模拟通信和数字通信的意思
利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的，称为模拟通信。模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号，数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点:1、保密性差模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。2、抗干扰能力弱电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多。
数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。定义1：采用数字信号传输信息的通信方式。数字信号是指其信息由若干明确规定的离散值来表示，而这些离散值的特征量是可以按时间提取的时间离散信号。所属学科：定义2：用数字信号作为载体来传输信息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
数字通信的特点
1 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累;
2 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性;
3 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网。
4 在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输。在系统中对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号。数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务。
5 数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强。数字通信的缺点是比模拟信号占带宽，然而，由于毫米波和光纤通信的出现，带宽已不成问题。
一、判断题（共10道小题，共50.0分） 1.数字通信系统只需做到位同步和帧同步，便可保证通信的正常进行。 A.正确 B.错误 2.收端定时系统产生位脉冲、路脉冲等的方法与发端一样。 A.正确 B.错误 3.PCM30/32路系统信令码的编码没有任何限制。 A.正确 B.错误
4.帧同步码位选得越长越好。 A.正确 B.错误 5.A律13折线编码器（即逐次渐近型编码器）编出的码字是非线性码。 A.正确 B.错误 6.A律13折线编码器和解码器均要进行7/11变换。 A.正确 B.错误 7.逐次渐近型编码器中
B.错误 8.N不变时，非均匀量化与均匀量化相比，大、小信号的量化误差均减小。 A.正确 B.错误 9.抽样时若不满足抽样定理会产生量化误差。 A.正确 B.错误 10.时分多路复用的方法不能用于模拟通信。 A.正确
二、单项选择题（共10道小题，共50.0分） 1.前方保护的前提状态（即前方保护之前系统所处状态）是（）。 A.同步状态 B.捕捉状态 C.失步状态 D.后方保护 2.PCM30/32路系统第23路信令码的传输位置（即在帧结构中的位置）为（）。 A.F７帧TS16的前４位码 B.F７帧TS16的后４位码 C.F8 帧TS16 的前４位码 D.F8 帧TS16 的后４位码
3.PCM30/32路系统传输复帧同步码的位置为（）。 A.Fo帧TS16前4位码 B.Fo帧TS16后4位码 C.F1帧TS16前4位码 D.F1帧TS16后4位码 4.PCM30/32路系统帧同步码的码型为（）。 A.0011011 B.0110110 C.0000 D.1101110 5.PCM30/32路系统传输帧同步码的时隙为（）。 A.TS0时隙 B.奇帧TS0时隙
习题 6.1 设计能检测分组中所有1、3、5、7位错误图样的（n ，k ）奇偶校验码。求出n 和k 的值。如果信道码元错误概率是10-2，试求不能检测分组错误的概率。 解：()()7,8,=k n ()()()826446288168148128p p p p p p p P nd ???? ??+-???? ??+-???? ??+-???? ??= ()() ()() ()()() 3 8 24 26 2 4 24 2 6 22 2 10*6.210101102810110701011028--------=+-+-+-=nd p 6.2 计算将12位数据序列编码为（24，12）线性分组码后的错误概率。假定码本能够纠正所有的1位、2位错误图样，而不能纠正所有2位以上的错误图样。同时，假定信道码元错误概率为10-3。 解：()()() ∑=----=-??? ? ???-???? ??= 24 3621 3332410*98.110110324124k k k M p p k P 6.3 考虑一个能纠正3个错误的（127，92）线性分组码。 a ）如果信道码元错误概率为10-3，对于未编码的92位信息，其消息错误概率是多少？ b ）如果信道码元错误概率为10-3，对于使用（127，92）分组编码的信息，其消息错误概率是多少。 解：（a ） () 292 3 10*8.81011--=--=v m P (b) ()()() ∑=----=-??? ? ???-???? ??=127 46123 3 4312710*14.91011041271127k k k c m p p k P 6.4 假定采用相关BPSK 解调，接收E b /N 0=10dB ，计算使用（24，12）纠双错线性分组码，编码前后消息差错概率性能的改善。 解：() ()610210*05.4247.412147.410*222 ---==?==??? ? ??=e e x Q Q N E Q P x o b M ππ () 512 6 10*86.410*05.411--=--=v m P 对于（24,12）编码，码率是21，由于o c N E 比 o b N E 小3dB ，所以数据速率是非编码速 率的两倍 01.57==dB N E o c
