数字通信系统
数字移动通信系统
数字移动通信系统在当今高度互联的世界中，数字移动通信系统已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高清视频传输，从即时消息传递到各种丰富的移动应用，数字移动通信系统的发展深刻地改变了我们的沟通方式、工作模式和生活习惯。
数字移动通信系统是什么呢？简单来说，它是一种允许移动设备（如手机、平板电脑等）在不同地点之间进行通信的技术体系。
它通过一系列复杂的技术和协议，将我们的声音、图像、数据等信息转化为数字信号，并在无线网络中进行传输和交换。
让我们先来了解一下数字移动通信系统的发展历程。
第一代移动通信系统（1G）主要基于模拟技术，只能提供简单的语音通话服务。
那时候的手机，也就是我们常说的“大哥大”，体积庞大，功能单一。
随着技术的进步，第二代移动通信系统（2G）出现了，它采用了数字技术，不仅提高了语音通话的质量，还能够支持短信等简单的数据服务。
进入 21 世纪，第三代移动通信系统（3G）的诞生带来了革命性的变化。
3G 网络使得我们能够在移动设备上流畅地浏览网页、观看视频，也为各种移动应用的兴起奠定了基础。
而第四代移动通信系统（4G）则进一步提升了网络速度和性能，实现了高清视频通话、在线游戏等更为丰富和复杂的应用。
如今，我们正处在 5G 时代的浪潮中。
5G 网络具有超高的速度、超低的延迟和巨大的连接容量，这为智能交通、工业互联网、远程医疗等领域带来了前所未有的发展机遇。
例如，在智能交通方面，5G 能够实现车辆与车辆、车辆与基础设施之间的实时通信，大大提高交通安全和交通效率；在远程医疗领域，5G 可以支持高清视频会诊和远程手术操作，让优质的医疗资源能够更广泛地覆盖。
数字移动通信系统的核心技术有很多。
其中，调制解调技术是关键之一。
它负责将数字信号转换为适合在无线信道中传输的形式，并在接收端将其还原为原始的数字信号。
多址技术则允许多个用户在同一频段上同时进行通信，避免了信号的冲突和干扰。
另外，信道编码技术通过在发送的数据中添加冗余信息，提高了信号在传输过程中的可靠性和纠错能力。
模拟通信系统与数字通信系统的区别!
在通信领域中，模拟通信系统和数字通信系统是两种主要的通信方式，它们在原理、特点、性能以及应用等方面存在着显著的区别。
一、基本原理1. 模拟通信系统①模拟通信系统是基于模拟信号进行信息传输的。
模拟信号是一种连续的信号，其幅度、频率或相位随时间连续变化，能够直接表示原始信息。
例如，声音通过麦克风转换为电信号时，产生的就是模拟信号，其电压或电流的幅度与声音的强度成正比。
②在模拟通信中，信息源产生的原始电信号通常经过调制，将其频谱搬移到适合传输的频段，然后通过信道传输。
在接收端，经过解调恢复出原始信号。
2. 数字通信系统①数字通信系统则是基于数字信号进行信息传输的。
数字信号是一种离散的信号，其幅度取值是有限的离散值，通常用二进制代码表示。
例如，计算机中的数据、数字电话中的语音信号等都是数字信号。
②数字通信系统中，信息源产生的原始信号首先经过采样、量化和编码等过程转换为数字信号，然后进行数字调制，将数字信号的频谱搬移到适合传输的频段。
接收端接收到信号后，经过数字解调、解码等过程恢复出原始数字信号，最后通过数模转换恢复出原始模拟信号。
二、信号特点1. 模拟信号①连续性：模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的，没有明显的断点或跳跃。
②无限精度：模拟信号的幅度可以取任意值，具有无限的精度。
3. 易受干扰：由于模拟信号的幅度是连续变化的，所以在传输过程中容易受到噪声、干扰等因素的影响，导致信号失真。
2. 数字信号①离散性：数字信号在时间和幅度上都是离散的，只有有限的几个取值。
②有限精度：数字信号的幅度取值是有限的，通常用二进制代码表示，因此具有有限的精度。
③抗干扰性强：数字信号具有较强的抗干扰能力，因为只要干扰的幅度不超过一定的阈值，就不会影响数字信号的取值。
三、系统性能1. 有效性①模拟通信系统：通常用有效传输带宽来衡量有效性。
由于模拟信号的频谱是连续的，所以需要较宽的带宽来传输。
②数字通信系统：一般用传输速率（比特率）和频带利用率来衡量有效性。
数字通信系统介绍
数字通信系统介绍数字通信系统是指利用数字技术进行信息传送和传输的系统。
它采用数字信号代替传统的模拟信号进行信息传输，比传统的模拟通信系统具有更高的可靠性、更广泛的应用领域和更强大的功能。
数字通信系统可以分为数字语音通信系统、数字数据通信系统、数字图像通信系统和数字视频通信系统等几个类别。
数字语音通信系统是最基本的数字通信系统，它是利用模拟到数字信号的变换实现对语音信号的数字化。
数字语音通信系统在电话通信、网络电话、语音门禁等方面有着广泛的应用。
其中，电话通信是数字语音通信系统应用最为广泛的一个领域。
数字电话通信系统将语音信号转换成数字信号，通过数字电路进行传输。
这种方式可以提高电话通话质量，同时也可以提高语音数据的安全性和充分利用传输带宽。
数字数据通信系统是利用数字信号传输和接收数据信息的通信系统。
数字数据通信系统在计算机网络、互联网、局域网、广域网、移动通信等领域得到广泛的应用。
数字数据通信系统将原来的模拟信号转换成数字信号，提高了数据的可靠性和传输速率。
数字数据通信系统设计了一系列传输协议，不同的传输协议对数据传输的需求采用不同的传输方式和传输速率。
同时，数字数据传输还可以采用压缩技术，压缩数据更有效地利用传输带宽。
