率P(1/0)，容易发现，此概率与上式表示的P(0/1)相同，所以解调器的平均误码率为
Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)=P(0/1)［P(1)+P(0)］=P(0/1)(2-14)所以
(2-15)式中
注意，式中无需“1”、“0”等概这一条件。
4．2FSK解调原理
2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：
图2-7 解调原理框图
输入的信号为：S（t）=[∑аn*g(t-nTs)]cosω1t+[ān*g(t-nTs)]cosω1t（ān是аn的反码）来设计仿真。
三、详细设计步骤
1．信号产生：二进制随机序列和两列频率不等的载波
1)利用matlab 库函数产生10个二进制随机数，也就是我们的基波调制信号a。并画出其波形。
2)产生两列余弦波tuf1和tuf2，频率分别为f1=20hz,f2=100hz；并画出其波形。
2．信号调制：产生2FSK信号和加入高斯噪声后的2FSK信号
1)用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是用以a生成的方波信号g1a直接与tuf1相乘，用a取反后的方波g2a与tuf2相乘，再将两列信号相加。并画出其波形。
2)调用matlab 库函数产生高斯噪声no，并与2fsk信号相加得到加入噪声后的sn信号。并画出其波形。
3．信号解调：
1)对于两列让sn通过两个带通滤波器H1和H2，他们分别以f1和f2为中心频率，并画出经过带通滤波器后的波形。
2)对这两列波形分别相干解调乘以与他们同频同相的余弦波tuf1和tff2，画出此时的波形。
3)让这两列波形再通过低通滤波器sw1和sw2得到这两列基带调制波形g1a和g2a.画出其波形。
4)最后将两列波g1a和g2a通过抽样判决器，画出其波形st，并与之前调制后的波形sn做对比。
四、设计结果及分析
1．信号产生 波形figure(1)
图4-1 figure(1)
figure(1)分析：第一幅图现实了此时产生的二进制序列是1011011011，第二和第三幅图片是频率为20hz的载波tuf1和频率为100hz的载波tuf2的波形。2．信号调制 波形figure(2)
图4-2 figure(2)
figure(2)分析：由于产生的随即序列是1011011011，对比上面figure2可以看出，波形较疏的是tuf1，波形较密的是tuf2，上图呈现的序列是：1011011011，与调制波相符。3.信号解调 波形figure(3)
图4-3 figure(3)
figure(3)分析：经过带通滤波器之后滤出了频率为f1和f2的载波，从figure(2)和figure(3)的对比可以看出这一步做对了。波形figure(4)
图4-4 figure(4)
figure(4)分析：这是两列信号经过相干解调乘以同频同相的载波之后得到的波形，可以看出figure(4)比figure(3)的波形更密了。波形figure(5)
图4-5 figure(5)figure(5)分析：经过低通滤波器之后，调制信号被滤出来了，第一幅为tuf1，滤波后的序列为：1011011011，与之前的调制信号相同。第二幅图为：0100100100，与调制信号相反，这是因为在程序中队调制信号取反之后才和tuf2相乘的。波形figure(6)
图4-6 figure(6)figure(6)分析：经过抽样判决之后，恢复出来的基带信号是：1011011011，与调制信号一样，从原始波形也可以看出，解调后的波形与调制信号相同。2FSK调制解调实现。4.课程设计程序： fs=2000;%抽样频率 dt=1/fs;f1=20;%定义两列载波的频率 f2=100;a=round(rand(1,10));%产生二进制随机序列 g1=a;g2=~a;g11=(ones(1,2000))'*g1;%产生方波信号 g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);tuf1=cos(2*pi*f1.*t)tuf2=cos(2*pi*f2.*t)
subplot(311)n=0:9;x=square(1,50);stem([0:9],a*x);grid;xlabel('二进制随机序列')ylabel('幅度')
subplot(312);plot(t,tuf1);title('频率为f1的余弦波')ylabel('幅度')
subplot(313);plot(t,tuf2);title('频率为f2的余弦波')ylabel('幅度')
figure(2)fsk1=g1a.*tuf1;fsk2=g2a.*tuf2;fsk=fsk1+fsk2;no=0.01*randn(1,t1);%噪声 sn=fsk+no;subplot(211);plot(t,fsk);title('2fsk波形')ylabel('幅度')
subplot(212);plot(t,sn);title('加入高斯噪声后的2fsk波形')ylabel('幅度的大小')xlabel('t')
figure(3)%FSK解调
b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]);%设置带宽参数
H1=filter(b1,1,sn);%b1为分子，1为分母，sn为滤波器输入序列 H2=filter(b2,1,sn);%噪声信号同时通过两个滤波器 subplot(211);plot(t,H1);
title('经过带通滤波器H1后的波形')%画出经过H1滤波器后的波形 ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,H2);%画出经过滤波器二后的波形 title('经过带通滤波器H2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')sw1=H1.*H1;%相干解调乘以同频同相的载波 sw2=H2.*H2;%经过相乘器
figure(4)subplot(211);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形')%画出乘以同频同相载波后的波形 ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sw2);13