实验1:用 Verilog HDL 程序实现乘法器 1实验要求: (1) 编写乘法器的 Veirlog HDL 程序. (2) 编写配套的测试基准. (3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证 (4) 注意乘法逻辑电路的设计. 2 试验程序： Module multiplier(input rst,input clk,input [3:0]multiplicand, input [3:0]multiplier,input start_sig,output done_sig,output [7:0]result); reg [3:0]i; reg [7:0]r_result; reg r_done_sig; reg [7:0]intermediate; always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst ) begin i<=4'b0; r_result<=8'b0; end else if(start_sig) begin case(i) 0: begin intermediate<={4'b0,multiplicand}; r_result<=8'b0; i<=i+1; end 1,2,3,4: begin if(multiplier[i-1]) begin r_result<=r_result+intermediate; end intermediate<={intermediate[6:0],1'b0}; i<=i+1; end 5: begin r_done_sig<=1'b1;
i<=i+1; end 6: begin r_done_sig<=1'b0; i<=1'b0; end endcase end assign result=r_done_sig?r_result:8'bz; assign done_sig=r_done_sig; endmodule3 测试基准： `timescale 1 ps/ 1 ps module multiplier_simulation(); reg clk; reg rst; reg [3:0]multiplicand; reg [3:0]multiplier; reg start_sig; wire done_sig; wire [7:0]result; /***********************************/ initial begin rst = 0; #10; rst = 1; clk = 1; forever #10 clk = ~clk; end /***********************************/ multiplier U1 ( .clk(clk), .rst(rst), .multiplicand(multiplicand), .multiplier(multiplier), .result(result), .done_sig(done_sig), .start_sig(start_sig) ); reg [3:0]i; always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst )
第一章 1.你对信息技术如何理解？信息时代的概念是什么？ 答：信息技术是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生和控制的技术，是解放、扩展人的信息功能的技术。概念是信息技术为核心推动经济和社会形态发生重大变革。 2.NII GII的含义是什么？ 答：NII国家信息基础结构行动计划。GII全球信息基础设施。 3.现代通信的基本特征是什么？它的核心是什么？ 答：现代通信的基本特征是数字化，核心是计算机技术。 4.数字通信与模拟通信的主要区别是什么？试举例说明人们日常生活中的信息服务，哪些是模拟通信，哪些是数字通信。 答：模拟信号的电信号在时间上、瞬时值上是连续的，模拟信号技术简单，成本低，缺点是干扰严重，频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成和设备庞大等。数字信号在时间，瞬时值上是离散的，编为1或0的脉冲信号。 5.数字通信的主要特点有哪些？ 答：数字通信便于存储、处理；数字信号便于交换和传输；数字信号便于组成多路通信系统；便于组成数字网；数字化技术便于通信设备小型化、微型化；数字通信抗干扰性强，噪声不积累。 6.为什么说数字通信抗干扰性强？噪声不积累？ 答：在模拟通信中，由于传输的信号是模拟信号，因此
很难把噪声干扰分开而去掉，随着传输距离的增加，信号的传输质量会越来越恶化。在数字通信中，传输的是脉冲信号，这些信号在传输过程中，也同样会有能量损失，受到噪声干扰，当信噪比还未恶化到一定程度时，可在适当距离或信号终端经过再生的方法，使之恢复原来的脉冲信号，消除干扰和噪声积累，就可以实现长距离高质量的通信。 7.你对网络全球化如何理解？它对人类生活将带来什么样的影响？ 答：我认为网络全球化是以内特网为全球范围的公共网，用户数量与日俱增，全球各大网络公司抢占内特网网络资源，各国政府高度重视，投资研发的网络，全球网络化的发展趋势是即能实现各国国情的应用服务，又能实现突破地区、国家界限的世界服务，使世界越来越小。 8.什么是现代通信？它与信息网关系如何？ 答：现代通信就是数字通信系统与计算机融合，实现信源到信宿之间完成数字信号处理、传输和交换全过程。 信息网是多种通信系统综合应用的产物，信息网源于通信系统，但高于通信系统，通信系统是各种网不可缺少的物质基础。通信系统可以独立地存在并组成网络，而通信网不可能离开系统而单独存在。 9.信息网的网络拓扑结构有哪几种类型，各自有何特点？ 答：有星型网，以一中点向四周辐射，现在的程控交换局与其所在的各电话用户的连线就是这种结构。