数字图像通信系统是以数字图像为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输图像，可以有效地提高图像的传输速度和质量。
数字图像通信系统广泛应用于图像传输、广播电视、监控和医学影像诊断等领域。
数字图像通信系统可以将图像分为连续值和离散值两类，常用的连续值图像传输方式是基于JPEG压缩技术，离散值图像传输方式是基于数字水印技术。
数字视频通信系统是以数字视频为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输视频，可以提高视频的传输速度和质量。
数字视频通信系统广泛应用于电视广播、电影、会议等领域。
数字视频通信系统在传输过程中，需要针对不同的视频序列采用不同的压缩方法。
在视频传输过程中，数字视频通信系统还需要对信号进行传输和处理，所以数字视频通信系统特别关注传输带宽和瓶颈问题。
数字通信系统模型
数字通信系统模型
数字通信系统模型是一个通信系统中独特的通信技术，它可以用来传输数据、图像和音频信号。
这种技术主要分为三个因素：消息发送端，消息接收端和通信中继点。
消息发送端是发送消息的一端，是消息的源头。
它主要是处理信息的转换和编码，然后把信息传送到通信中继点，由中继点完成消息传送。
消息接收端是接收消息的一端，是消息的目的地。
它主要由传输和接收装置组成，传输装置负责接收信号，并对信号进行解码，而接收装置负责处理解码后的信号，使得可以有效地传输和显示信息。
通信中继点是数字通信系统的核心部分，它的作用是接收来自发送端的信号，然后转发给接收端，使得传输的消息准确无误。
它主要由多个设备组成，比如信号发射器、发射机、无线电平台、交换机、能量放大器等。
数字通信系统是一种复杂的技术，它由多个组件构成，从消息源端到接收端，再到中继点各个方面都需要进行细致的处理，才能得到有意义的信息。
通过这种技术，我们可以让大家同时互相交流，达到最佳的数字通信体验。
数字通信系统的构成
有线通信 无线通信
模拟通信 数字通信
电通信 光通信
三、模拟信号和数字信号
任何电信号的波形都可以用幅度和时间两个参量 来描述。根据信号幅度的取值方式不同，可将信号分
为两大类：模拟信号和数字信号。
1.模拟信号——连续性（时间连续，幅值连续）
2.数字信号——离散性(时间离散，幅值离散)
判断模拟信号和数字信号的标准：信号幅值是否离散（或连续）
数字通信系统的构 成
一、信息与信号
• 通信——信息的传递与交换。 • 信息——对收信者来说还不知道的，待传送、
存储、或提取的内容。 • 信号——信息的载体，运载信息的工具。如语
言、文字、图像、编出来的电码等。 • 数字通信系统——完成数字信号产生、变换、
传递及接收全过程的系统。
二、通信的分类 说一说
包括上图中所有方框。
随堂练习
试画出数字通信基带传输系统的组成框图。
资料整理
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
四、数字通信系统的模型
8
信 源
信 源 编 码
加 密 器Hale Waihona Puke 信 道 编 码调 制
6 信道
解 调
信 道 解 码
解 密 器
信 源 解 码
信 宿
1 2345
噪声源
7
1 信源：把信息变换成原始电信号。
2 信源编码 ：把模拟信号变换成数字信号。 3 加密器：对数字信号进行加密。 纠错编码：纠错作用 4 信道编码 线路编码：码型变换
5 调制：将编码后的数字信号频谱变换到高频范围内。
基带信号
前
后
调制
频带信号
6 信道：传输信号的媒介（通道）。 有线信道：电缆、光缆等 无线信道：微波、卫星通信等
数字通信概述
第一章 数字通信概述第一节 数字通信的基本知识一、通信系统的组成1． 通信：通信是将信息从一个地方传送到另一个地方。
2． 通信系统的组成：3． 信源：产生和发出信息的人或机器。
4． 变换器：把信源发出的信号进行加工处理，变换成适合在信道上传输的信号。
5．反变换器：把信道送来的电信号按相反过程变换成原始信息，最后由信宿接收。
6． 信宿：信息最后的归宿，它是最后接收信息的处所，可以是人和各种终端设备。
7． 信道：传递信号的通道，按传输媒介有无线信道和有线信道之分。
8． 噪声源：因信号传递时，不可避免地会受到噪声或干扰的影响，且干扰会始终存在。
为了便于分析干扰的影响，所以把始端、终端及传输信道中所在干扰都折合到信道中，等效为一个总的噪声源。
9． 模拟通信系统：若信源的信息是一个幅度和时间连续变化着的模拟信号， 则利用模拟信号进行信息传递的通信方式称为该系统。
10。
数字通信系统：若信源的信息是一个幅度限制个数值之内，不是连续的而是离散的数字信号，则利用数字信号进行传递的通信方式称为该系统。
二．数字通信系统的模型。
1．数字通信系统的基本任务：是把信源产生的信息变换成一定格式的数字信号，通过信道传输，在终端再变成适宜信宿接收的信息形式。
2．数字通信系统的基本模型：接收器 发送器3．信源编码的主要任务：（1）将信源送出的模拟信号数字化，即对连续信息进行模拟/数字（A/D ）变换，用一定的数字脉冲组合来表示信号的一定幅度。
（2）将信源输出的数字信号按实际信息的统计特性进行变换，以提高信号传输的有效性。
4．信道编码（抗干扰编码）：是一种代码变换，产要解决数字通信的可靠问题。
5．同步：通信系统的收、发端要有统一的时间标准，使收端和发端步调一致。
6．数字通信系统的基本模型图中，若信源是数字信息时，则信源编码或信源解码可以去掉，构成数据通信系统。
若在没有用调制器和解调器，构成的是最单的通信系统称为基带传输系统，该系统实际上是将基带信号直接进行传输的系统。
数字通信系统报告..
