数字通信基础与应用
数字通信基础与应用(93).pptx
1
L2
L 2
i 1
2i
1
2
2
2i
1
2
2
1 L
L 22i 12
i 1
MQAM峰值功率与平均功率之比
k 1 L 12 1
2
L
L 22i 12
i 1
2
LL 12 L 22i 12
i 1
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
7
（4）QAM(续)
第9章 调制和编码的权衡
第9章 调制和编码的权衡
MQAM信号的误比特率PB 设采用格雷码编码使相邻信号对应的码组点间只有1比特的变
化，则误比特率为：
PB
1 log2
L
PE , MQAM
2(1 L1 log2 L
)
Q
3log2 L L2 1
2Eb N0
由带宽效率面可见，在多种调制解调系统中，MQAM系统的 性
能最接近香农信道容量的极限。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
12
THE END
谢谢观看
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20.11.2 220.11.22Sunday, November 22, 2020 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:17:2614:17:2614:1711/22/2020 2:17:26 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.2214:17:2614:17Nov-2022-Nov-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:17:2614:17:2614:17Sunday, November 22, 2020 13、志不立，天下无可成之事。20.11.2220.11.2214:17:2614:17:26November 22, 2020 • 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam
数字通信技术原理及其应用
数字通信技术原理及其应用摘要：随着时代的发展，通信技术不断优化创新，不断融入各个行业和领域，实现了更多新的应用场景。
数字通信技术能够传输多类型的数字信号，并且可以借助技术优势进一步提升信号传输的抗干扰性和安全性，这对信息时代的发展产生了积极的影响。
因此需要重视数字通信技术在各个方面的合理应用，发挥数字通信技术的优势，加快相关领域发展进程。
关键词：数字通信技术；原理；应用如今人们越来越离不开数字通信技术，这使数字通信技术在使用和发展的过程中能够不断优化更新。
鉴于数字通信技术应用领域比较广泛，在相关领域中也产生了很大的影响。
基于此，本文分析了数字通信技术的概念和优势，同时详分析了数字通信技术的原理，在此基础上提出数字通信技术的应用方法，以期为数字通信技术的普及应用提供参考。
1数字通信技术概述数字通信技术凭借信号调制和解调能够保证信号传输的可靠性，使其具有比较好的抗干扰性和保密性。
在数字通信技术中，信号调制和解调十分重要，调试工作需要从调幅、调频、调相等角度入手。
在这个过程中，工作人员需要根据基带信号的二进制取值，然后调制正弦波幅度，使正弦波幅度与基带信号的变化规律吻合，通过这种方式调制出准确的基带信号。
而调频技术则是对载波的频率进行调制，经过调制后正弦波和基带信号将会出现两种不同的频率，也就是1和0的取值。
工作人员对载波相位进行调制后，基带信号1和0的取值将会与载波相位对应，这是数字通信技术信号调制与解调的基本原理。
随着时代的发展和技术的进步，如今数字通信技术信号调制与解调方法也在不断改进，使数字通信技术可以为人们带来更多便捷。
2数字通信技术的原理分析数字通信技术主要是利用数字信号传输和共享信息，其本质是利用二进制码0和1来传递信息，因此使用通信技术时需要按照要求完成对信息的处理，只有这样才能保证信息传输的安全性和准确性[2]。
从数字通信系统的构成来看，信息源、信息发送设备、信道、信息接收设备和信宿是组成数字通信系统的关键，工作人员可利用这些环节对信号进行调制和解调，从而实现对信源的编码和解码，整个过程同步进行。
数字通信基础知识
1 接 收 设 备 发 送 设 备 接 收 设 备 …
(a)
(b)
1.1.3 通信方式
3. 按通信网络形式分
(a) 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式
终端A (a) 终端B 终端 A 终端 B 终端 C 终端 A 终端 B (b) 图1-3 终端 C … 终端 N (c) 终端 N 交换设备
1.3 通信技术发展概况
