数字通信原理
数字通信原理 robert g. gallager.
数字通信原理 robert g. gallager.数字通信原理是通信工程领域中的重要基础知识，它涉及到信息的传输、编码、调制与解调等方面。
而在这个领域中，Robert G. Gallager 是一位备受推崇的专家。
他在数字通信原理的研究与教学方面做出了巨大贡献。
本文将探讨数字通信原理的重要性以及Robert G. Gallager 在这一领域的杰出贡献。
数字通信原理是现代通信系统中不可或缺的一部分。
它涉及到将信息转换为数字信号，并通过信道进行传输。
在这个过程中，编码、调制和解调等技术起着关键作用。
数字通信原理不仅可以实现高效的信息传输，还可以提高通信系统的可靠性和抗干扰能力。
因此，对数字通信原理的深入理解对于通信工程师来说至关重要。
Robert G. Gallager 是数字通信原理领域的重要人物之一。
他在这一领域的研究工作为我们揭示了许多重要的原理和技术。
他的著作《数字通信原理》被公认为该领域的经典教材之一。
在这本书中，Gallager 详细介绍了数字通信的基本原理，并提供了丰富的实例和案例来帮助读者更好地理解概念和技术。
Gallager 的贡献不仅体现在他的著作中，还体现在他的教学和研究工作中。
他在麻省理工学院担任教授期间，培养了一批优秀的学生，并为他们提供了宝贵的指导。
他的研究工作涉及到编码理论、信息论和网络协议等多个领域。
他的研究成果为数字通信原理的发展做出了重要贡献，并广泛应用于实际通信系统中。
数字通信原理的研究和应用正在不断发展。
随着技术的进步和需求的增加，我们对数字通信原理的理解和掌握将变得更加重要。
Robert G. Gallager 的工作为我们提供了宝贵的参考和指导，他的成就将激励着更多的研究者和工程师投身于数字通信原理的研究和应用中。
总之，数字通信原理是通信工程领域中的重要知识，它涉及到信息的传输、编码、调制与解调等方面。
Robert G. Gallager 是数字通信原理领域的杰出专家，他的著作和研究工作为我们提供了深入理解和应用数字通信原理的重要参考。
数字通信原理课后答案
数字通信原理课后答案数字通信原理是现代通信工程学的重要基础课程，它涉及到数字信号处理、调制解调、信道编码、多址技术等多个方面的知识。
学好数字通信原理对于理解现代通信系统的工作原理和提高通信系统的性能至关重要。
下面我们来看一些数字通信原理课后习题的答案。
1. 什么是数字通信原理？数字通信原理是研究数字信号在通信系统中的传输、调制解调、编解码、多址技术等基本原理和技术的学科。
它主要包括数字信号的产生与传输、数字调制解调技术、数字信道编码与解码技术、数字通信系统的性能分析等内容。
2. 为什么要学习数字通信原理？数字通信原理是现代通信系统的基础，它涉及到数字信号处理、调制解调、信道编码、多址技术等多个方面的知识。
学好数字通信原理可以帮助我们理解现代通信系统的工作原理，提高通信系统的性能，为后续学习和工作打下坚实的基础。
3. 什么是数字信号处理？数字信号处理是将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行处理的一种技术。
它包括采样、量化、编码等过程，可以实现信号的数字化处理和传输。
4. 什么是调制解调技术？调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调技术是数字通信中非常重要的一环，它可以实现数字信号在模拟信道中的传输。
5. 什么是信道编码与解码技术？信道编码是在数字通信中为了提高通信系统的可靠性而对数字信号进行编码的一种技术，解码则是对接收到的编码信号进行解码恢复原始信息的过程。
信道编码与解码技术可以有效地提高通信系统的抗干扰能力和误码率性能。
6. 什么是多址技术？多址技术是在同一频率和时间资源上实现多用户同时通信的一种技术。
它包括时分多址、频分多址、码分多址等多种方式，可以实现多用户之间的有效通信。
通过以上习题的答案，我们可以对数字通信原理有一个初步的了解。
数字通信原理是通信工程学中的重要基础课程，它涉及到数字信号处理、调制解调、信道编码、多址技术等多个方面的知识。
学好数字通信原理对于理解现代通信系统的工作原理和提高通信系统的性能至关重要。
数字通信原理-第一章
小结： 通信及通信系统构成
通信的概念 通信系统构成：各部分功能
信息、信号及分类
信源发出的信息经转换成为信道上传输的信号：
模拟信号（幅度取值是连续的）：连续信号 离散信号 数字信号（幅度取值是离散的）： 二进码 多进码 连续信号 离散信号
{
{ {
模拟通信和数字通信 模拟通信：以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用
数字通信系统的主要性能指标
有效性指标 可靠性指标
{
{
信息传输速率 符号传输速率 （定义、关 系） 频带利用率 误码率 （定义） 信号抖 动
复习题 1、模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 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。 3、数字通信的特点有哪些? 4、为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累？ 5、设数字信号码元时间长度为 1微秒，如采用四电 平传输，求信息传输速率及符号速率。 6、接上题，若传输过程中 2 秒误 1 个比特，求误 码率。 7、假设频带宽度为 1024kHz，可传输 2048kbit/s 的比特率，试问其频带利用率为多少？