其中正弦信是载波信号，方波代表S（t）序列的信号塬，正弦信号和方波相乘后就得到键控2ASK信号。
（2）参数设置
建立好模型之后就要设置系统参数，以达到系统的最佳仿真。从正弦信号源开始依次的仿真参数设置如图3-3和3-4所示：
图3-3 正弦信号参数设置
其中sin函数是幅度为2频率为1Hz采样周期为0.002的双精度DSP信号
（3）光导纤维的出现更是将通信容量提高到了以前无法想象的地步。
（4）电子计算机的出现将通信技术推上了更高的层次，借助现代电信网和计算机的融合，人们将世界变成了地球村。
（5）微电子技术的发展，使通信终端的体积越来越小，成本越来越低，范围越来越广。
例如，2003年我国的移动电话用户首次超过了固定电话用户。根据国家信息产业部的统计数据，到2005年底移动电话用户近4亿。
图3-7 低通滤波器的参数设置图
（3）系统仿及各点时间波形图，如图3-8所示：
图3-8 2ASK信号解调的各点时间波形图
由上图可以看出由于载波频率的提高使的示波器在波形显示上出现了一定的困难，不过要想显示调制部分的理想波形只要调整示波器的显示范围即可。
3.2
3.2.1
频移键控。就是用数字信号去调制载波的频率。是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。
第一章
1.1
通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号（Signal）是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。
数字通信系统的组成
数字通信系统的组成
数字通信系统由以下几个主要部分组成：
1. 信源：信源是产生需要传输的原始信息的设备，如麦克风、摄像头等。
信源输出的信号可以是模拟信号或数字信号。
2. 信道：信道是传输信号的媒介，可以是无线传输或有线传输。
信道的作用是将信号从发送端传输到接收端。
3. 调制器：调制器是将数字信号转换为适合在信道中传输的调制信号的设备。
调制器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信道中进行传输。
4. 解调器：解调器是将接收到的模拟信号还原成数字信号的设备。
解调器的作用是将模拟信号转换为数字信号，以便接收端能够正确地识别和处理。
5. 信宿：信宿是接收和处理传输的信号的设备，如计算机、电视等。
信宿输出的信息是原始信息或其处理结果。
以上是数字通信系统的基本组成，实际应用中可能还包括其他设备，如中继器、放大器等。
这些设备的作用是确保信号能够可靠地传输到目的地。
简述数字通信系统的组成
简述数字通信系统的组成
数字通信系统通常由以下几个部分组成:
1. 数据编码和调制:数字通信系统中,数据被编码和调制到信号中,以便在传输过程中进行传输和处理。
编码和调制的主要目的是产生传输数据的压缩和优化。
2. 信道:信道是数字通信系统中的一个重要组成部分。
在信道中,数据传输过程中产生的噪声、干扰、失真等都会对数据的准确性和完整性产生影响。
因此,数字通信系统需要对信道进行适当的控制和滤波,以保证数据传输的质量和可靠性。
3. 数字信号处理:数字通信系统需要对数字信号进行适当的处
理和变换,以使其适合传输和处理。
数字信号处理包括信号编码、调制、解调、滤波、采样和量化等。
4. 数字通信协议:数字通信系统中的协议是指一组标准和方法,用于控制数据传输的格式、数据结构、错误检测和纠正等内容。
常见的数字通信协议包括TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP等。
5. 数字通信设备:数字通信系统需要配备相应的数字通信设备,如路由器、交换机、防火墙、调制解调器、数字信号处理器等。
这些
设备的作用是支持数字通信系统的运行和实现数据传输和处理。
数字通信系统需要数据编码、调制、信道控制、数字信号处理、数字通信协议和数字通信设备等多个组成部分相互协作,以实现数据的高效、可靠、安全传输。
数字通信系统
1、数字通信系统概念及其优缺点数字通信系统就是信道中传输的是数字信号的通信方式称为数字通信，它包括将基代数字信号直接送往信道传输的数字基代传输和经载波调制后在送往信道传输的数字载波传输。
对应的通信系统称为数字通信系统。
一、数字通信系统的优点二、数字通信系统的缺点1、抗干扰能力强1、频带利用率不高2、差错可控2、系统设备比较复杂3、易加密4、易于与现代技术相结合2、SSB信号的产生方法及各自的技术难点单边带信号的产生,通常采用滤波法和相移法两种。
滤波法技术难点：滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性；多级滤波需要多次调制；当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用。
相移法技术难点：宽带相移网络Hh（w）的制作。
3、FM、PM的概念，两者之间的关系在调制时，若载波的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。
若载波的相位随调制信号而变称为相位调制或调相（PM）。
由于频率和相位之间存在微分和积分关系，所以FM与PM之间是可以转换的。
4、简述AMI码的优缺点。
针对其缺点有何改进码型AMI码优点：没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速外，编解码电路简单，可利用信号极性交替这一规律观察误码情况。
缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变造成提取定时信号的困难。
针对其缺点的改进码型：HDB3码。
5、ASK、FSK、PSK的概念，及其产生和解调方法ASK：振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
产生方法：模拟调制法（相乘器法）和键控法。
解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。
FSK：频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