年到20世纪80 （2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信 ）近代通信阶段。 1948年到20世纪80年代光纤通信 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、 30多年 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字 传输理论及技术、 彩色电视、 卫星通信等方面的发展, 传输理论及技术 、 彩色电视 、 卫星通信等方面的发展 , 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 世纪80年代商用通信卫星、 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控 ）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20 20多 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20多 主要是卫星通信、 光纤通信、 移动通信、 年 , 主要是卫星通信 、 光纤通信 、 移动通信 、 多媒体通 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 3. 通信技术发展史上的重大事件 通信技术发展史上的重大事件 现把从1838年到20世纪80 1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 现把从1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 件列于表1 从中可清楚地看到通信的发展过程。 件列于表1-2，从中可清楚地看到通信的发展过程。 1Biblioteka 3.2 通信技术的现状和发展趋势
数字通信基础与应用
12
第2章 格式化与基带调制
二. 格式化模拟信息
混叠失真的一个例子：信号的波形/频率发生变化。
2001 Copyright
数字通信基础与应用
13
二. 格式化模拟信息
第2章 格式化与基带调制
消除混叠的方法：
（1）提高采用率，无失真，但采样的数据量增大。
2001 Copyright
数字通信基础与应用
数字通信－基础与应用
(2－1)
2001 Copyright
数字通信基础与应用
1
第2章 格式化和基带调制
一. 消息、字符和码元 消息一般由字符序列组成； 字符通常被转化成二进制比特流； 比特流在传输前组成M＝2K进制的码元； 码元被变化成特定的信号波形进行传输。
2001 Copyright
数字通信基础与应用
数字通信基础与应用
20
第2章 格式化与基带调制
带通抽样定理的证明(续) 如取满足（1）式的最小值，有
fS = 2fH/N = 2(B + MB/N)，则 (N-1)fS = 2fH – fS 因为 fS >= 2B，所以 (N-1)fS < = 2fH - 2B 从而有 (N-1)fS＋B < 2fH – B，即满足（2）式。
2
消息 、 字符 、 码元 和 波形
示例
第2章 格式化与基带调制
2001 Copyright
数字通信基础与应用
3
第2章 格式化与基带调制
二. 格式化模拟信息
1.低通采样定理 若采用间隔TS小于等于1/(2fM)，则频谱不超过fM赫兹的带
限信号可由其等间隔的采样值惟一确定。 采用频率fS＝2fM称为奈奎斯特频率。
数字通信—基础与应用(第二版)第二章答案章答案
第二章 习题2.1. 用八进制系统传输单词“HOW ”（a ）用7比特ACSII 码将单词“HOW ”编码为一比特序列，每个字符的第8位为检错位，它使8比特中1的总数为偶数。
试问该消息中共有几个比特？（b ）将比特流每3个比特分为1组，每组用1个八进制数（码元）表示。
试问该消息中共有几个八进制码元？（c ）若采用16进制系统，表示单词“HOW ”共需要几个码元？ （d ）若采用256进制系统，表示单词“HOW ”共需要几个码元？ (a) H0001001014243O1111001114243W1110101114243共24bit(b) {0000{4100{5101{7111{1001{7111{5101{3011共8个二进制码元(c)2464/bitssymbol bits symbol=(d)2483/bitssymbol bits symbol=2.2. 用M =16的多电平PAM 波形每秒传输800字符，本题中字符的定义与2.1题中相同，每个字符都由7位数据位加1位检错位组成。
（a ）比特传输速率为多少？ （b ）码元速率又为多少？(a) 800/8/6400/char s bits char bits s ⨯= (b)6400/1600/4/bits ssymbol s bits symbol=2.3. 用M =32的多电平PAM 波形在2秒内传输由文字与数字组成的100个字符的消息，本题中字符的定义与2.1题中相同，每个字符都由7位数据位加1位检错位组成。
（a ）计算比特传输速率与码元速率。
（b ）分别对16电平PAM 、8电平PAM 、4电平PAM 和PCM （二进制）波形重复计算（a ）。
