现代数字通信技术
数字通信技术解析
数字通信技术解析概述数字通信技术是指利用数字信号进行信息传输并实现通信的技术。
相比于传统模拟通信技术，数字通信技术具有易于处理、稳定性高、抗干扰性能强等优势。
数字通信技术的发展历程可以追溯到上世纪60年代，随着计算机技术和通信技术的快速发展，数字通信技术得到了广泛应用，极大地促进了社会信息化进程。
数字信号的基本概念数字信号是指使用离散的、有限的数学数值来表示连续实物量的信号。
数字信号的特点是离散性、量化和编码。
离散性是指信号只在一定的时间间隔内取样，并用取样值的离散集合代表连续信息；量化是指将样本值转换为数字；编码是指将数字转换为二进制数字进行传输。
数字通信系统的组成数字通信系统由信源、发送设备、传输信道、接收设备和信宿等部分组成。
信源是指产生信息的设备，如计算机、手机等；发送设备将信息转化为数字信号，并通过传输信道进行传输；传输信道是指信号传输的介质，如电报线路、光纤等；接收设备通过解调、译码等处理对信号进行解析并还原为原始信息；信宿是指信息的终点，如人或计算机等。
数字通信系统的技术特点•对噪声的抵抗能力强：数字通信信号在传输过程中具有误差校正和差错控制的能力，能够自动修正因传输噪声引起的错误，抵抗能力强；•可以灵活地实现信号的调制、解调和编解码处理，在各种信道环境和传输速率条件下进行高效的通信；•数字通信系统的波特率可以高得多，能够在有限的频谱宽度上实现更高的传输速率。
数字调制技术数字调制技术是将数字信号转换为模拟信号的重要技术。
数字调制技术包括ASK（Amplitude Shift Keying）、FSK（Frequency Shift Keying）、PSK（Phase Shift Keying）等方法。
其中，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种复合调制技术，结合了ASK和PSK方法，可在有限的频率和带宽条件下实现多路数据传输。
数字信号处理技术数字信号处理（DSP）技术是数字通信技术的关键技术之一，主要包括滤波、抽样、量化、编码、解码、差错控制等技术。
数字通信的主要技术指标
数字通信的主要技术指标数字通信是一种利用数字技术进行通信的方式，是现代通信技术的主要形式之一。
数字通信的主要技术指标涉及到数据传输速率、信噪比、误码率等方面。
本文将从以下几个方面来详细阐述数字通信的主要技术指标。
1. 数据传输速率数据传输速率是指数字通信系统中数据传输的速度，通常用比特/秒（bit/s）或其衍生单位来描述，例如千兆比特/秒（Gbps）等。
数据传输速率与数字信号的带宽有关，带宽越大数据传输速率越快。
数字通信系统的数据传输速率直接影响着通信系统的吞吐量，是衡量数字通信系统传输效率的重要指标。
2. 信噪比信噪比是指信号与背景噪声的比值，通常用分贝来表示。
在数字通信系统中，信噪比的大小与数字信号的质量密切相关。
信噪比越高，数字信号的质量就越好，反之则越差。
数字通信系统需要在保证一定信噪比的情况下，尽可能提高数据传输速率，以提高传输效率。
3. 误码率误码率是指数字信号中出现误码的概率。
误码率对数字通信系统的可靠性和稳定性有着直接的影响。
数字通信系统需要在保证一定的误码率的情况下，尽可能提高数据传输速率，以提高传输效率。
误码率还与数字信号的编码方式和解码方式有关，不同的编码方式和解码方式对误码率的影响也不同。
4. 抗干扰能力数字通信系统需要具备一定的抗干扰能力，能够减少外界干扰对数字信号的影响。
数字通信系统可以采用多种抗干扰技术，如信道编码、差错控制等技术来提高系统的抗干扰能力，保证数字信号的质量和稳定性。
综上所述，数字通信的主要技术指标涉及到数据传输速率、信噪比、误码率和抗干扰能力等方面。
数字通信系统需要在保证可靠性和稳定性的前提下，尽可能提高传输速率和效率。
随着数字通信技术的不断发展，数字通信的主要技术指标也在不断优化和提高，为人们的生活和工作带来了更加便捷和高效的通信方式。
现代数字通信技术.