产生方法：采用模拟调频电路，采用键控法。
解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调。
PSK：相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率不变。
产生方法：模拟调制、键控法。
解调方法：相干解调法。
数字通信系统
数字通信系统一、通信系统Ⅰ、通信系统的组成传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。
通信系统的一般模型如下图。
通信系统由以下几部分组成：1、信息源和收信者，根据信息源输出信号的不同可分为模拟信源和离散信源。
模拟信源输出连续幅度的信号；离散信源输出离散的符号序列或文字。
模拟信源可通过抽样和量化变换为离散信源。
由于信息源产生信息的种类和速率不同，因而对传输系统的要求也各不相同。
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。
变换方式多种多样，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方法。
对于数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信道编码和信源编码。
信源编码是把连续消息变换为数字信号；而信道编码则是是数字信号与传输媒介匹配，提高传输的可靠性或有效性。
发送设备还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用、保密处理、纠错编码处理等。
3、传输媒介，从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介。
有线和无线均有多种传输媒介。
传输过程必然引入干扰。
媒介的固有特性和干扰特性直接关系到变换方式的选取。
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、解密等。
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。
Ⅱ、通信系统的分类1、按消息的物理特征分类电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等。
2、按调制方式分类基带传输和调制传输。
基带传输是将未经调制的信号直接传送，调制传输是对各种信号变换方式后传输的总称。
3、按传输信号的特征分类按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应的将通信系统分为两类，即模拟通信系统和数字通信系统。
4、按传送信号的复用方式分类传送多路信号有三种复用方式，即频分复用、时分复用、码分复用。
频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组正交的脉冲序列分别携带不同信号。
数字通信系统课程设计
数字通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字通信系统的基本概念、原理及组成；2. 掌握数字信号的调制、解调方法及其在通信系统中的应用；3. 了解数字通信系统中信道编码、差错控制等关键技术；4. 熟悉数字通信系统的性能指标及其评估方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决数字通信系统中的实际问题；2. 掌握使用相关工具软件对数字通信系统进行仿真、设计与调试；3. 能够撰写数字通信系统相关的技术报告和论文。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神；2. 激发学生对数字通信技术及其应用的兴趣，提高学生的创新意识；3. 增强学生的国家使命感和社会责任感，使其认识到数字通信技术在国家发展和社会进步中的重要作用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在帮助学生掌握数字通信系统的基本知识和技能，培养其解决实际问题的能力，同时激发学生的学习兴趣和责任感，为其未来的学术发展和技术创新奠定基础。
通过本课程的学习，学生将能够达到以上所述具体的学习成果。
二、教学内容1. 数字通信系统概述- 通信系统的基本概念- 数字通信系统的特点与分类- 数字通信系统的应用领域2. 数字信号的表示与处理- 数字信号与模拟信号的区别- 数字信号的表示方法- 数字信号的处理技术3. 数字信号的调制与解调- 调制与解调的基本原理- 常见数字调制技术：ASK、FSK、PSK- 数字解调技术及其应用4. 信道编码与差错控制- 信道编码的基本概念- 常见信道编码技术：汉明码、卷积码、Turbo码- 差错控制方法：自动重发请求、前向纠错5. 数字通信系统的性能评估- 通信系统的性能指标- 误码率与信噪比的关系- 数字通信系统的仿真与性能分析6. 实践教学环节- 数字通信系统的设计与仿真- 实际通信系统的故障排查与优化- 课程项目：设计与实现一个简单的数字通信系统教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
现代通信技术概论 第4版 第2章 数字通信系统
第2章 数字通信系统
2.1 数字通信概述 2.2 模拟信号数字化 2.3 数字信号的基带传输 2.4 数字信号的频带传输 2.5 数字同步与复接技术 2.6 数字传输的差错控制
2
2.1 数字通信概述
传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。 数字通信以其抗干扰能力强、无噪声累积、便于 计算处理、便于加密、易于小型化、集成化等优 势，成为当代通信领域的主流技术。
国际上有两种标准化制式的多路数字电话通信系 统，即PCM 30/32路制式（E体系）和PCM 24 路制式（T体系），我国和欧洲采用E体系。
下面以PCM30/32多路数字电话通信系统为例， 具体说明模拟话音数字化传输过程。
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小视频3：展示数字通信设备