课程名称数字通信综合实验 题目数字频带传输系统的仿真 专业电子信息工程 班级 学号 姓名 指导教师 地点 时间：2015年7月04日至2015年7月08日
摘要 此次课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台对2ASK频带传输系统仿真，并把运行仿真结果输入到显示器，根据显示器结果分析设计的系统性能。在设计中，目的主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK调制。产生一段随机的二进制非归零码的频带信号，对其进行ASK调制后再加入加性高斯白噪声传输，在接收端对其进行ASK解调以恢复原信号，观察还原是否成功。通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK 调制与解调情况。 关键词：Simulink ；高斯白噪声；调制与解调
第1章前言 (4) 1.设计平台 (4) 2. Simulink (5) 第2章通信技术的历史和发展 (7) 2.1通信的概念 (7) 2.2 通信的发展史简介 (9) 2.3通信技术的发展现状和趋势 (9) 第3章2ASK的基本原理 (10) 3.1 2ASK定义 (10) 3.2 2ASK的调制 (11) 3.3 2ASK的解调 (11) 第4章2ASK频带系统设计方案 (12) 4.1仿真系统的调制与解调过程 (12) 4.2 SIMULINK下2ASK系统的设计 (12) 第5章仿真结果分析 (17) 第6章出现的问题及解决方法 (23) 第7章总结 (24) 参考文献 (24)
第1章前言 在现代数字通信系统中，频带传输系统的应用最为突出。将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换为适合在频带上传输的频带信号，传输这个信号的系统就称为频带传输系统。在频带传输系统中，根据数字信号对载波不同参数的控制，形成不同的频带调制方法。幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波数字形式的调制信号在控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。本设计中选择正弦波作为载波，用一个二进制基带信号对载波信号的振幅进行调制，载波数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送，调制后的信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍，此制称为二进制振幅键控信号。 数字调制就是对基带数据信号进行变换，实现信号频谱的“搬移”数据的发送端进行搬移的过程称作“调制”，在称作调制器的设备中完成。在数据的接收端，有一个相反的变换被称作“解调”的过程，解调过程在称作解调器的设备中完成。经过调制的后的信号在一个很高的频段上占有一定的带宽，由于所处频段很高，使得其最高频率和最低频率的相对偏差变小（最高频率和最低频率的比值略大于1），这样的信号称为频带信号或射频信号，相应的传输系统称作频带传输系统。 数字频带传输系统或带通信号是现代通信系统的非常重要部分，通过调制来时信号与信道特新相匹配从而达到效果、传输为目的。数字频带传输系统既可用于低速数据信道，而可以用于中、高速数字信道，其应用很广泛，因此研究数字频带传输系统具有非常重要的义。理解和掌握二进制数字调制通信系统的各个关键环节，包括调制、解调、滤波、传输、噪声对通信质量的影响等。在数字信号处理实验课的基础上更加深入的掌握数字滤波器的设计原理及实现方法。是学习者对系统各关键点的信号波形及频谱有深刻的认识。设计或分析一个简单的通信系统，可以进一步理解通信系统的基本组成、模拟通信和数字通信的基础理论、通信系统发射端信号的形成及接收端信号解调的原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识。 1.设计平台 MATLAB是美国MathWorks公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型
北京邮电大学高等函授教育、远程教育《数字通信技术与应用》综合练习题答案 一、填空题 1、幅度连续幅值是离散的 2、频分制时分制 3、幅度时间模拟 4、有效性可靠性 5、抽样量化编码 6、译码低通 7、是根据语音信号波形的特点，将其转换为数字信号 8、提取语音信号的一些特征参量对其进行编码 9、时间上抽样定理 10、幅度上 11、均匀量化非均匀量化 12、=△/2 >△/2 13、模拟压扩法直接非均匀编解码法 14、起始电平量化间隔 15、127 128△ 32△ 512△ 16△ 64△ 56△ 1024△ 16、125μs 256比特 8000 17、传帧同步码和失步告警码 传各路信令码、复帧同步码及复帧对告码 TS1～TS15、TS17～TS31
18、抽样合路分路 19、256kHz 8个控制编、解码用 20、防止假失步（m-1）Ts 同步状态 21、防止伪同步（n-1）Ts 捕捉状态 22、PCM复用数字复接数字复接 23、同步复接 复接时造成重叠和错位 24、按位复接按字复接按位复接 25、同步复接异步复接 26、100．38μs 848bit 27、820bit 28bit 4bit 28、插入码元去掉插入的码元（削插） 29、光纤同步信息传输 30、电接口光接口 31、段开销净负荷管理单元指针 32、终端复用器分插复用器再生中继器 同步数字交叉连接设备 33、未经调制变换的数字信号 从零开始的某一段频带 34、未经调制变换的基带数字信号直接在电缆信道上传输 35、NRZ码 36、10 37、3个 38、码间干扰误码 39、再生中继器 40、均衡放大定时钟提取抽样判决与码形成
