1-2 通信系统的模型(数字通信系统优点)
《数字通信系统原理》(参考答案)复习要点及题
《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。
1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。
14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。
（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。
（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。
（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。
（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。
（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。
通信系统的模型及分类
基带的含义是指：频 谱从零频附近开始的 信号（如语音）；
3.数字通信系统模型
定义：信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统。
分类：数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统
和模拟信号数字化传输通信系统。
3.数字通信系统模型
1.数字频带传输系统
同步 信源 编码 器 加密 器 调制 器 信 道 解调 器 解密 器 译码 器 信宿
《现代通信技术》课程
通信系统的 模型及分类
目 录
01
通信系统的一般模型
02
03
模拟通信系统模型
数字通信系统模型
1.通信系统的一般模型
点对点通信
信源 发送设备 信道 接收设备 信宿
发送端
噪声源 通信系统一般模型
接收端
2.模拟通信系统模型
定义：信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。
信息源 调制器 信道 解调器 信宿
发送端 噪声源
接收端
模拟通信系统 一般模型
2.模拟通信系统模型
从理论上基带、基带信号、已调信号存在以下关系：
信源发出的原始电信 号是基带信号；
完成这种变换和反变换 的是调制器和解调器。 经过调制后的信号称为 已调信号；
01
02
03
04 已调信号有三个基本特征： 1）携带有信息，2）适合在信 道中传输，3）信号的频谱具有 带通形式且中心频率远离零频， 因而已调信号又称频带信号；
优点
便于与各种数字终端接口，利用现代计算技术对信息进
行处理、存储、变换； 便于加密处理，保密性强； 便于集成化，使通信设备微型化；
缺点
占据系统频带宽，频带利用率不高； 对同步要求高，系统设备比较复杂；
谢谢
通信原理 (完整)精选全文
数字通信的主要优点：
(a) 失真的数字信号
(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
数字通信的主要缺点：
➢ 占用带宽大 ➢ 设备复杂 ➢ 同步要求高
宽带通信、压缩编码 VLSI、SOC、ASIC 信号处理技术
应用实例：
➢ 数字传输技术：电话、电视、计算机数据等 信号的远距离传输。
➢ 模拟传输技术：有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。
狭义信道
有线信道 无线信道
中长波地波 短波电离层反射 超短波、微波视距传输 超短波、微波对流层散射 卫星中继
编码信道 调制信道
信 源
加 密 器
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
信 道
收 转 换 器
解 调 器
解解 码密 器器
信 宿
发送设备
噪 声
接收设备
广义信道
广义信道
调制信道：
调制器输出端到解调器输入端的所有设备和媒介。 研究调制和解调时，常用调制信道。 连续信道/模拟信道。
eo(t)
e0t htei t nt e0t kt ei t nt
n(t)
n(t): 加性干扰 k(t): 乘性干扰
k t 依赖于网络的特性，k t 反映网络特性对 ei t 的作用。
干扰
加性干扰：本地噪声
始终存在
乘性干扰：非理理想信道 与信号共存
sR t sT tht nt
乘性 加性
增量调制DM
军用、 民用电话
Hale Waihona Puke 差分脉码调制DPCM电视电话、 图像编码
其 他 语 言 编 码 方 式 中低速数字电话 ADPCM、 APC、 LPC
按信号复用方式分类
通信原理简答题及答案
通信原理简答题及答案第一章绪论1-2 何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利用数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗干扰能力强，无噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、储存；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：一般需要较大的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提高信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗干扰能力。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
1-5 按调制方式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式。
答：按照消息传递的方向与时间关系分类。
单工通信：消息只能单向传输。
半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。
全双工通信：通信双方可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信方式？他们的适用场合及特点？答：分为并行传输和串行传输方式。
并行传输一般用于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串行传输使用与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利用率。
数字通信系统的模型
数字通信系统的模型•数字通信系统的分类数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。
1. 数字频带传输通信系统数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。
例如前边提到的第二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。
另外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。
这是通过所谓的差错控制编码来实现的。
于是，就需要在发送端增加一个，而在接收端相应需要一个解码器。
第二，当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。
第三，由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有一个与发端相同的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。
另外，为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。
在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。