机房、长途交换机、PCM设备、计算机终端管理 设备等
模拟信号的数字化需经过抽样、量化、编码三 个阶段。常用的技术包括脉冲编码调制（PCM）、 差值脉冲编码（DPCM）和增量调制（DM）等。
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2.2.1 模数（A/D）变换
抽样量化编码二进制数字序列： ✓ 抽样：在时间上将模拟信号离散化。 ✓ 量化：在幅度上将抽样信号离散化。 ✓ 编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。 整个过程称为脉冲编码调制（PCM）。
8
抽样
抽样定理：如果一个连续信号f(t)所含有的最高频 率不超过fh，则当抽样频率fs≥2fh时，抽样后得到的 离散信号就包含了原信号的全部信息。
f(t)
o u(t)
o fu(t)
o
输入信号 t
t 抽样脉冲
t 样值序列
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量化
量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在 某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅 值的某个固定整数电平值上就完成了量化。
数字通信系统传输模拟信号的步骤
数字通信系统是一种利用数字技术来传输和处理信息的通信系统。
在数字通信系统中，传输模拟信号是其中一个重要的步骤。
本文将从以下四个方面探讨数字通信系统传输模拟信号的步骤。
一、采样在数字通信系统中，信号首先需要经过采样的步骤。
采样是指将连续时间信号在一定时间间隔内取样，转换成离散时间信号。
在进行采样时，需要确定采样频率，即在一秒钟内对信号进行取样的次数。
采样频率的选择需要根据信号的带宽进行决定，通常选择的采样频率是信号带宽的两倍以上，以避免出现混叠失真。
二、量化采样得到的信号是连续幅度的，为了将其转换成数字形式，还需要经过量化的步骤。
量化是指将连续幅度范围划分成若干个离散值，并将每个采样值与最接近的离散值相对应。
在量化时，需要确定量化级数和量化误差。
量化级数越多，表示对信号的描述越准确，但同时会增加数据的存储和传输需求。
量化误差则是指量化所引入的误差，通常采用均方根误差来描述。
三、编码经过采样和量化后，信号的幅值和时间都已经离散化了，但还需要经过编码步骤将其转换成数字形式。
编码是将量化后的信号转换成二进制形式的过程。
在数字通信系统中，常用的编码方式包括脉冲编码调制（PCM）、Δ调制（DM）等。
编码的目的是为了方便信号的传输和处理，并且可以提高传输的可靠性和抗干扰能力。
四、传输最后一步是将经过采样、量化和编码的数字信号进行传输。
数字信号的传输可以通过有线或者无线的方式进行。
在有线传输中，可以利用光纤、同轴电缆等介质进行传输；而在无线传输中，则通过无线电波来进行传输。
在传输过程中，需要注意信号的调制解调、信道编码等环节，以提高传输的性能和可靠性。
数字通信系统传输模拟信号的步骤主要包括采样、量化、编码和传输四个方面。
这些步骤的合理实现可以有效地保证模拟信号在数字通信系统中的准确传输和可靠处理。
希望通过本文的介绍，读者对于数字通信系统传输模拟信号的步骤有更为深入的了解。
数字通信系统传输模拟信号的步骤是数字通信中至关重要的部分, 可以看出传输模拟信号需要多个步骤, 下文将进一步讨论这些步骤的细节和相关技术。
计算机网络 数字通信系统
计算机网络数字通信系统
数字通信系统是指利用数字信号传递数据的通信系统，它具有抗干扰能力强、可靠性高、保密强等特点。
例如，计算机网络、数字电视网络都属于数字通信系统。
下面我们介绍数字通信系统的相关知识。
数字通信系统通常由信源、编码器、信道、解码器、信宿以及发送端和接收端时钟同步组成，如图3-4所示，为数字通信系统组成结构示意图。
在数字通信系统中，发送端所产生的原始信号需要利用编码器进行编码后才能通过信道传输，而在接收端需要利用解码器对接收到的信号进行解码将其还原后才能够获取相应的数据。
图3-4 数字通信系统
数字通信系统的信源可以是模拟信号或数字信号。
如果是模拟信号，通过编码器对其进行采样、量化和编码，将其转换为数字信号，再通过数字信道进行传输，在接收端再经过解码器解码还原成模拟信号。
该过程被称为模拟数据数字化传输，编/解码过程就是模拟信号与数字信号转换的过程。
如果对于二进制形式的数字数据，可以直接用两种电平来表示。
为了适合信道传输，通常对二进制数据进行编码，将其转换成数字信号，然后再通过信道进行传输。
在数字通信系统中，时钟同步也是重要的一部分。
为了保证接收端能够正确的接收数据，接收端和发送端必须有各自的发送和接收时钟，并且接收端的接收时钟必须与发送端的发送时钟保持一致。
数字通信与模拟通信的比较
信息论论文10通信制作模拟通信系统与数字通信系统的比较在大二的下学期过完以后，我们就已经深入接触过模拟通信系统和数字通信系统了，其基础课程《电路》、《信号与系统》、《模拟电子技术基础》都已经学过，而《数字电子基础》也已经接近尾声。
通过这些课程的学习，我们也已经发现了这些基础课程中关于模拟信号和数字信号之间的不同，而这些不同，肯定会理所当然的反映到这两个不同的通信系统中。
接下来我们就来比较一下模拟通信系统和数字通信系统。
首先简要介绍一下这两个系统：一、模拟通信系统首先应该明确在该系统中传送的信号。
按照时间函数取值的连续性与离散性可将信号划分为连续时间信号和离散时间信号。
模拟信号就是在时间上或是在幅度上都是连续的信号。
在模拟系统中传送的是连续时间信号，又称模拟信号，而该系统就称为模拟通信系统。
二、数字通信系统显而易见，该系统中传送的是离散信号，又称数字信号。
数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。
现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形，称为“二进制信号”。
数字通信系统是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信系统。