第一章通信系统概述 1.1 通信系统模型 一、通信的定义 1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容 ﹙包括语音、图象、文字等﹚ 人与人之间要互通情报，交换消息，这就需要消息的传递。古代的烽火台、金鼓、旌旗，现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等，都是人们用来传递信息的方式。 2.信号：与消息一一对应的电量。它是消息的物质载体，即消息是寄托在电信号的某一参量上。 3．通信就是由一地向另一地传递消息。 二、电通信 1．定义 利用“电”来传递信息，是一种最有效的传输方式，这种通信方式称为电通信。 2．特点 电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效，而又准确、可靠的传递。 电通信一般指电信，即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统，对于消息、
情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。 （1）模拟信号与数字信号：按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。 模拟信号：信号的取值是连续的。 数字信号：信号的取值是离散的。 （2）基带信号与频带信号：按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。 基带信号：发信源发出的信号。 频带信号：通过调制将基带信号变换为频带信号。 基带传输：在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。 频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。（FM、AM、MODEM） 三、通信系统的模型 1.通信系统的一般模型 (1)通信系统：通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。 (2)通信系统的基本模型
●发信源：是消息的产生来源，其作用是将消息变换成原始电信号。变换：将 非电物理量转换为掂量。 信源可分为模拟信源和离散信源。模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号；离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。 ●发送设备：作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信 号。它要完成调制、放大、滤波、发射等。在数字通信系统中还要包括编码 和加密。 ●信道：是传输的媒介。信道的传输性能直接影响到通信质量。 ●噪声源：将各种噪声干扰集中在一起并归结为由信道引入，这样处理是为了 分析问题的方便。 ●接收设备：完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等，将接收到 的信号转换成信息信号。 ●收信者：把信息信号还原为相应的消息。 2．模拟通信系统模型。
通信系统采用数字化有何优点 数字信号及数字通信有许多独特的优点： ①数字信号便于存储、处理(加密等)。 ②数字信号便于交换和传输。 ③数字信号便于组成数字多路通信(系统)。 ④便于组成数字网。 ⑤数字化技术便于通信设备小型化、微型化。 ⑥数字通信抗干扰性强，噪声不积累。 1)通信网中为什么要引入交换技术 无交换的多个终端要实现相互间通信，必须以全互连的方式两两相连。 若终端数为n，则线对数为C2n= n(n-1)/2 （当终端n=100时，线对数=100X(100-1)/2=4950） 全互连式连接存在下列一些缺点： (1)当存在N个终端时，需用N(N-1)/2条线对，线对数量以终端数的平方增加。 (2) 当这些终端分别位于相距很远的两地时，两地间需要大量的长线路。 (3) 每个终端都有N-l对线与其它终端相接，因而每个终端需要N-1个线路接口。 (4) 增加第N+1个终端时，必须增设N对线路。当N较大时，无法实用化。 (5) 由于每个用户处的出线过多，因此维护工作量较大。 如果在用户分布密集的中心安装一个设备——交换机(switch，也叫交换节点)，每个用户的终端设备经各自的专用线路连接到交换机上，就可以克服全互连式连接存在的问题。 2)某用户在2小时内发生了4次呼叫，各次呼叫持续时间为400s，600s，500s，300s，则 该用户产生的话务量及呼叫强度各为 h=（400+600+500+300）/4=450s=0.125h av 话务流量A1为0.25爱尔兰，呼叫强度为2次/h 白痴找不见的题：简述我国电信网的主要网络组织结构 从网络功能来看，整个电信网分为三个部分： ?传送网 ?交换网（已经逐渐融入传送网和接入网） ?接入网 按照电信网的概念，电信网可以分为两部分： ?核心网 ?接入网 核心网(CN)：包括长途网、中继网； 接入网(AN)任务：将所有用户接入到核心网； 3)简述信令系统设计的三个方面 信令系统设计包括三个方面：信令定义、信令编码、信令传输。 （1）信令定义：信令系统必须定义一组信令，应包括指导通信设备接续话路和维持其自
数字通信系统总结性复习 通信系统分为基带和频带传输两类。 数字基带通信系统模型 高速数字通信系统模型 一、A/D转换： 作用：完成模拟信号到数字信号的转换； 过程：采样、量化、编码 方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制ADPCM 1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内 码，具体例子见习题答案。 2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位 编码。 a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt； b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps； 3、PCM与△M的比较： a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量 比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道， 而PCM要求10-4～10-6 b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简 单。 4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码， 其编码可采用N位二进制码。 5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化 二、信源编码：
