数字通信原理与技术(第四版)复习笔记

数字通信原理与技术（第四版）

西安电子科技大学出版社

复习笔记

第一章

我国主要采用欧洲的GSM系统

第四代移动通信系统

特点：1.传输速度更高2.通信服务多元化3.智能化程度更高4.良好的兼容性

关键技术：1.定位技术2.切换技术3.软件无线电技术4.智能天线技术

5.无线电在光纤中的传输技术

6.网络协议与安全

7.传输技术

8.调制和信号传输技术

“三网融合”趋势：电信网，计算机网，有线电视网

一般意义上的通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。

通信从本质上来讲是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。

通信中工作频率与工作波长可互换：公式为λ=c/f，λ工作波长，f工作频率，c光速

基带传输：不采用调制频带传输：采用调制

脉冲数字调制：APC-自适应可预测编码LPC-线性可预测编码

通信方式：

1.按消息传送的方向与时间分

单工通信：单方向传输。广播

半双工通信：不能同时收和发。对讲机、收发报机

全双工通信：可同时双向传输信息。普通电话、各种手机

2.按数字信号排序分

串序传输：代表信息的数字信号序列按时间顺序一个接一个在信道传输

并序传输：分割成两路或以上的序列同时在信道传输

3.按通信网络形式分

点到点通信方式、点到多点通信（分支）方式、多点到多点通信（交换）方式

通信必有三个部分：发送端、接收端、信道

模拟通信系统两种变换：

1.把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续信号（收端受信者完成）

2.将基带信号转换成其频带适合信道传输的信号，由调制器完成；在接收端经过相反的变换，由解调器完成

已调信号三个基本特性：

1.携带有信息

2.适合在信道中传输

3.具有较高频率成分

数字通信系统：信道中传输数字信号的系统

数字频带传输通信系统

在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”；

称编组一致为“群同步”或“帧同步”。

数字基带传输通信系统

模拟信号数字化传输通信系统

大部分信号（如语音信号）为连续变化的模拟信号

模拟信号在数字系统中的传输，必须在发送端将模拟信号数字化，即A/D转换；在接收端进行相反转换，即D/A转换

数字通信

优点：

1.抗干扰、抗噪声性能好

2.差错可控

3.易加密

4.易于与现代技术相结合

缺点：

1.频带利用率不高

2.需要严格的同步系统

消息出现概率越小，则信息量越大（为0时信息量无穷大，为1时信息量为0）

信息量I=-log a P（X）a=2时，单位为比特，b P（X）消息出现的概率函数

平均信息量=-P lb P-（1-P）lb （1-P）（bit/符号）

每个符号等概出现时，平均信息量最大=lb N

通信系统性能指标：【有效性、可靠性、】适应性、保密性、标准性、维修性、工艺性等

有效性指标：

数字通信的有效性主要体现在一个信道通过的信息速率

基带数字信号采用时分复用（TDM）充分利用信道带宽

数字信号频带传输采用多元调制提高有效性

码元传输速率（波特率）R B=1/T b 单位：波特与码元进制数无关，与T b码元宽度有关

信息传输速率（比特率）R bM=R BM*lb M M进制数

频带利用率η=R B/B （B/Hz）η=R b/B （b/（s*Hz））

有效性，多进制比二进制效率高；可靠性，二进制比多进制质量好

可靠性指标：

码元差错率P e=（单位时间）错误码元数/总码元数

信息差错率P eb=单位时间出错比特数/单位时间总比特数

M进制较大时P b≈1/2 P e

信道是指以传输媒介（质）为基础的信号通路

狭义信道按具体媒介的不同类型分为有线信道和无线信道

广义信道分为调制信道和编码信道。调制信道常用于模拟通信

调制信道传输的是已调信号（带通信号）

k（t）乘性干扰，对信号干扰大n（t）加性干扰（噪声）

研究k（t）时，调制信道分为

1.恒参信道，k（t）不随时间变化或变化极为缓慢的信道。有线信道大部分是恒参信道

2.随参信道，k（t）随时间随机变化的信道。无线信道大部分为随参信道

编码信道

编码信道是包括调制信道及调制器、解调器在内的信道。有时把编码信道看成一种数字信道

传输信道分为有线信道和无线信道

有线信道主要有各种线缆和光缆

无线信道主要指可以传输无线电波和光波的空间或大气

有线信道：双绞线，同轴电缆，光纤

单模光纤指光在光纤中的传播只有一种单一模式，纤芯比较细

多模光纤指可能有多条不同角度入射的光线在同一条光纤中同时传播，纤芯比较粗

无线信道：传输载体主要是无线电波和光波

传播方式：

1.地表传播

2.天波传播

3.视距传播

4.散射传播

5.对流层电波传播

6.电离层电波传播

噪声按来源分类

1.无线电噪声

2.工业噪声（频率较低）

3.天电噪声

4.内部噪声

按噪声性质分类

1.单频噪声

2.脉冲干扰

3.起伏噪声

常见噪声

白噪声指功率谱密度函数在整个频率域内是常数，即服从均匀分布

高斯噪声指概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声

高斯白噪声指噪声的概率密度函数满足正态分布统计特性

窄带系统指系统频带宽度B比中心频率小很多的通信系统

信号带宽：由信号（或噪声）能量谱密度G（w）或功率谱密度P（w）在频域的分布规律确定的

信道带宽：由传输电路的传输特性确定