(a) 100/28/400/char s bits char bits s ⨯=400/80/5/bits ssymbol s bits symbol=(b)16-level PCM ：400/,100/bits s symbol s 8-level PCM ：400/,133.3/bits s symbol s 4-level PCM ：400/,200/bits s symbol s 2-level PCM ：400/,400/bits s symbol s2.4. 对某模拟波形以奈奎斯特频率f s 进行自然抽样，试证明用图P2.1所示的恢复技术可由样值恢复原波形（与原波形成正比），参数mf s 为本振频率，m 为正整数。
浅述数字通信技术原理及其应用
引言
科技水平不断进步，智能手机的普及，现在人们生活离不 开数字通信技术，数字通信技术在发展过程中不断完善，我们要 理解数字通信技术基本原理是能更加应用数字通信技术，数字通 信技术应用领域比较广泛，并且取得一定成绩，数字通信技术的 应用促进了其他领域的快速发展，拉动我国经济的பைடு நூலகம்速发展。
1 数字通信技术的原理
TECHNOLOGY AND INFORMATION
信息化技术应用
浅述数字通信技术原理及其应用
邓红红 武警郑州支队 河南 郑州 450000
摘 要 不管是人们的日常生活还是工作生产都已经离不开通信技术，一旦出现特殊的社会环境，迫使人们不得不 减少外出而需要在室内完成工作或者学习，这时候就需要强大的通信网络来支撑，所以通信技术的发展显得至关重 要。随着社会的进步，对通信技术也不断提出更高的要求，只有满足这些需求，通信产业才能更好地生存和发展。 关键词 数字通信技术；原理；应用
合起来，形成一个系统。ISDN可实现各种通信业务的综合，还 可实现数字传输与数字交换的综合年；⑥易于集成化。这使得 通信设备可以缩小、缩小再缩小，变得更加方便携带，利于人 们的生活和推广。
2 数字通信技术的各方面应用 （1）电缆通信。电缆通信是最早的通信方式，其传输介
质是电缆，这种通信速度慢，其稳定性不好。电缆通信是最早通 信方式，在电话、电报等中有一定的应用，但随着互联网技术的 不断发展，通信技术的不断完善，现在光纤技术的不断发展与应 用，现在基本被光纤通信取代，现在很少有用电缆通信，但这是 一个时代的象征[2]。
数字通信系统的应用方法
数字通信系统的应用方法数字通信系统的应用方法数字通信系统的应用方法【1】摘要当前，数字通信技术越来越多的影响着我们的生活。
在对网络结构进行选择过程中，人们会考虑到各种因素，来使通信更加安全、可靠，来充分满足通信传输的时效性。
数字通信在一定程度上可以使网络结构更加简化，可以提高效率、节约成本。
随着数字通信的广泛应用，通信质量以及通信的传播速率都有了大大的提高，通信内容也得到了进一步的丰富。
本文主要在对数字通信的特点分析的基础上，介绍了数字通信优于其他通信技术的优势所在，并且研究了数字通信系统在实际中的应用。
【关键词】数字通信系统优点应用科技的进步推动着信息技术的不断发展，数字通信技术的开发为我们的生活带来了极大的便利，相对于传统的通信技术，数字通信技术在发展的过程中突显出了其优于传统通信方式的特点所在。
数字通信可以在一定程度上提高信息传输的质量与效率，使得信息的时效性能够得到一定的保障。
因此，在人们生活的方方面面都越来越离不开数字通信系统，数字通信系统的应用值得进一步探讨。
1 数字通信系统数字通信不同于传统的通信方式，它是借助于数字信号进行工作的，是将数字信号作为载体来对信息进行传输的，或者利用数字信号对载波进行数字调制后通过传统的通信方式进行的。
数字通信系统的技术设备主要有发射器、接收器以及传输介质。
数字通信系统的通信模式主要有三种，即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。
对数字通信的研究在一定程度上为传输信息以及设计存储介质提供了很大的方便。
首先，数字通信的信息源独立设计。
在信源编码器将信息转换为比特之后，信息就的存储以及传输都可以是没有差别的，此时通过对比特数据进行回复还可以将其中的信息进行重构，这样得到的信息与原始信息具有一致性，这说明信息的存储以及传输是不依赖于信息源的，不同的信息源通过转换都可以采用共同的通信媒介来传输，这种信道与信源的独立性是可以带来非常明显的经济效益的，可以大大降低通信成本。
数字通信原理与应用
数字通信原理与应用数字通信是指利用数字信号来传输和处理信息的通信方式。
它基于数字技术，通过将信息转换为离散的数值，在发送端和接收端之间进行传输和处理。
数字通信具有很多优点，例如抗干扰能力强、传输质量高、具备高速传输能力等。
本文将介绍数字通信的基本原理与应用。
一、数字通信的基本原理数字通信的基本原理包括信号的数字化、调制和解调、编码和译码三个过程。
1. 信号的数字化信号的数字化是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
它通常包括采样、量化和编码三个步骤。
采样是指将连续信号在时间上离散化，量化是将采样后的信号在幅度上离散化，编码是将量化后的信号用一系列二进制码表示。
2. 调制和解调调制是将数字信号转换为适合传输的模拟信号的过程，解调则是将接收到的模拟信号再转换为数字信号的过程。
常见的调制技术有频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）、振幅键控调制（ASK）等。