作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性； 信源分类：语音信号和图像信号 语音压缩编码： 1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码 2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音 编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他 图像编码： 1、图像可压缩的原因:(1) 图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信 息的感受度低. 2、基本的图像压缩编码方法： i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准 ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码标准 iii.MPEG-2：一般视频编码标准 iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准 v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准 vi.H.263：极低码速率的编码标准 3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象 三、码型编码： 目的：选择适合于信道传输特性的码型。 基本的常用码型及特点： NRZ码：无定时 归零码：可提供定时信息 双极性码：减少直流分量，判决电平为“0” HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中 编码步骤： 1）1→+B、-B 2) 经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V， V与前面的B极性一致 差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1” 四、信道编码： 作用：纠检错，提高可靠性 基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制） 常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。 CRC循环冗余编码步骤： 1）生成码：由生成多项式得生成码 2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k） 3）循环码：信息码+监督码 五、其他 眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。 加密： 1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时 2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。
数字通信小结: ?数字通信的主要优缺点: 优点 ?抗干扰、抗噪声性能好。 ?差错可控。 ?易加密。 ?易于与现代技术相结合。 缺点 频带利用率不高 需要严格的同步系统 ?通信系统的有效性指标(计算传码率转换关系 : 有效性:指通信系统传输消息的― 速率‖ 问题, 即快慢问题。● 码元传输速率(又可称为码元速率、传码率等 单位时间 (每秒钟内传输码元 (symbol 符号的数目,单位为波特 (Baud,用符号R B 来表示。码元速率是码元速率 R B 与码元宽度 T b 有关: ● 信息传输速率 (又可称为传信率、比特率 单位时间 (每秒钟内传送的信息量,单位为比特 /秒 (bit/s, 简记为 b/s或 bps ,用符号 R b 表示。通常认为一个二进制码元所携带的信息量为 1bit 。 例:若一个系统在单位时间内传送了 2400个二进制码元, b B T R 1
则系统的传码率为 2400B ,系统的传信率为 2400 bps。 若系统在单位时间内传送了 2400个四进制码元,则系统的传码率为 2400B ,系统的传信率为 2400×2=4800 bps。● R b 与 R B 之间的互换 在二进制中,码元速率 R B2同信息速率 R b2的关系在数值上相等,但单位不同。 在多进制中, R B N (波特率与 R b N (比特率之间数值不同,单位亦不同。它们之间在数值上有如下关系式 ● 频带利用率 单位频带内码元(或信息传输速率的大小。 (频带利用率越高,说明通信系统的传输效率越高频带宽度 B 的大小取决于码元速率 R B 。 例已知二进制数字信号在 2min 内共传送了 72 000个码元, (1 问其码元速率和信息速率各为多少 ? (2 如果码元宽度不变 (即码元速率不变 ,但改为八进制数字信号, 则其码元速率为多少 ? 信息速率又为多少 ? 解 (1 在 2×60s 内传送了 72 000个码元 R B2=72 000/(2×60=600 (B R b2=R B2=600 (b/s N R R BN bN 2log ?=(/ B R Baud H z B η=/( b R bit s H z B η=?