title('经过相乘器h2后的波形')ylabel('.幅度')xlabel('t')bn=fir1(101,[2/800 10/800]);%经过低通滤波器
figure(5)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title('经过低通滤波器sw1后的波形')%ylabel('幅度')%subplot(212);plot(t,st2);title('经过低通滤波器sw2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%判决
for i=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);end end
figure(6)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形')%ylabel('幅度')14
经过低通滤波器，滤出频率为f1,f2的基带调制信号波形 画出经过抽样判决的波形
subplot(212);plot(t,sn);title('原始的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')
五、心得体会
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个课程设计过程做一下简单的总结。第一，查资料室做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆或上网找相关资料虽说是比较原始的方式，但也有可取之处。不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。第二，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所给的课程也大概有了一些了解，这一步就在这样的基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。第三，有了研究方向，就该动手实现了。其实以前的两步都是为这一步作的铺垫。
本次课程设计主要涉及到了通信原理和MATLB的相关知识与运用，主要有基带信号的调制原理及方法、低通和带通滤波器等等，加深了对上述相关知识的了解，使自己更深刻理解了调制与解调的原理和实现方法，以及基本掌握了MATLAB的基本应用。因为是以所学理论为基础，所以在课程设计的过程中，我又重温2FSK的调制与解调等知识，更加熟悉了MATLB里面的Simulink工具箱，学会了独立建立模型，分析调制与解调结果，和加入噪声之后的情况，通过自己不断的调试，更好的理解加入噪声对信道的影响。
这次课程设计对我的自身能力有了进一步了解。第一点，这进一步端正了我的学习态度，学会了实事求是、严谨的作风，提高了动手能力。也要对自己严格要求，不能够一知半解，要力求明明白白。浮躁的性格对于搞设计来说或者学习是致命的，一定要静下心来，踏实的做事。第二点，我觉得动手之前，头脑里必须清楚应该怎么做，这一点是很重要的，所谓三思而后行。
在这次课程设计中我们遇到了许多的困难，由于粗心大意出了一些简单的错误，浪费了许多时间去改正。还好在同学和老师的帮组下，给我指出了错误的原因以及改正的方法，我们组才顺利的完成了本次课程设计。通过这次课程设计，15
我学到了很多书本上没有的知识。锻炼了我们独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。而且本次设计有自己和本组成员共同完成。加强了和别人沟通的能力以及团队精神，对我们走向社会是个很好的锻炼。这个课程设计完成仓促，在编程过程中，我发现自己的程序还有很多地方可以完善，其中若有不足之前，请老师指出，我将及时改正。
六、参考文献
[1] 王兴亮 编著，《数字通信原理与技术》，西安电子科技大学出版社，第二版
[2] 徐明远 邵玉斌 编著，《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》，西安电子科技大学出版社，2005 [3] 孙屹 吴磊编著, 《Simulink通信仿真开发手册》,国防工业出版社,2003 [4] 黄葆华 牟华坤编著，《通信原理》，先电子科技大学出版社
第五篇：通信原理实验报告
一、设计目的和意义1、2、3、熟练地掌握matlab在数字通信工程方面的应用。了解信号处理系统的设计方法和步骤。
理解2FSK调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK的调制解调，画出各个阶段的波形。
4、5、学习信号调制与解调的相关知识。
通过编程、调试掌握matlab软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣；
二、设计原理
1．2FSK介绍：
数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制的频率。
2．2FSK调制原理
2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：
图2 调制原理框图 3．2FSK解调原理
2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：
图3 相干解调原理框图
三、详细设计步骤
本试验采用两种方式实现FSK的调制 方式一：
产生二进制随机的矩形基带信号，再对基带信号进行取反，得到反基带信号。分别用不同频率的载频对它们进行调制。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：
e2FSK(t){Acos(1tn)Acos(2tn)
典型波形如下图所示。由图可见,2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：s2FSK(t)[ang(tnTs)]cos(1tn)[ang(tnTs)]cos(2tn)nn_
zak s1(t)1011001t s2(t)tcos(w1t+θn)tcos(w2t+φn)ts1(t)cos(w1t+θn)t s2(t)cos(w2t+φn)t2FSK信号t