3. 编码和译码编码是为了提高信号传输的可靠性而对数字信号进行处理的过程，译码则是将接收到的编码信号解码为原始信号的过程。
常见的编码技术有差错检测编码（如循环冗余检测码）和差错纠正编码（如海明码）。
二、数字通信的应用领域数字通信在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了几个典型的应用领域。
1. 移动通信移动通信是数字通信的重要应用领域之一。
通过数字通信技术，可以实现无线电话、短信、数据传输等功能。
现代移动通信系统如GSM、CDMA等，都采用数字通信技术，提供了高质量和高可靠性的通信服务。
2. 互联网互联网的发展离不开数字通信技术的支持。
数字通信技术使得互联网可以传输大量的数据，并保证数据的完整性和可靠性。
互联网上的各种应用，如电子邮件、在线聊天、网页浏览等，都离不开数字通信技术的支持。
3. 电视和广播数字通信技术在电视和广播领域也得到了广泛的应用。
数字电视可以提供更清晰、更稳定的图像和声音，同时还可以提供增值的服务，如互动电视、点播等。
数字广播则可以提供更多的频道选择和更好的音质效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
2. 码型设计原则（续前）： d）具有一定的检错能力； e）误码增值影响小； f）对分组形式的传输码型，可恢复出分组同步信息； g）高频分量小以减少码间串扰、提高频带利用率； h）编译码（波形产生和变换）设备复杂性小。
次跃变代表“1”，不跃变则代表“0”；
bi--S码：每个码元开始时都发生跃变，如果在半个码元后再
次跃变代表“0”，不跃变则代表“1” (与bi--M码相反)。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
bi--L码的特点：
在每个码元中心出现电平跳变(分相/裂相)，有利于
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
6.PCM码字与码元
•第2章 格式化与基带调制
码元：每个M进制码元可携带的信息比特数k
k＝ log2M
相应地
M = 2k
PCM码字与传输码元（可以有亦可没有特定的关系）
• PCM码字
• 码元符号
• 码元波形
PPT文档演模板
2001 Copyright
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
随机序列S(t)的功率谱
•第2章 格式化与基带调制
式中，第一项为连续谱部分，第二项为离散谱（线谱）部分。
例1. 求双极性非归零码的功率谱。已知： an A -A
由 g1(t) = - g2(t)
Pn ½ ½
得 G1(f) = - G2(f)
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
差分码的优点：解决信号解调时信号的“0”“1”倒换问题；
（相位模糊问题,详见后。）
差分码的编码与解码
编码（异或运算）：
设输入信息码为 an，差分编码输出为bn ,则：
bn＝an bn-1
解码，因为： bn bn-1＝ (an bn-1) bn-1=
b）易于提取同步信号；
c）具有一定的检错功能；
d）……… 。
信道均衡：信道特性校正，减少由于信道畸变造成的码间串扰。
匹配滤波器：保证在抽样时刻，实现最大信噪比的信号提取。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
3. 数字基带信号的波形（码型）
•第2章 格式化与基带调制
1. 码型：数字基带信号的电/光脉冲波形表示。 2. 码型设计原则： （视不同的传输信道及要求，信号脉冲具有如下的若干特性) a）不含直流分量，易于实现交流耦合； b）对信源具有透明性，不受信源统计特性的影响（例如不会 由于信源的特性变化，过多的连“0”连“1”的个数影响信 号 频谱特性和同步性能等）； c）易于提取同步信号（含同步信息）；
B00…0V，或000…0V
其中：B脉冲符合极性交替的规律；
V脉冲破坏极性交替的规律（以便接收端识别）
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
HDB3码（一种最常用的HDBn码）
HDB3码的取代节选择规则：
前一破坏点极性 ＋ - +
-
前一脉冲极性 ＋ - -
基带信号波形示例： 二进制信息序列 PCM脉冲波形1 PCM脉冲波形2
PPT文档演模板
2001 Copyright
•第2章 格式化与基带调制
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
2. 基带传输系统的基本模型（续前）
波形变换：对数字代码进行信号的波形编码，使基带信号
a）适合在特定的信道中传输；
的功率谱 应为周期为T 的函数。
利用傅氏级数展开
式中
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
其中
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
利用周期信号与其功率谱间的关系 信号 的功率谱