数字通信系统中信道编码技术的研究 xx (xx，湖北武汉，xx) 摘要：目前，中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第2位，上网用户也在不断增加，中国的信息通信制造业也得到很大的发展。中国将加快建设新一代信息通信网络技术、生产体系。在信息通信网络的高速发展下，要有效地提高传输速率，然而在实际信道上传输数字信号时，由于信道特性的不理想以及加性噪声和人为干扰的影响，系统输出的数字信息不可避免地会出现差错。因此，为了保证通信内容的可靠性和准确性，每一个数字通信系统对输出信息码的差错概率即误码率都有一定的要求。 为了降低误码率，常用的方法有两种：一种是降低数字信道本身引起的误码，可采取的方法有：选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加信号的发送能量、选择有较强的抗干扰能力的调制解调方案等； 另一种方法就是采用差错控制措施，使用信道编码。在许多情况下，信道的改善是不可能的或是不经济的，这时只能采用信道编码方法。因此实现信道编码方法具有重要的意义。 关键词：信道；误码率；信道编码 1. 信道编码 在数字电视和通信系统中，为提高信息传输可靠性，广泛使用了具有一定纠错能力的信道编码技术，如奇偶校验码、行列监督码、恒比码、汉明码、循环码（CRC）等编码技术。信道编码的本质是增加通信的可靠性，或者说增加整个系统的抗干扰性。对信道编码有以下要求：1.透明性：要求对所传消息的内容不加任何限制；2.有纠错能力；3.效率高：为了与信道频谱匹配和具有纠错能力，通常要向原信号添加一些码，要求加入最少的比特数而得到最大的利益；4.包含适当的定时信息。在这些要求中，除编码的必须信息外，所作的处理主要有两条：一是要求码列的频谱特性适应通道的频谱特性从而使传输过程中能量损失最小，提高信噪比。减少发生差错的可能性；二是增加纠错能力，使得即便出现差错，也能得到纠正。 2.三种不同系统的无线信道 （1）数字微波中继通信系统中的无线信道 一般意义下的数字微波中继系统主要用于固定站点之间的无线通信，通常使用1GHZ以上的频段，采用视距通信。为了能够传输更远的距离，需要微波站建设在海拔较高的地方，通常在站点设计时使用微波链路满足自由空间传播条件，即视线距离地面有足够的余隙，此时信号的衰减近似看作只有由于距离的增加而带来的信号能量的扩散，信道条件比较稳定。 （2）短波电离层信道 对于短波电离层信道，电离层随机扰动和多径效应是最主要的特点。电离层扰动本质上决定了短波电离层反射通信的特点，即信道不稳定，信号的起伏和衰落较大。多径效应是指无线信号经过
北京联合大学《通信原理》实验报告 科目：通信原理实验 教师：许学梅 班级: 200908030201 姓名: 王国显 学号: 2009080302104 时间: 2012.11.20
实验四、2PSK传输系统设计与仿真 一、实验目的 1.．在前面2PSK调制系统设计与仿真实验的基础上，通过本实验建立起 BPSK 传输系统的概念。 2.深入理解、掌握二进制相移键控技术（2PSK）的调制/解调原理及在数字 通信传输系统中的应用。 3.掌握（2PSK）调制/解调传输系统模型的构建技术。 4.掌握（2PSK）调制/解调的设计与实现方法。 5.深入理解、分析、掌握二进制相移键控（2PSK）调制/解调传输系统各模 块间参数的设置及相互间的关联与影响。 6.能够按不同用户的技术指标需求，进行（2PSK）调制/解调传输系统的设 计。 7.掌握（2PSK）调制/解调传输系统的测试方法。 8.掌握对（2PSK）调制/解调传输系统的相关参数、信号波形及频谱进行分 析的方法。 9.对比原始发送数据信号经调制/与解调系统传输后，还原的数据信号是否 与原始发送数据信号一致。 二、实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块） 1.PC机一台 2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System –2005A 3.计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等 4.元器件模块： （1）Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）； （2）Data数字序列信号发生器（Data generator）； （3）信号类型转换器（Signal Converters）： TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器； （4）TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）； （5） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）； （6） DF数据流控制器(Data Flow Controller)； （7） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）； （8） VAR变量和方程式模块(器件)（Variables and Equations Component）。 （9）时钟源Clock， （10）抽样保持器SampleAndHold， （11）带通滤波器BPF_RaisedCosineTimed， （12）低通滤波器为LPF_RaisedCosineTimed，
《数字通信原理》习题解答 第1章概述 1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。 答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号，即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答：数字通信的特点是： （1）抗干扰性强，无噪声积累； （2）便于加密处理； （3）采用时分复用实现多路通信；
（4）设备便于集成化、微型化； （5）占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1 ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。 答：符号速率为 信息传输速率为 1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 答： 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为 ，可传输 的比特率，试问其频带利用率为多少
? 答：频带利用率为 1-8数字通信技术的发展趋势是什么？ 答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。 第2章数字终端编码技术 ——语声信号数字化 2-1 语声信号的编码可分为哪几种？ 答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM、ADPCM等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。 2-2 PCM通信系统中A／D变换、D／A变换分别经过哪几步? 答：PCM通信系统中A／D变换包括抽样、量化、编码三步； D／A变换包括解码和低通两部分。 2-3 某模拟信号频谱如题图2-1所示，（1）求满足抽样定理时的抽样频率 并画出抽样信号的频谱（设 ）。（2）若 画出抽样信号的频谱，并说明此频谱出现什么现象?