这两个系统的区别不仅在于传递的信号上，而且还包括调制方式。
模拟通信系统就是将模拟信号与载波进行调制，使其带有一定载波特性，又不失模拟信号的独特性。
在接受端通过低通滤波器，还原初始模拟信号。
而数字信号系统，首先对信号进行采样，再对于采样幅值进行编码（0，1编码），然后进行调制，相移键控等。
最后在接受端还原即可，信号的传输率比较高。
回顾历史，我们发现模拟通信在历史上曾经占有过主导地位。
但近20年来，随着超大规模集成电路工艺的成熟以及计算机和数字信号处理技术的充分发展，数字通信发展迅速，大多数的模拟通信系统已被数字通信系统所取代。
尽管在未来的一段时间内数字通信系统还不能完全取代模拟通信系统，但通信朝着数字化方向发展是不会改变的，这是有数字通信和模拟通信自身的特点所决定的。
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南阳师范学院物理与电子工程学院《数字通信系统》题目：基于MATLAB的通信系统仿真完成人：张晓旭班级：09通信四班学号：09006510455专业：通信工程基于MATLAB 的通信系统仿真———信道编码对通信系统性能的影响摘要：简述信道编码理论，详细说明分组码的编译原理、实现方法及检错纠错能力，用MATLAB仿真有无信道编码条件下对通信系统性能的影响及信道编码在不同信道下对通信系统性能的影响，如AWGN 信道和深衰落信道。
关键词：信道编码、分组码、MATLAB 仿真、性能一、引言提高信息传输的有效性和可靠性始终是通信技术所追求的目标，而信道编码能够显著的提升信息传输的可靠性。
1948年,信息论的奠基人C.E.Shannon 在他的开创性论文“通信的数学理论”中,提出了著名的有噪信道编码定理.他指出：对任何信道,只要信息传输速率R 不大于信道容量C, 就一定存在这样的编码方法：在采用最大似然译码时,其误码率可以任意小.该定理在理论上给出了对给定信道通过编码所能达到的编码增益的上限,并指出了为达到理论极限应采用的译码方法.在信道编码定理中,香农提出了实现最佳编码的三个基本条件 ：(1 )采用随机编译码方式 ; (2 )编码长度Ｌ→∞ , 即分组的码组长度无限 ; (3)译码采用最佳的最大似然译码算法。
二、信道编码理论 1、信道编码的目的在数字通信系统中由于信道内存在加性噪声及信道传输特性不理想等容易造成码间串扰同时多用户干扰、多径传播和功率限制等也导致错误译码。
为了确保系统的误比特率指标通常采用信道编码。
信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传输质量而设计的一种编码。
它是在信息码中增加一定数量的多余码元，使码字具有一定的抗干扰能力。
2、信道编码的实质信道编码的实质就是在信息码中增加一定数量的多余码元（称为监督码元），使它们满足一定的约束关系，这样由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。
举例而言，欲传输k 位信息，经过编码得到长为n(n>k)的码字，则增加了 n - k = r 位多余码元，我们定义 R = k / n 为编码效率。
3、 信道编码公式令信息速率为f b ，经过编码以后的速率为f t ，定义：R ＝f b /f t 为编码率。
则对于任何一个信道，总存在一个截止速率R 0，只要R <R 0，总可以达到：BER <C R 2-nR0，其中C R 为某个常数，n 为编码的约束长度。
对于等概二进码、AWGN 信道，有：)1(log 100/20N E R b eR -+-=121ln1)1(00-=-R bR N E三、线性分组码的编译码原理1、 线性分组码的基本概念一个［n ，k ］线性分组码， 是把信息划成k 个码元为一段(称为信息组)， 通过编码器变成长为n 个 码元的一组， 作为［n ， k ］线性分组码的一个码字。
若每位码元的取值有q 种(q 为素数幂)， 则共有q k个码字。
n 长的数组共有q n组， 在二进制情况下， 有2n个数组。
显然， q n 个n 维数组(n 重)组成一个GF(q )上的n 维线性空间。
如果q k (或2k )个码字集合构成了一个k 维线性子空间， 则称它是一个［n ，k ］线性分组码。
即将k 维k 重信息空间的元素线性映射到n 维n 重矢量空间（接收矢量/收码） 的k 维n 重子空间（码空间）。
2、生成矩阵和校验矩阵 生成矩阵：G 称为生成矩阵，因为可以用它产生整个码组A ，即有生成矩阵的性质：具有[I k Q ]形式的生成矩阵称为典型生成矩阵。
由典型生成矩阵得出的码组A 中，信息位的位置不变，监督位附加于其后。
这种形式的码组称为系统码。
矩阵G 的各行也必须是线性无关的。
如果已有k 个线性无关的码组，则可以将其用来作为生成矩阵G ，并由它生成其余码组。
监督矩阵：监督矩阵可用来校验和纠错。
四、MATLAB 仿真源程序及说明采用模块化编程，力求把每个功能独立成各个模块，让程序更清晰。
首先介绍各个子程序及其实现的基本功能。
运行环境为Matlab7.0版本通信过程的每个模块写成子程序函数： Channelcoding 为信道编码函数Channeldecoding 为信道解码纠错子函数[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==01100011010010110010********Q G k I [][]G34560123456a a a a a a a a a a a A ==[]r PI H =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=001101101011011001110Interwaving 为交积子函数Deinterwaving 为解交积子函数addfade为向信道加入衰落参数的子函数awgn 为库函数，向信源加高斯白噪声pskmod 为库函数，用于信号调制，输出为复数pskdemod 为库函数，用于信号解调脚本文件：file1：信道编码对通信系统性能的影响，有无信道编码的影响file2：在周期性深衰落的信道条件下，交织对通信系统性能的影响file3：在交织条件下，不同时长的周期性深衰落对系统性能影响的比较信道编码子程序：%信道编码子函数，sym为编码码流，G为生成矩阵，k为编码方式的长度，如（7,4）码的4 