（2）信号 的功率谱 信号的截短函数 两边取傅氏变换：
数字通信-基础与应用
PPT文档演模板
2020/11/21
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
•六、基带传输
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
1. 概述 (1) 数字基带信号：未经调制（频谱搬移）的、用以表示数字信 息的电脉冲信号称之。 (2) 数字基带信号频谱的特点：信号频谱占据从直流开始至某一 频率fm的低频段。 (3) 若把调制/解调过程看作广义信道的一部分，任何数字传输 系统均可看作数字基带传输系统。
1-p 1-p (1-p)2
1-p -p -(1-p)p p 1-p p(1-p)
-p 1-p -p(1-p) 1-p p
(1-p)p
得：
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
（2）若 m 等于 n，由 从而得：
•第2章 格式化与基带调制
信号 的功率谱：
综合（1）、（2）随机序列S(t)的功率谱
数字通信基础与应用
7.M进制脉冲调制方式
•第2章 格式化与基带调制
脉冲幅度调制（PAM）：利用脉冲的幅度变化携带信息；
脉冲位置调制（PPM）：利用脉冲的位置变化携带信息；
（等幅信号）
脉冲宽度调制（PWM）：利用脉冲的宽度变化携带信息。
•
（等幅信号）
• 若调制信息是经量化的信号时，相应的信号变化值是离
•第2章 格式化与基带调制
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•因为有：
•第2章 格式化与基带调制
求
，归结为求
（1）若 m 不等于 n，且假定bn与bm相互独立，则由
bm bn bmbn
p(bm) p(bn) p(bmbn)
1-p 1-p (1-p)2 p p
p2
-p -p p2
2020/11/21
数字通信基础与应用
时钟信号的提取。
bi--L码的形成:
由时钟和信息码（NRZ形式）模2和产生。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
曼切斯特码：一种均值为零的条件双相（bi-）码。
以太网采用曼彻斯特码作为传输码型。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
PPT文档演与应用
•第2章 格式化与基带调制
n阶高密度双极性码（HDBn码） HDBn码：AMI码的改进型，将连“0”电平的状态数限定为 n。
改进方法：若连“0”状态数>n，则对每n＋1位连“0”， 用特定
的码组取代之－－取代节。
取代节的编码方式，每个取代节共含n＋1个脉冲：
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
HDB3码信号还原出信息码方法：
当出现某个脉冲与前面一个脉冲同极性时，将该脉冲及前
面三位均置为“0”。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
4. PCM波形的频谱特性示例
•第2章 格式化与基带调制
考虑二元独立序列{aj}={0,1}
码形变换： 0 g1(t)
1 g2(t)
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
则随机脉冲序列重新表达为
•第2章 格式化与基带调制
其中： k： 1 2
概率
p 1－p
当信源{aj}统计特性确定之后，S(t)的统计平均值为
定义信号的交变分量为
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
5.随机序列功率谱计算
•第2章 格式化与基带调制
设随机信号符号集为{aj}，相应的信号波形为{gj(t)}，则数字基带信号S(t)
S(t)的截短信号为：
按定义， 由SN(t)的傅氏变换可得其功率密度谱：SN(f). 若下列的极限存在，则信号S(t)的功率密度谱为
输入
10110000000110000001
设前一破坏点极性为负 B+ 0 B-B+0 0 0 V+0 0 0 B- B+ B- 0 0 V-0 0 B+
设前一破坏点极性为正 B+ 0 B-B+B-0 0 V-0 0 0 B+ B- B+ 0 0 V+0 0
B-
•设前一破坏 •点极性为负
•设前一破坏 •点极性为正
相位编码脉冲波形
•第2章 格式化与基带调制
延迟调制码：码元持续时间中心点跃变代表“1”， 单个“0”时电平不变， 连
“0”时在码元起始点出现跳变；
Dicode NRZ码：相邻数据发生“0”->“1”或“1”->“0”变化时脉冲 极性发生变化，
相邻数据无变化时发送零电平；
Dicode RZ： 除脉冲占空比不同外，其它变化规律与双相NRZ码同。
和“1”；
RZ-AMI：幅度相等正负交替的脉冲代表“1”，没有脉冲代 表“0”。
PPT文档演模板
2001 Copyright
数字通信基础与应用
相位编码脉冲波形
•第2章 格式化与基带调制
bi--L码：前半个比特有脉冲后半个比特无脉冲代表“1”，反之