第七章 7.1画出K =3，效率为1/3，生成多项式如下所示的编码状态图、树状图和网格图： g 1(X ) = X + X 2 g 2(X ) = 1 + X g 3(X ) = 1 + X + X 2 + + + 状态图如下： 10 01 11 00 000 001 010100 101 011 111 110 树状图如下： 21)(x x x g += x x g +=1)(2 231)(x x x g ++=
1 a 000011a b 011111100 000011111100101110010001 a b c d 000 网格图如下： b=10 d=11 000 011 101 110 111 100010 001 a=00 c=01 7.2假定K =3，效率为1/2的二进制卷积码，其部分状态图如图P7.1所示，画出完整的状态图，并画出编码器的示意图。
图P7.1 g02 g12 g22 g21 g 11g 01 假设一初始状态00→10，分支字为11，此脉冲为10201==g g 。 接下来设状态变为01，分支字为10，脉冲变为0,11211==g g 。 再设状态变化为11→11，分支字为00，此脉冲为1,02221==g g 。 因此，编码器、完整的状态图如下：
+ + 10 01 11 00 00 00 1101 01 11 10 10 7.3画出图P7.2方框图描述的卷积码编码器的状态图、树状图和网格图。
图P7.2 状态图： 10 01 11 00 00 10 0001 11 10 11 01 树状图：
《数字通信技术》综合习题1 1．理解基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。答： 基带信号－直接由信息转换得到的电信号，二进制编码中，符号'1'和'0'用相应脉冲波形的"正"和"负"或脉冲的"有"和"无"来表示。由于频带从零开始一直扩展到很宽，因此属于基带信号。 频带信号－基带信号经过各种正弦调制后，把基带信号的频谱搬移到比较高的频率范围的信号。 模拟信号：信号中代表消息的电参量的状态数为无穷多个，在幅度上和时间上连续变化的信号。这种信号称为模拟信号。举例：以信号电压幅度变化图示举例。 数字信号：相对模拟信号，若代表消息的电参量的状态数为有限个，则称之为数字信号。举例：以信号电压幅度变化图示表示。 相对而言，模拟信号比较适合于传输，数字信号则比较适合于处理。 3．试述数字通信的特点。 答： 与模拟系统相比，数字通信系统有以下优点： 1、抗干扰能力强，无噪声积累； 2、利于与计算机技术结合，进行信号的存储和处理，提高了通信效率； 3、便于加密，保密性强； 4、数字通信系统可以传输各种信息；
与模拟系统相比，数字通信系统有以下缺点： 1、与模拟通信系统比较，占据的带宽较宽，频带利用率不高。 2、数字通信系统对同步要求高，系统设备比较复杂，要有集成电路技术作基础。 4、解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。答： 有效性：指消息传输的多少。即指单位时间内，在给定信道所传输信息内容的多少。 可靠性：指消息传输的质量，即指接收信息的准确程度。 数字通信系统中有效性采用码元速率RB和信息速率Rb来表示： 1、码元速率RB：指单位时间传输码元的数目。单位为波特，记为Baud 或B。码元速率与进制无关，只与码元宽度有关。 码元速率又叫调制速率。它表示调制过程中，单位时间调制信号波（即码元）的变换次数。 图示表示：调制速率的概念,一个单位调制信号波的长度为T秒，则调制速率为1/T。 2、信息速率Rb：指每秒钟传输的信息量。单位：比特/秒，记为bit/s 或b/s或bps。注意在实际系统中常用比特率（单位bps）衡量一个系统的传输速率，其一般指的是单位时间内传输的二进制信号的位数，而不是信息速率的概念。 数字通信系统的可靠性常用差错率来表示，即信号传输过程中出错的概率，常用误码率和误信率表示。
数字通信系统的应用与发展趋势 发表时间：2018-12-25T10:45:27.833Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：姜鹏张钊诚柴炯炯[导读] 摘要：数字通信是通信行业发展的必然趋势，也是万千用户的愿望所归。 河南理工大学河南焦作 454000 摘要：数字通信是通信行业发展的必然趋势，也是万千用户的愿望所归。数字通信可以大大改善通信质量、提高通信传播速率、丰富通信内容。数字通信也促进了经济的发展进步，本文介绍了数字通信系统的优点和数字通信系统的应用。并简述数字通信技术的发展趋势。希望能以此提高现代通信的稳定性与高效性，进而促进社会向着更好的方向发展。 关键词：数字通信；应用；发展趋势 1 引言 数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式[1]。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号[2]。无论在时间上还是幅度上，它都属于离散的负载数据信息的信号。数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质[3]。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种[4]。 