3．信道
信道是指传输信号的通道，从 发送设备到接收设备之间信号传递 所经过的媒介，可以是无线的，也 可以是有线的，有线和无线均有多 种传输媒介。 信道既给信号以通路，也要对 信号产生各种干扰和噪声，传输媒 介的固有特性和干扰直接关系到通 信的质量。
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4．接收设备
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4．数字卫星通信
早期的时分多址卫星系统就是数字式的。 从体制上看，目前已有单路单载波（SCPC） 的SPADE系统、时分多路频分多址系统、时 分多址数字卫星通信系统。近年来甚小口径终 端（VSAT）数据卫星通信系统取得了很大的 进展和广泛的应用。大量的个人计算机通过卫 星通信连接成卫星数据网，其造价低廉、安装 容易、使用灵活，受到广大用户的欢迎。近年 来，我国已引进VSAT技术，并在许多部门建 立了VSAT通信网。我国卫星通信的发展也将 以数字卫星通信为主。
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5．数字光纤通信
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4．调制与解调
调制是把各种数字信息脉冲转换成适于信道传输 的调制信号波形。解调是对收到的信号转换成原始数 字信息脉冲。 数字调制技术可分为幅度键控（ASK）、频移键 控（FSK）、相移键控（PSK）、连续相位调制 （CPM），以及它们的各种组合。 在接收端可以进行相干解调或非相干解调，前者 需要知道载波的相位才能检测，后者则不需要。对高 斯噪声下信号的检测，一般用相关接收机或匹配滤波 器。各种不同的调制方式具有不同的检测性能。 标志各种调制方式的性能指标为比特差错概率， 它是比特能量与噪声功率谱密度之比的函数。
通信的最终目的是为了有效和可靠地 获取、传递和交换信息。 信息可以有多种多样表现形式，如语 音、文字、数据、图像等。 传递或交换信息所需的一切技术设备 的总和称为通信系统。
现代通信技术基础PPT.
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2.1 概 述
❖ 通信系统是构成各种通信网的基础。数字通信已成为现代 通信技术的主流。数字通信系统中融合了计算机软硬件技 术，是构成现代通信网的基础。
❖ 按照信道传送信号的不同，通信可以分为模拟通信和数字 通信。
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2.1.1 通信系统研究的主要问题
❖ 模拟通信系统研究的主要问题：
❖ 收发两端的变换过程以及基带信号的特性。 ❖ 调制与解调原理。 ❖ 信道与噪声的特性及其对信号传输的影响。 ❖ 噪声存在条件下的系统性能。
提下，尽可能地去除或降低信号中冗余信息，以减小传输所 用带宽。
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模拟信号的数字化处理
❖ 对时间连续和取值连续的原始语音和图像等模拟信号，若 以数字方式进行传输，在发送端应先进行模／数（A／D） 变换， 将原始信号转换为时间离散和取值离散的数字信号
模拟信号的数字化处理
❖ 模拟信号数字化过程： ①抽样：用时间间隔确定的信号样值序列来代替原在时间上连
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内容简介
❖2.4 数字信号的基带传输 ▪ 数字信号传输的基本概念 ▪ 再生中继与均衡技术 ▪ 数字传输的常用码型
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内容简介
❖2.5 调制技术 ▪ 调制的基本概念 ▪ 模拟调制技术 ▪ 基本数字调制技术 ▪ 现代数字调制技术
现代通信技术专业课程
现代通信技术专业课程一、引言现代通信技术是指利用各种通信设备和技术手段，实现信息传递和交流的过程。
随着信息时代的到来，通信技术的重要性日益凸显。
现代通信技术专业课程就是为了培养掌握通信技术理论和实践操作的专业人才而设立的。
二、课程概述1. 课程目标现代通信技术专业课程的主要目标是培养学生掌握通信技术的基本理论和实践技能，具备设计、分析和维护通信系统的能力，为信息社会的发展做出贡献。
2. 课程设置现代通信技术专业课程包括基础课程和专业课程两个部分。
基础课程主要涵盖数学、物理、电路等基础知识，为后续的专业课程打下坚实的基础。
专业课程包括通信原理、通信网络、数字信号处理、无线通信等内容，涵盖了通信技术的各个方面。
三、课程内容1. 通信原理通信原理是现代通信技术专业课程中的核心内容。
该课程主要介绍了通信系统的基本原理，包括信号调制与解调技术、信道编码与解码技术、信道等效模型等。