第四节 数字通信的特点及性能指标
信息传输速率Rb与符号传输速率NB的关系为： Rb=NB （二进制） Rb=NB·log2M Rb>NB （多进制）
{
频带利用率 （ η）
定义:单位频带内的传输速率（真正用来衡量数字通信系统传输效率 的指标）
符号传输速率 （Bd/Hz） 频带宽度 信息传输速率 η= （bit/s/Hz） 频带宽度
实现多路通信）
数字通信:以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实
现多路通信）。 数字通信系统的构成（包括发送终端、信源编码、信道编 码、调制、信道以 及收端的解调、 信道解码、信源解码和接收终端）
精品课件-数字通信原理(李白萍)-第1章
第 1 章 绪论 1.3 数字通信系统的主要性能指标 (1) 有效性。 (2) 可靠性。 (3) 适应性。 (4) 经济性。 (5) 保密性。 (6) 标准性。 (7) 维修性。
31
第 1 章 绪论
1.3.1 1. 例如， 某系统在2 s内传送4800个码元， 则系统的传码率
为2400 Baud。 虽然数字信号有二进制与多进制的区分， 但码 元速率RB与信号的进制无关，只与码元宽度TB有关， 即
28
第 1 章 绪论 1.2.5
相对于模拟通信系统而言， 数字通信系统具有以下优点。 (1) 抗干扰、 抗噪声能力强， 无噪声积累。 (2) 便于加密处理， 保密性强。 (3) 差错可控。 (4) 利用现代技术， 便于对信息进行处理、 存储、 交换。 (5) 便于集成化， 使通信设备微型化。
29
第 1 章 绪论 数字通信系统相对于模拟通信系统来说， 主要有以下两个 缺点。 (1) 数字信号占用的频带宽。 (2) 对同步要求高， 系统设备比较复杂。
在多进制中， RBN与RbN的数值不同， 单位亦不同。 它 们之间在数值上有关系式
(1-7)
RbN=RBN lb N
在码元速率保持不变的条件下， 二进制信息速率Rb2与
多进制信息速率RbN之间的关系为
Rb2
RbN lbN
(1-8)
35
第 1 章 绪论 在信息速率保持不变的条件下， 二进制码元速率RB2与 多进制码元速率RBN之间的关系为
单位时间内错误接收的比特数 Pb 单位时间内系统传输的总比特数
(1-13)
二进制时， Pe=Pb； N进制时， 与解码方式等有关， 一般情况下Pb<Pe。
39
第 1 章 绪论 【例1-2】 某信息源包含A、 B、 C、 D四个符号， 这 四个符号出现的概率相等， 传输时编码为二进制比特， 并已知 信息速率Rb=1 Mb/s (1) 求码元传输速率； (2) 若信息源工作1 h后， 大致均匀地发现了36个差错比特， 求误信率和误码率。
数字通信原理-数字基带传输系统
信道信号 形成器
GT( )
信道 C( )
接收 滤波器
GR( )
同步 提取
抽样 判决器
信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号； 信道是允许基带信号通过的媒质； 接收滤波器是用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰的； 抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。
信道信号形成器
把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种 变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是 与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和 抽样判决。
第五章
数字信号基带传输
第一节 数字基带传输系统
数字信号 传输方式
数字基带 传输方式
数字频带 传输方式
数字基带传输
• 数字基带传输：具有低通特性的有线信道中，特别是传输 距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输。直接 传输数字基带信号的方式即数字基带传输。
基带脉冲输入
信道
基带脉冲输出
干扰
数字基带传输系统示意图
数字信号频带传输
数字频带传输：大多数带通型信道，如各种无线信道和光纤信道， 数中传 输。包括调制和解调过程的传输方式称为数字频带传输。
基带脉冲输入
调制器
信道
基带脉冲输出
解调器
干扰
数字频带传输系统示意图
数字基带传输系统组成模型
n(t)
数字 基带信号
信道
• 信道是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道。 • 信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随
机变化的，信道还会引入噪声。 • 在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信
道中引入。
接收滤波器
• 滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有 利于抽样判决。
《数字通信原理》课件
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