function bitcoded=channelcoding(sym,G,k)A=vec2mat(sym,k);U=A*G;U=mod(U,2);bitcoded=reshape(U',1,[]);信道解码子程序：function bitdecoded=channeldecoding(recode,Etab,Smatrix,H,n,k)% 前向纠错函数，实现纠错功能% bidecoded为纠错后返回的比特流% recode为输入的比特流% E为错误图样表，S为对应的伴随式表% H为监督矩阵，n,k为码的类型，如（7，4）码，n=7，k=4row=length(recode)/n; %行数E=zeros(row,n); %错误图样RM=zeros(row,n); %纠错之后的矩阵R=vec2mat(recode,n);S=R*H'; %伴随矩阵S=mod(S,2);for i=1:rowfor j=1:2^(n-k) %查表纠错if(S(i,:)==Smatrix(j,:))E(i,:)=Etab(j,:);RM(i,:)=R(i,:)+E(i,:);RM(i,:)=mod(RM(i,:),2);break;endendendbitdecoded=reshape(RM',1,[]); %转化为比特流交织子程序：function retbit=interweaving(bitstream,row,col)%功能：实现对输入比特的交积% retbit为交积后返回的比特流向量% bitstream 为需要交积的比特流向量% row 和 col为交积器的行和列，% 通过改变col就可以改变交积深度retbit=zeros(1,length(bitstream));bitarr=vec2mat(bitstream,row);bitarr=bitarr';for i=1:length(bitstream)/(row*col)temp=bitarr(:,((i-1)*col+1):i*col);retbit(1,((i-1)*(row*col)+1):(i*(row*col)))=reshape(temp',1,[]); end解交织子程序:function retbits=deinterweaving(bitstream,row,col)%功能：实现对输入比特的解交积%rebits为解交积后返回的比特流% bitstream输入的比特流%row 和 col为交积器的行和列，通过改变col就可以改变交积器的长度retbits=zeros(1,length(bitstream));bitarr=vec2mat(bitstream,col);for i=1:length(bitstream)/(row*col)temp=bitarr((i-1)*row+1:i*row,:);retbits(1,(i-1)*row*col+1:i*row*col)=reshape(temp,1,[]);end信道衰落子程序：function code=addfade(modcode,Tf,isperiod,isfade)%功能：向传输序列modcode叠加衰落性信道的衰落参数k(t)%code为加入衰减参数之后返回的序列。
% modcode为调制之后的序列% Tf 为衰落时间，以ms为单位，小于10ms，% Tf=1，表示衰落1ms% isperiod 周期衰落和一次性衰落的标志，% isperiod=1表示周期性衰落，0表示一次性衰落% isfade表示是否存在衰落，1存在，0不存在衰落直接返回modcode if(isfade==1)if(isperiod==1) %周期性衰落for k=1:length(modcode)/(100*Tf)a=(k-1)*100*Tf+31;b=(k-1)*100*Tf+30+10*Tf;modcode(1,a:b)=0.1*modcode(1,a:b);endelse %一次衰落a=31;b=30+10*Tf;modcode(1,a:b)=0.1*modcode(1,a:b);endcode=modcode;elsecode=modcode;end1、 file1：信道编码对通信系统性能的影响，有无信道编码的影响执行时间：Elapsed time is 355.023518 seconds.ticclc%功能：有无信道编码性能比较M=2; %进制b=log2(M) ; %每符号比特数n=128*10000 ; %符号数G=[1 1 1 1 0 0 0;1 0 1 0 1 0 0;0 1 1 0 0 1 0;1 1 0 0 0 0 1] ; %生成矩阵H=[1 0 0 1 1 0 1;0 1 0 1 0 1 1;0 0 1 1 1 1 0] ; %监督矩阵Etab= [0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 1; %错误图样0 0 0 0 0 1 0;0 0 0 0 1 0 0;0 0 0 1 0 0 0;0 0 1 0 0 0 0;0 1 0 0 0 0 0;1 0 0 0 0 0 0];Smatrix=Etab*H'; %对应的伴随式sym=randint(n,1,M);sym=de2bi(sym,'left-msb'); %模拟信源编码bitcoded=channelcoding(sym,G,4); %信道编码，（7,4）码modbit=pskmod(bitcoded,M);%在传输序列modbit加入AWGN噪声snr=0:0.2:15; %噪声为0到15dL=length(snr)ser=zeros(1,L);ser2=zeros(1,L);for k=1:Ly=awgn(modbit,10*log10(b)+snr(k),'measured');zsym=pskdemod(y,M); %复数解调zbit=de2bi(zsym,'left-msb');recode=reshape(zbit',1,[]);Rstream=recode;err=(Rstream~=bitcoded);errnum=sum(err);ser(k)=log10(errnum/length(bitcoded));%纠错bitdecoded=channeldecoding(Rstream,Etab,Smatrix,H,7,4);err=(bitdecoded~=bitcoded);errbits=sum(err);ser2(k)=log10(errbits/(length(bitcoded)));endplot(snr,ser,'b-*')hold onplot(snr,ser2,'r-o')grid onlegend('没有信道编码','信道编码');xlabel('Eb/No(dB)');ylabel('SER');title('2PSK有无信道编码性能比较');toc %Elapsed time is 278.288819 seconds.