信息与通信现代数字通信技术
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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。
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。
2020/3/20
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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
数字通信系统设计的目标，一方面是设法 消除或补偿信道引起的信号失真，另一方面是 尽可能地抑制和减小噪声的不良影响。
2020/3/20
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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
2020/3/20
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§1. 3 数字通信的主要特点
同步要求高，系统设备比较复杂
§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
2020/3/20
1
§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。
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。
2020/3/20
2
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
2020/3/20
3
1．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，也可 以是连续的模拟信源。
2020/3/20
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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。
2020/3/20
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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。
信道中的噪声归纳起来可分为两种：一种 是高斯噪声；另一种是脉冲噪声。
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。
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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。
基本的方法有频分、时分、码分、空分 和极化波分。
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
2020/3/20
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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。
2020/3/20
11
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。
2020/3/20
4
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、纠错编码处理等等。
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。
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。
2020/3/20
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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
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。
在接收端对接收到的数字序列 进行解密，恢复明文。
2020/3/20
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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。
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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
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 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：短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继
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§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
差错控制编码：对传输的原始信息按一定编码规则进 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
卷积码，主要特点是有记忆特性。卷积码的著名译码 算法有：序列译码、Viterbi最大似然译码。
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
数字通信系统设计的目标，一方面是设法 消除或补偿信道引起的信号失真，另一方面是 尽可能地抑制和减小噪声的不良影响。
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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
2020/3/20
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§1. 3 数字通信的主要特点
同步要求高，系统设备比较复杂
§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
2020/3/20
1
§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。
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
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1．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，也可 以是连续的模拟信源。
2020/3/20
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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。
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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。
信道中的噪声归纳起来可分为两种：一种 是高斯噪声；另一种是脉冲噪声。
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。
2020/3/20
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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。
基本的方法有频分、时分、码分、空分 和极化波分。
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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10
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。
2020/3/20
11
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。
2020/3/20
4
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、纠错编码处理等等。
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。
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。
2020/3/20
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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
2020/3/20
18
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
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。
在接收端对接收到的数字序列 进行解密，恢复明文。
2020/3/20
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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。
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5
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。
2020/3/20
6
4．接收设备
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 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：短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继
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§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
差错控制编码：对传输的原始信息按一定编码规则进 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
卷积码，主要特点是有记忆特性。卷积码的著名译码 算法有：序列译码、Viterbi最大似然译码。