数字通信原理的应用有什么
数字通信原理的应用有什么1. 概述数字通信是一种基于数字信号传输的通信方式，通过将信息转化为数字形式，并通过传输媒体进行传输。
数字通信原理的应用广泛，包括但不限于以下几个方面。
2. 数据传输•数字通信原理可以用于数据传输，例如在计算机网络中，数字通信原理被广泛应用于实现数据的传输和通信。
它通过将数据转化为数字形式，并通过数据链路将数据传输到目标设备。
•数字通信原理还可以用于高速数据传输，通过使用高速调制解调技术，可以实现高速数据传输，提高数据传输效率。
3. 移动通信•移动通信是数字通信原理应用最广泛的领域之一。
通过使用数字通信原理，移动通信可以实现语音、数据和多媒体的传输。
例如，GSM、CDMA、LTE等移动通信标准都是基于数字通信原理开发的。
•数字通信原理还可以提供更稳定、更高质量的移动通信服务。
与模拟通信相比，数字通信可以通过错误检测和纠正技术提高通信质量，并通过信道编码技术实现更好的抗干扰性能。
4. 数字音视频传输•数字通信原理可以用于音视频传输。
通过将音频和视频信号转化为数字形式，并通过数字通信原理进行传输，可以实现高质量的音视频传输。
•数字音视频传输可以实现高保真的音频传输和高清晰度的视频传输。
与模拟音视频传输相比，数字音视频传输具有更低的噪声和失真，提供更好的音视频体验。
5. 远程监控与控制•数字通信原理可以用于远程监控与控制。
通过使用数字通信原理，可以实现远程设备的监控与控制。
例如，通过将传感器数据转化为数字信号，并通过数字通信原理进行传输，可以实现实时监控远程设备的状态。
•数字通信原理还可以实现对远程设备的远程控制。
通过将控制指令转化为数字信号，并通过数字通信原理进行传输，可以远程控制设备的运行和操作。
6. 数据加密与安全•数字通信原理可以用于数据加密与安全。
通过使用数字通信原理进行加密，可以实现对数据的保护，防止数据被非法获取和篡改。
•数字通信原理中的加密技术可以确保数据的机密性和完整性。
数字通信原理第二版 课后答案 李文海 人民邮电出版社
a6 0
U R 7 U B 6 8 6 2 6 256 8 16 2 16 416
U S U R7
a7 0
U R 8 U B 6 8 6 6 256 8 16 16 400
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 s ，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
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 f S 并画出抽样信号 。 （2）若 f S 8kHz, 画出抽样信号的频谱，并说明此频谱出现什么现 的频谱（设 f S 2 f M ） 象?
题图 2-1
2
答： （1） f 0 1kHz, f M 5kHz, B f M f 0 5 1 4kHz
20 lg 3 2 7 20 lg xe
47 20 lg xe
4
2-8 实现非均匀量化的方法有哪些? 答：实现非均匀量化的方法有两种：模拟压扩法和直接非均匀编解码法。 2-9 非均匀量化与均匀量化相比的好处是什么? 答：非均匀量化与均匀量化相比的好处是在不增大量化级数 N 的前提下，利用降低大信号的 即使下降一点也 量化信噪比来提高小信号的量化信噪比(大信号的量化信噪比远远满足要求， 没关系)，使大、小信号的量化信噪比均满足要求。 。 2-10 非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系是什么(假设忽略过载区量化噪声功率） 答：非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系是
- 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)。
(a) 数 据 通 信 系 统 框 图
电话线路
… 传输信道
DCE Modem
(b) 实 际 数 据 通 信 系 统 示 意 图
DTE 乙方
数据通信系统示意图
数字通信原理
二、数字微波中继传输系统
微波中继通信始于20世纪60年代，它较一般电缆通信具有易架 设，建设周期短等优点。它是目前通信的主要手段之一，主要 用来传输长途电话和电视节目，其调制主要采用SSB/FM/FDM 等方式。
下图是三种通信系统(方式)的简单示意图。
数字通信原理
(a) 数 字 通 信 系 统 模 型
信道
信源
模 拟通 信
信宿
信道
信源
数 字通 信
信宿
信道
信源
数 据通 信
信宿
(b) 三 种 通 信 系 统 示 意 图
数字通信原理
1.2数字通信系统
1.2.1通信系统模型
信源
变换器
信道 反变换器 噪声源
信宿
数字通信（Digital communication)----指信源发出和 信宿接收的是模拟信号，而信道传输的是数字信号 的通信过程或方式。因此，数字通信系统可以说是 以数字信号的形式传输模拟信号的系统。
数字通信原理
数据通信：(Data communication)是随计算机和计 算机网络的发展而出现的一种新的通信方式，它 是指信源、信宿处理的都是数字信号，而传输信 道既可以是数字信道也可以是模拟信道的通信过 程(方式)。通常，数据通信主要指计算机(或数字 终端)之间的通信。
链接
1.2数字通信系统
通信过程：变换——传输——反变换