程序运行时间结论：由上图在较高信噪比的时候编码增益很明显大大提高了误码性能，但是在低信噪被的时候编码增益较小甚至可能是负值，则是因为编码后信息比特能量扩散到多个编码比特上，每个编码比特能量有所降低，如果信噪比低的话，编码冗余带来的性能增益可能弥补不了编码比特的能量的降低，因此信道中信噪比的波动会显著降低编码性能2、 file2：在周期性深衰落的信道条件下，交织对通信系统性能的影响ticclc%功能：有无信道编码性能比较M=2; %进制b=log2(M) ; %每符号比特数n=128*10000 ; %符号数interrow=8;intercol=10;%交积矩阵的行和列G=[1 1 1 1 0 0 0;1 0 1 0 1 0 0;0 1 1 0 0 1 0;1 1 0 0 0 0 1] ; %生成矩阵H=[1 0 0 1 1 0 1;0 1 0 1 0 1 1;0 0 1 1 1 1 0] ; %监督矩阵Etab= [0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 1; %错误图样0 0 0 0 0 1 0;0 0 0 0 1 0 0;0 0 0 1 0 0 0;0 0 1 0 0 0 0;0 1 0 0 0 0 0;1 0 0 0 0 0 0];Smatrix=Etab*H'; %对应的伴随式sym=randint(n,1,M);sym=de2bi(sym,'left-msb'); %模拟信源编码bitcoded=channelcoding(sym,G,4); %信道编码，（7,4）码interv=interweaving(bitcoded,interrow,intercol); %交积向量modbit=pskmod(bitcoded,M);modbit2=pskmod(interv,M);%向传输序列modcode叠加衰落性信道的衰落参数k(t)modbitfade=addfade(modbit,1,1,1);modbitfade2=addfade(modbit2,1,1,1);%1ms周期性衰落modbitfade3=addfade(modbit2,2,1,1);%衰落时长2ms%在传输序列modbit加入AWGN噪声snr=0:0.2:25; %噪声为0到25dL=length(snr)ser=zeros(1,L);ser2=zeros(1,L);for k=1:Ly=awgn(modbitfade,10*log10(b)+snr(k),'measured');y2=awgn(modbitfade2,10*log10(b)+snr(k),'measured');y3=awgn(modbitfade3,10*log10(b)+snr(k),'measured');zsym=pskdemod(y,M); %复数解调zsym2=pskdemod(y2,M);zsym3=pskdemod(y3,M);zbit=de2bi(zsym,'left-msb');zbit2=de2bi(zsym2,'left-msb');zbit3=de2bi(zsym3,'left-msb');recode=reshape(zbit',1,[]);recode2=reshape(zbit2',1,[]);recode3=reshape(zbit3',1,[]);deinterv=deinterweaving(recode2,interrow,intercol);%解交积向量deinterv3=deinterweaving(recode3,interrow,intercol);Rstream=recode;Rstream2=deinterv;Rstream3=deinterv3;%纠错bitdecoded=channeldecoding(Rstream,Etab,Smatrix,H,7,4);bitdecoded2=channeldecoding(Rstream2,Etab,Smatrix,H,7,4);bitdecoded3=channeldecoding(Rstream3,Etab,Smatrix,H,7,4);err=(bitdecoded~=bitcoded);errbits=sum(err);ser(k)=log10(errbits/(length(bitcoded)));err2=(bitdecoded2~=bitcoded);errbits2=sum(err2);ser2(k)=log10(errbits2/(length(bitcoded)));err3=(bitdecoded3~=bitcoded);errbits3=sum(err3);ser3(k)=log10(errbits3/(length(bitcoded)));endplot(snr,ser,'b-*')hold onplot(snr,ser2,'r-o')hold onplot(snr,ser3,'k-+')grid onlegend('有信道编码没有交织1ms衰落','有信道编码有交织1ms衰落','有信道编码有交织2ms衰落');xlabel('Eb/No(dB)');ylabel('SER');title('2PSK衰落信道有无交织性能比较');toc %Elapsed time is 1504.524053 seconds.%该程序运行时间结论：衰落信道使系统的误码性能大大的降低，尤其是时延扩展远大于码元宽度的衰落，如瑞利衰落信道，此时信道属于慢深衰落，容易使得传输的信息出现连续的错误，当出现的错误大于信道编码的纠错能力时，就无法产生编码增益，甚至可能是性能恶化。