图1 原理框图 方式一源代码与实验结果： clear all close all Fc=10;%载频
Fs=100;%系统采样频率 Fd=1;%码速率 N=Fs/Fd;df=10;M=2;i=10;%基带信号码元数 j=5000;a=round(rand(1,i));%产生随机序列 t=linspace(0,5,j);f1=10;%载波1频率 f2=5;%载波2频率 fm=i/5;%基带信号频率 B1=2*f1;%载波1带宽 B2=2*f2;%载波2带宽
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end st2=t;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反 for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;else st2(n)=1;end end;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);title('基带信号反码');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=cos(2*pi*f1*t);s2=cos(2*pi*f2*t);subplot(413)plot(s1);title('载波信号1');subplot(414), plot(s2);title('载波信号2');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(311);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(312);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;%合成调制信号 subplot(313);plot(t,e_fsk);%画出调制信号 title('2FSK信号')figure(3)title('加噪后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');e_fsk=awgn(e_fsk,60);%对调制信号加入噪声 plot(t,e_fsk);
方式二：
直接用2FSK的调制与解调函数dmod与ddemod函数对信号进行调制与解调，用加噪函数awgn对已调信号进行加噪，再用求误码率函数symerr 和simbasebandex求出误码率和信噪比并画出其图像。方式二源代码与实验结果：
Fc=10;
%载频
Fs=100;
%系统采样频率
Fd=1;
%码速率
N=Fs/Fd;
df=10;
numSymb=25;%进行仿真的信息代码个数 M=2;
%进制数
SNRpBit=60;%信噪比
SNR=SNRpBit/log2(M);
seed=[12345 54321];
numPlot=25;
%产生25个二进制随机码
x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]);%产生25个二进制随机码
figure(1)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
title('二进制随机序列')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);%产生调制信号 numModPlot=numPlot*Fs;
t=[0:numModPlot-1]./Fs;
figure(2)
plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出调制信号 axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);
title('调制后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
randn('state',seed(2));
y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信号中加入高斯白噪声
figure(3)
plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出经过信道的实际信号
axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);
title('加入高斯白噪声后的已调信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');%相干解调
z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);
%带输出波形的相干M元频移键控解调
figure(4)stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro')axis([0 numPlot-0.5 1.5]);title('相干解调后的信号')xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');figure(5)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
hold on;
stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');
hold off;
axis([0 numPlot-0.5 1.5]);
title('相干解调后的信号原序列比较')legend('原输入二进制随机序列','相干解调后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');%误码率统计
[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);figure(6)
simbasebandex([0:1:5]);
title('相干解调后误码率统计')
实验总结：
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