学习该课程可以帮助学生理解信号在传输过程中的特点和变化规律，为后续的通信技术学习打下基础。
2. 通信网络通信网络是现代通信技术的重要组成部分。
该课程主要介绍了计算机网络和通信网络的基本原理和技术，包括网络拓扑结构、网络协议、路由算法等。
学习该课程可以帮助学生了解网络通信的基本原理和技术，为网络通信系统的设计和实现提供支持。
3. 数字信号处理数字信号处理是现代通信技术中不可或缺的一部分。
该课程主要介绍了数字信号的采样、量化、编码和解码等基本原理和技术，以及信号处理的算法和方法。
学习该课程可以帮助学生掌握数字信号处理的基本理论和实践技能，为数字通信系统的设计和优化提供支持。
4. 无线通信无线通信是现代通信技术中的一个重要方向。
该课程主要介绍了无线通信系统的基本原理和技术，包括无线信道的特点、无线传输技术、无线接入技术等。
学习该课程可以帮助学生了解无线通信的基本原理和技术，为无线通信系统的设计和优化提供支持。
四、课程实践现代通信技术专业课程注重理论与实践相结合。
重庆邮电大学-现代通信技术课件-数据通信
3
异步传输
4
不需要时钟信号，通过特殊的起始和 结束符号进行同步。
串行传输
在单个通道上逐位传输，不能同时传 输多个位。
同步传输
数据按照时钟信号传输，收发双方时 钟同步。
数据通信的信号类型
1 模拟信号
连续变化的信号，例如声音信号等。
2 数字信号
离散的信号，只包含0和1的信号。
数据通信的传输介质
有线介质
香农定理
信号的最高速率取决于频带宽度和信噪比。
奈奎斯特采样定理
采样的频率应大于信号最高频率的两倍，以 保证信号的完整性。
调制技术
调制是指将数字信号转换为适合传输的模拟 信号的过程，常见的调制技术包括调幅、调 频、调相等。
数据通信的传输方式
1
并行传输
2
ห้องสมุดไป่ตู้
在多个通道上同时传输多位数据，速
度较快，但需要的芯片数量较多。
现代通信技术ppt课件-数 据通信
重庆邮电大学-现代通信技术ppt课件-数据通信。在这个世界上，数据传输变 得越来越重要。本课程将介绍数据通信的基础知识，以及与之相关的技术和 概念。
什么是数据通信
1 传输数据
数据通信是指通过特定介质，以二进制信号的形式在两个或多个设备之间传送数据的过 程。
2 信息交流
使用电缆或光纤等有线介质进行数据传输。优 点是稳定可靠，传输距离远，但安装和维护成 本高。
无线介质
使用无线电波等无线介质进行数据传输。优点 是灵活可移动，但传输距离短，受干扰影响较 大。
数据通信的传输误码率
纠错编码
在传输过程中对数据进行差错检测和纠正，提高 传输质量。
CRC校验技术
通过计算每个数据块的校验和，检验接收到的数 据块是否正确。
北邮现代通信技术实验报告
北邮现代通信技术实验报告实验名称：现代通信技术实验实验目的：1. 理解现代通信技术的基本理论和原理。
2. 掌握数字通信系统的基本组成和工作流程。
3. 熟悉通信系统中信号的调制与解调过程。
4. 学会使用通信系统实验设备，进行实验操作和数据分析。
实验原理：现代通信技术主要依赖于数字信号处理技术，通过数字信号的调制与解调实现信息的传输。
在本实验中，我们将学习数字通信系统中的信号调制方法，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK），以及相应的解调技术。
实验设备与材料：1. 计算机一台，安装有通信仿真软件。
2. 通信原理实验箱一套，包括调制解调模块、信号源模块等。
3. 通信信号发生器。
4. 示波器。
实验步骤：1. 打开通信仿真软件，设置实验参数，如信号频率、调制方式等。
2. 使用通信信号发生器产生模拟信号，输入到通信原理实验箱的信号源模块。
3. 通过实验箱的调制模块对信号进行调制，观察示波器上信号的变化。
4. 将调制后的信号传输至解调模块，观察解调后的信号波形。
5. 记录实验数据，包括调制前后的信号波形、频谱特性等。
实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 调制信号与原始信号的波形对比，展示了调制过程中信号的变化。
2. 解调后的信号与原始信号的对比，验证了调制解调技术的准确性。
3. 通过频谱分析，观察到调制信号的频谱特性，理解了调制对信号频谱的影响。
实验分析：在实验过程中，我们发现不同调制方式对信号的影响各有不同。
例如，ASK调制主要改变信号的幅度，而FSK和PSK调制则分别改变信号的频率和相位。
通过解调过程，我们能够从调制信号中恢复出原始信号，验证了通信系统的有效性。
实验结论：通过本次实验，我们深入理解了现代通信技术中的数字信号调制与解调过程。
实验结果表明，通过合理的调制解调技术，可以有效实现信息的传输和恢复。
同时，实验也加深了我们对通信系统基本原理的认识，为进一步学习通信技术打下了坚实的基础。
现代通信技术专业课程表