2 数字通信系统的优点 （1）数字信号具有极强的抗干涉能力。由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，而且噪声会跟随信号的传输而进行放大，这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号，虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰，但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰[5]。 （2）数字信号更适合进行高质量的远距离通信。在数字通信系统当中利用再生中继方式，能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响，所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信，通信质量也依然能够得到有效保证。 （3）数字信号具有更强的保密性。与现代技术相结合的形式非常简便，目前的终端接口都采用数字信号。 （4）数字信号应用范围广。数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求，例如电话、电报、图像以及数据传输等等，它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现信息传输的保密处理，便于实现计算机通信网的管理等优点。 3 数字通信系统的应用 编码、调制、解调、解码以及过滤等都是数字通信系统的关键性技术，其中数字信号的调制以及解调更是被广泛各个行业广泛应用。当前，调幅、调相以及调频是最为常见的三种调制方式，数字调制可将信号源转换成符合信道传输数据的格式，通俗说来即是在保证信号传播安全、信息完整的前提下，通过数字调制，将基带信号转变为带通信号[6]。 通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信，从公用移动网络到专用网络，从而实现全球化的数字通信理念[7]。并且，通过现有的综合业务数字网络为基础，通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围，而且还具有更加经济以及灵活的特点，能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善，利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变，还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备，为了提高长距离传输的经济性，未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势，而且随着数字集成电路技术的发展，数字通信系统的设备制造也越来越容易，成本更低、可靠性也更高。 此外，数字通信息系统还可为全球数字化的实现贡献一份力量。用户可通过网络接口，在一地方、任一时间与现有的综合业务数字网络连接，从中获取互联网、多媒体、通话等服务。我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输。 4 数字通信技术的发展趋势 数字通信逐渐占主宰地位，接替原来的模拟通信。程控更换已占优势，取代原来的机电交换，计算机软件技术的重要性十分突出。信息时代的主要标志是电子计算机，而程控交换机又是通信与计算机的结合，这就促使通信的现代化不断前进。 终端技术将朝着数字化、智能化，高效率和多媒体方向发展。通信技术现代化首先要求信息业务的信号要数字化，随着光纤通信技术和交换技术的发展，新型的通信系统倾向于数字化。微电子技术和微处理技术应用于通信设备，必将使终端设备智能化和小型化。传输技术特朝着高速率、大容量远距离和用户线数字化方向发展。 5 总结 综上所述，数字通信网技术在现代社会发展中占有举足轻重的地位，直接影响着国民经济发展与人们的生活质量。目前，我国数字压缩技术已经日臻成熟，通信网中的数据业务也越来越完善，为数字通信网技术的快速发展奠定了坚实基础，有利于提高智能化水平，为人们带来更加优质的通信体验。在光纤传输媒介还没有完全普及以前，数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输，但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统的发展，它将真正便利我们的生活，促进经济的发展和社会的进步。 参考文献： [1]王小文，阎兵早.无线移动激光数字通信系统的设计[J].激光杂志，2017，38（08）：168-171. [2]蔡巧恋.常用数字通信信号的参数估计研究[D].电子科技大学，2013. [3]魏海红.基于数字通信系统特点及应用方法的探究[J].电子世界，2013（07）：10-11. [4]马俊杰.浅谈数字通信的优点以及应用[J].价值工程，2012，31（09）：145. [5]王方淳.数字通信信号模拟器的设计与实现技术[D].西安电子科技大学，2011. [6]张永芹.数字通信系统基带接收机的设计与实现[D].南京理工大学，2010.