变换：非电信号—电信号
信源编码—A/D D/A
信道编码—
a：纠错编码：使接收端自动检出和纠正传输中数 字信号的错码。
b：线路编码：进行码型变换，使之适合在信道上传输。
使数字信号与传输媒质匹配
加密: 提高传输的安全性
信道：信号的传输通道，如电缆等(含噪声源和再
(6) 信宿数据终端设备（DTE）和
数据通信设备（DCE）之间的接口；
(7) 信宿数据终端设备（DTE）。
数据通信系统的组成示意图见下
图。在7个部分数据电路中，DTE可以是
终端设备或计算机，
数字通信原理
信源
信宿
DTE
DCE
DTE/DCE接 口
传输信道
DCE
DTE
DTE/DCE接 口
DTE 甲方
DCE Modem
数字通信原理
C B
中继站 中继站
A 终端站
终端站
图 中继通信示意图
数字通信原理
主干线 支线
微波终端站 微波分路站 微波中继站
图 微波中继通信网线路图
数字通信原理
微波 终 端站
微波 中 继站
微波 分 路站
微波 分 路站
微波 中 继站
微波 终 端站
数字 终 端站
数字分路 数字分路
终 端站
终 端站
数字 终 端站
宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作
为对象的无线电通信。它可分为三种形式：
（1）地球站与宇宙站间的通信；
（2）宇宙站之间的通信；
（3）通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之 间的通信。
数字通信原理
地球 B
A
C
E
D
A
R0
he
地球 B
卫星通信示意图
数字通信原理
卫星
卫星转发器 发射机
频率变换 双工器
生中继器)；
数字通信原理
1.2数字通信系统
1.1.2常用通信系统
基本系统：1、点—点式 多点广播式 网络式
2、单一业务，多种业务
3、基本传输体制 PDH SDH
一、数据通信系统
数字通信原理
1.2数字通信系统
数据通信系统的组成
从宏观上看，数据通信系统与通信原理中 介绍的通信系统概念一样具有信源、信宿和传 输信道（介质）三部分。如果结合数据通信的 具体特点更深入地讨论数据通信系统的话，我 们认为一个数据通信系统可以由7个部分构成， 它们是：
接收机
多
调
发
路
制
射
复
器
机
用
多
路
调
接
分
制
收
离
器
机
双双ຫໍສະໝຸດ 工工器器
天线馈电设备
发
调
多
射
制
路
机
器
复
用
多
接
解
路
收
调
分
机
器
离
卫星通信线路组成框图
数字通信原理
五、移动通信系统
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，它是随着 汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过 去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个把有线、 无线融为一 体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。
微波中继通信的主要发展方向是数字微波，同时要不断增加 系统容量，增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采 用 的 调 制 方 式 有 16QAM 和 64QAM ， 并 已 出 现 256QAM 、 1024QAM等超多电平调制的方式。采用多电平调制，在40 MHz 的标准频道间隔内，可传送1920至7680路PCM数字电话
交 换机
数字 终 端站
交 换机
交 换机
交 换机
用户
微波
用户
用户
终端
终 端站
终端
终端
用户 终端
微波 中 继站
微波 终 端站
数字 终 端站
交 换机
微波中继通信线路组成框图
数字通信原理
用户 终端
四、卫星通信系统
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发 无线电信号，在两个或多个地面站之间进行的通 信过程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的 一种形式，工作在微波频段。
(1)信源数据终端设备(DTE，Data
Terminal Equipment）；
(2)信源数据终端设备和数据通信设备之
间的接口；
(3)信源的数据通信设备(DCE，Data
Communication Equipment）；
系统
数字通信原理
(4) 信源与信宿之间的传输信道（狭义信 道）；
(5) 信宿的数据通信设备DCE；
数字通信原理
第一章 数字通信简述 第二章 模拟信号的脉冲编码调制 第三章 语音信号的压缩编码 第四章 差错控制编码 第五章 PDH的数字复接原理 第六章SDH的数字复接原理 第七章数字信号的传输理论
数字通信原理
第一章数字通信简述
1.1数字通信和数据通信
模拟通信：一般指的是信源发出的、信宿接收的和 信道传输的都是模拟信号的通信过程或方式。因此， 模拟通信系统可以说是以模拟信道传输模拟信号系 统。
移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。20世纪90 年代将是蜂窝电话迅速普及的年代。但目前世界上存在八种不同 的技术体制，互不兼容，因此标准化成为当务之急。数字化的关 键是调制、纠错编码和话音编码方式的确定。微型化的目标是研 制重量非常轻的个人携带的手机。