现代通信技术专业课程表第一学期1. 通信原理与技术- 课程简介：介绍通信系统的基本原理和技术，包括信号传输、调制解调、编解码等内容。
- 主要内容：信号与系统、调制与解调技术、数字通信基础、编码与解码原理等。
- 学习目标：了解通信系统的基本原理，掌握调制解调技术，理解数字通信的基本概念。
2. 电磁场与微波技术- 课程简介：介绍电磁场的基本理论和微波技术的应用，包括电磁波传输、天线设计等内容。
- 主要内容：电磁场理论、电磁波传输、微波器件与电路、天线设计等。
- 学习目标：掌握电磁场的基本理论，了解微波技术在通信系统中的应用。
3. 数字信号处理- 课程简介：介绍数字信号处理的基本概念和算法，包括数字滤波、谱分析等内容。
- 主要内容：离散时间信号与系统、数字滤波器设计、谱分析、数字信号处理算法等。
- 学习目标：理解数字信号处理的基本概念，掌握数字滤波和谱分析的基本方法。
第二学期1. 光纤通信技术- 课程简介：介绍光纤通信的原理和技术，包括光纤传输、光纤放大等内容。
- 主要内容：光纤的基本原理、光纤传输特性、光纤放大技术、光纤通信系统等。
- 学习目标：了解光纤通信的基本原理，掌握光纤传输和光纤放大的技术。
2. 无线通信技术- 课程简介：介绍无线通信的基本原理和技术，包括调制解调、无线信道等内容。
- 主要内容：无线通信系统、调制解调技术、无线信道特性、无线网络等。
- 学习目标：了解无线通信的基本原理，掌握无线调制解调和无线信道的特性。
3. 通信网络与协议- 课程简介：介绍通信网络的结构和协议，包括互联网、传输控制协议等内容。
- 主要内容：通信网络结构、互联网协议、传输控制协议、网络安全等。
- 学习目标：了解通信网络的基本结构，掌握互联网协议和传输控制协议的工作原理。
以上是现代通信技术专业的典型课程表。
通过这些课程的学习，学生将全面了解通信系统的原理和技术，掌握通信设备的设计与调试方法，为未来从事通信领域的工作打下坚实的基础。
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数字通信系统设计的目标，一方面 是设法消除或补偿整信理pp道t 引起的信号失真， 17
7．同步与数字复接
• 位（比特）同步 • 载波同步 • 帧同步 • 网同步 • 数字复接是依据时分复用原理完成
数码流合并的技术
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§1. 3 数字通信的主要特点
规则进行编码，在接收端按一定的规则进行解 码，看其编码规则是否遭到破坏，从解码过程
中发现错误或纠正错误。
线性分组码，循环码、汉明码、格雷码、
BCH码、RS码等
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4．调制与解调
调制是把各种数字信息脉冲转换成适于 信道传输的调制信号波形。解调是对收到的 信号转换成原始数字信息脉冲。
数字调制技术可分为幅度键控（ASK）、 频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、连续 相位调制（CPM），以及它们的各种组合。
此外通信系统除了完成信息传递之外，
还必须进行信息的交换。传输系统和交换
系统共同组成一个完整的通信系统，乃至
通信网络。
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通信系统的分类
• 按通信的业务和用途分类
常规通信-话务通信/非话务通信 控制通信
• 按调制方式分类
基带传输，调制传输
• 按传输信号的特征分类
模拟通信系统，数字通信系统
• 按传送信号的复用方式分类
• 同步要求高，系统设备比较复杂
然而，随着社会生产力的发展， 信息越来越宝贵和重要，保密要求 也越来越高，因而实际中往往宁可 牺牲系统频带而采用保密数字通信， 至于在系统频带富裕的场合，如毫 米波通信、光通信等场合，数字通 信几乎成了唯一的选择。
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§l．4 数字通信系统的主要性能指标
• 有效性：在给定信道内能传输的
频分复用、时分复用、码分复用
• 按传输媒介分类
有线：明线、电缆、光缆信道 无线：短波电离整理层pp传t 播、微波视距传播、 10
§1．2 数字通信及其主要技术
信
信源
加
信道 多路
调
源
编码
密
编码 复用
制
多
发射
址
设备
同步与定时
噪声+干扰 信道
信
信源
解
信道 多路
解
宿
解码
密
译码 分接
调
多
接收
址
设备
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3．信道
信道是指传输信号的通道， 从发送设备到接收设备之间信 号传递所经过的媒介，可以是 无线的，也可以是有线的，有 线和无线均有多种传输媒介。
信道既给信号以通路，也
要对信号产生各种干扰和噪声，