综上所述，点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。
需要说明的是，图中 / 、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节，在具体通信系统中是否全部采用，这要取决于具体设计条件和要求。
但在一个系统中，如果发端有调制 / 加密 / 编码，则收端必须有解调 / 解密 / 译码。
通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。
2. 数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 1-4 所示。
数字通信原理课后习题答案
《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1s μ，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 Bd N 66101011===-码元时间 信息传输速率为s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=⨯=⋅==1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。
答：76105.210221)()(-⨯=⨯⨯==N n P e 传输总码元发生误码个数1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //?答：频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//33=⨯⨯==（频带宽度信息传输速率η1-8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。
数字通信系统模型
数字通信系统模型数字通信系统的模型一般由三个主要的模块组成：源、通道、接收机。
源模块由信源、编码器组成，是数字信息的生产模块，其主要目的是将原始信息转换为适合处理和传输的数字格式。
通道模块是数字信息传输系统的核心，是将源模块生成的数字信息传输到接收机模块的中间设备。
接收机模块是接收并处理数字信息的部件，主要由解码器、微处理器组成，其完成的任务是将数字格式的信息恢复到原始信息的形式。
数字通信系统的模型还可以包括一些其它部件，例如：功率放大器、耦合器和滤波器等。
其中功率放大器是改善信号强度的一种设备，其目的是增强信号的幅值，使其满足接收机模块要求的接收信号强度。
耦合器可以是电绝缘耦合器或电容耦合器，主要用于连接不同信号源，防止电气脉冲冲击信号源，避免受到外界干扰。
滤波器是用来消除信号中杂散信号，使得信号变得更加清晰可靠的。
从理论上讲，数字通信系统的模型是一个大而包容的系统，由不同的模块和部件组成，它们之间的协作和相互作用共同完成了一个复杂的数字通信系统。
在具体应用中，数字通信系统的模型还会受到硬件和软件的限制，但根据不同的系统要求，它们的模型也会有所不同，比如出现某些模块和部件，或是网络的拓扑结构等。
数字通信系统模型是无线通信领域技术最重要的基础，它部署了更高级的通信技术，从而提高了无线通信信号的传输质量和可靠性。
例如，我们可以利用多路分集工艺将多种数字信号混合在一起，进行多种模式传输，从而提高信号传输速率，并有效抑制信号失真和扰动；另外，我们也可以采用调制解调器将模拟信号转换为数字信号，从而提升通信系统的可靠性。
从而可以看出，数字通信系统模型是当今无线通信领域中研究和开发最重要的模型之一，它已经成为无线通信技术的主导发展方向。
在今后的发展中，在数字通信系统模型的基础上，可以进一步探讨其他高级的无线通信技术，推动通信技术的发展，为人类建立完善的数字信息传输网络提供更多的可能性。
总之，数字通信系统的模型是有效的技术应用，它是无线通信领域技术发展的必要基础，为我们提供了更加可靠、高效的信息传输模式。
模拟通信与数字通信
模拟通信与数字通信一、通信系统中的消息和信号通信系统中的消息可以分为连续消息（模拟消息）和离散消息（数字消息）。
其中，连续消息的状态是连续变化的，如语音、图像等；离散消息的状态可数或离散，如符号、文字、数据等。
信号是消息的表现形式，消息被承载在电信号的某一参量上。
因此，信号可以分为模拟信号（电信号的该参量连续取值，如普通电话机收发的语音信号）和数字信号（电信号的该参量离散取值，如计算机内的PCI/ISA总线的信号）。
模拟信号是指信号波形随着信息的变化而变化，其特点是幅度随时间变化而连续变化。
模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号，由于其波形在时间上是离散的，因此又称离散信号。
但此信号的幅度是连续的，所以仍然是模拟信号。
电话、传真、电视信号都是模拟信号。
数字信号是指那些在时间上和数值上都离散的信号，一方面它们在时间上的变化是不连续的，总是发生在离散的瞬间；另一方面，它们的数值大小和增减变化，也都是采取数字的形式。
我们通常使用二进制数列来表示数字信号的数值，也就是0和1的状态。
模拟信号和数字信号可以互相转换。
因此，任何一个消息既可以用模拟信号表示，也可以用数字信号表示。
相应的，通信系统也可以分为模拟通信系统与数字通信系统两大类。
二、模拟通信系统（1）模拟通信系统的模型。
模拟通信系统在信道中传输的是模拟信号，其模型如图下所示。
其中，基带信号是由消息转化而来的原始模拟信号，一般含有直流和低频成分，不宜直接传输；已调信号是由基带信号转化来的、频域特性适合信道传输的信号，又称频带信号。
模拟通信系统的主要研究内容是不同信道条件下不同的调制解调方法。
（2）模拟通信系统的特点。
模拟通信系统的优点是直观且容易实现，其缺点主要体现在保密性差及抗干扰能力弱等方面。
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。
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2.数字基带传输通信系统 特点：没有调制器与解调器的数字系统。 3.模拟信号数字化传输通信系统 特点：模拟信号在数字系统中传输：A/D转 换与D/A转换。
数字通信与模拟通信比较
优点
抗干扰能力强，可消除噪声积累
采用差错控制技术，改善传输质量 便于与各种数字终端接口，利用现代计算技术对
通Байду номын сангаас原理
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通信系统模型
通信系统的一般模型（点对点通信）
信源 发送端
发送设 备
信道
接收设 备 接收端
信宿
噪声源 图1.1 通信系统一般 模型
模拟通信系统模型
定义：信道中传输模拟信号的系统称为 模拟通信系统。
模拟通信系统模型可由图 1.1 略加演变而成， 如图 1.2 所示。
信息进行处理、存储、变换 便于加密处理，保密性强 便于集成化，使通信设备微型化
缺点
占据系统频带宽，频带利用率不高
对同步要求高，系统设备比较复杂
数字通信系统的模型
定义：信道中传输数字信号的系统称为数
字通信系统。
分类：数字频带传输通信系统、数字基带
传输通信系统和模拟信号数字化传输通信 系统。
1.数字频带传输系统
同步 信 源 编 码 器 加 密 器 调 制 器 信 道 解 调 器 解 密 器 译 码 器 信 宿
噪声源 图1.3 数字频带通 信系统的一般模型
信息源 调制器 信道 解调器 信宿
发送端
噪声源 图1.2 模拟通信系统 一般模型
接收端
从理论上基带、基带信号、已调信号存在以下关系。
信源发出的原始电信号是基带信号。
基带的含义是指：频谱从零频附近开始的信 号（如语音）。
完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。 经过调制后的信号称为已调信号。 已调信号有三个基本特征：携带有信息， 适合在信道中传输，信号的频谱具有带 通形式且中心频率远离零频，因而已调信号 又称频带信号。