传输媒介的固有特性和干扰直
接关系到通信的质量。
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4．接收设备
接收设备的基本功能是完成 发送设备的反变换，即进行解调、 译码、解码等等。
在接收端对接收到的数字
序列进行解密，恢复明文。
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3．信道编码与解码
数字信号在信道传输时，由于噪声、衰 落以及人为干扰等，将会引起差错。信道编码 的目的就是提高通信抗干扰能力，尽可能地控 制差错。
• 波形编码：改善波形检测性能。双极性波形、
正交波形、多元波形、双正交波形等。
• 差错控制编码：对传输的原始信息按一定编码
它的任务是从带有干扰的信 号中正确恢复出原始消息来，对 于多路复用信号，还包括解除多 路复用，实现正确分路。
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多数情况下，信源兼为信宿，通信的 双方需要随时交流信息，因而要求双向通 信。
通信双方都要有发送设备和接收设备， 如果两个方向有各自的传输媒介，则双方 都可独立进行发送和接收。
但若共用一个传输媒介，则用频率或 时间分割的办法来共享。
现代数字通信技术
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1
§1 概述
§1.1 通信系统的组成和分类
§1.2 数字通信及主要技术
§1.3 数字通信的主要特点
§l.4 数字通信系统的主要性能 指标
§1.5 数字通信的发展趋势
本课程的主要内容
参考书目
整理ppt
2
§1.1 通信系统的组成和分类
通信的最终目的是为了有效和 可靠地获取、传递和交换信息。
也可以是连续的模拟信源。
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2．发送设备
发送设备的基本功能是将信源和 传输媒介匹配起来，即将信源产生的 消息信号变换为便于传送的信号形式， 送往传输媒介。
变换方式是多种多样的，在需要 频谱搬移的场合，调制是最常见的变 换方式。
发送设备还包括为达到某些特殊
要求而进行的种种处理，如多路复用、
保密处理、纠错编整理码ppt 处理等等。
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1．信源编码与解码
• 将信源的模拟信号转变成数字
信号，即模／数变换；
• 降低数字信号的数码率，即数
据压缩。
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2．加密与解密
数字信号比起模拟信号来 易于加密，且效果也好。
加密器可以产生密码，人 为地将输人明文数字序列进行 扰乱。
编码可以采用周期非常长 的伪随机序列，甚至采用完全 无规律的噪声码。
信息可以有多种多样表现形式， 如语音、文字、数据、图像等。
传递或交换信息所需的一切技 术设备的总和称为通信系统。
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通信系统组成
信 息 源
发送 设备
传输 媒介
接收 设备
收 信 者
噪声源
Hale Waihona Puke 整理ppt41．信源和收信者（信宿）
• 信源是发出信息的源，信宿是
传输信息的归宿点。
• 信源可以是离散的数字信源，
1．抗干扰能力强，无噪声积累， 保证 较高的通信质量
2．便于加密处理，且保密强度高 3．数字信号便于直接与计算机接
口，形成智能网 4．高度的灵活性和通用性 5．设备便于集成化、微型化
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但是数字通信的许多优点都是 用比模拟通信占据更宽的系统频带 为代价而换取的。
• 数字通信的频带利用率不高
基本的方法有频分、时分、码分、 空分和极化波分。
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6．信道与噪声
通常数字信号可以在数字信道传输， 也可以经过调制变成频带信号通过模拟 信道传输。
信道既给传输数字信号以通路，又 给传输的数字信号以限制和影响。当数 字信号通过信道时，信号的功率也由于 信道的损耗而下降，而且信号还会受到 信道噪声的损害。
在接收端可以进行相干解调或非相干解 调，前者需要知道载波的相位才能检测，后 者则不需要。对高斯噪声下信号的检测，一 般用相关接收机或匹配滤波器。各种不同的 调制方式具有不同的检测性能。
标志各种调制方整式理pp的t 性能指标为比特差 15
5. 多路与多址
为了充分利用通信资源和增加总 的数据通信量，可以采用多路技术， 使多用户能够固定分配通信资源，采 用多址技术可以远程或动态变化地共 享通信资源。