通信原理与通信技术
通信原理与通信技术考试必备
2） PCM 复用与数字复接有何区别，目前普遍采用数字复接的理由是什么? 【答】PCM 复用：对多路的话音信号直接编码复用的方法。缺点是编码速度非常高，对电路及元器件 的精度要求很高，实现起来比较困难。 数字复接：将 PCM 复用后的低速率信号再进行时分复用，形成更多路的数字通信。优点是经过数字复 用后的数码率提高了，但是对每一个基群的编码速度则没有提高，实现起来容易有几种？ 【答】数字复接的方法分：同步复接、异源复接、异步复接。复接的方式分：按位复接、按字复接、 按帧复接。 6章 1） 数字基带传输的基本结构及其功能？
3-8
Rb RB n f s k Rb 10 8 10 3 3 2.4 10 5 bit / s 设一个模拟信号 f (t ) 9 10 cos t ，若对 f (t)进行 41 级均匀量化，求编码所需的二进制码组
长度和量化台阶。 【解】因为 25<41<26 所以二进制码组长度 K 应取 6。 量化台阶： 4章 1） 简单增量调制原理，并画框图 增量调制器的（编码器框图） ； 对调制时和解调时画出各点的波形
0
双极性 +E 非归零码 -E 传号 +E
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
非归零码 -E
CMI 码 数字 双向码 条件 双向码
6-2 已知数字码元序列为 10011000000110000101，画出它所对应的单极性归零码、AMI 码和 HDB3 码的 波形。 【解】各种码波形如下图所示：
码型变换器 发送滤波电 接受滤波 信道 电路 噪 位定时提取 电路 器 取样判决器 码元再生
通信原理与通信技术期末考试复习题及参考答案-专升本
《通信原理与通信技术》复习题一、填空题1、将信号的幅值随频率变化的关系画在以________为横轴的平面上得到的图称为振幅频谱图。
2、二进制数字信号在1分钟内共传送了576000个码元，则其码元速率为__________。
3、将模拟信号进行数字化的过程称为A/D转换，最主要最基本的A/D变换方法是脉冲编码调制，简称PCM，PCM的三个基本步骤包括抽样、_______和编码。
4、ΔM调制与PCM调制的本质区别是，ΔM调制只用1位二进制编码进行编码，但这1位码不表示信号抽样值的大小，而是表示抽样时刻信号曲线的________。
5、2ASK信号的解调可用非相干解调和相干解调两种方法。
____________是常用的一种非相干解调法，这种方法所用的检波器往往是一个半波或全波整流器，再加上一个低通滤波器。
6、若二进制基带信号的带宽为BB，2FSK的两个载频分别位f1和f2，则2FSK信号的带宽大约为________。
7、产生PSK调相信号的方法有两种，直接调相法和相位选择法。
直接调相法是先将单极性NRZ信号变换成______________信号后再直接与载波相乘。
8、对二进制数字基带信号进行______________，然后再进行绝对调相，就可获得2DPSK信号。
9、设信息速率为106bit/s则进行QPSK调制后，已调信号的谱零点带宽为______________。
10、设发送端发送的序列为C=11010100111，接收端收到的序列为R=01101011011，则差错图样E= ____________________。
11、分组码（1101101001）的码长是10，码重是______。
12、设调制信号为f(t)载波为tccos，则已调信号的频域表达式为______________________。
13、如果信号的频谱不是从直流开始，而是在fL ~fH之间，带宽B=fH-fL，通常当________时该信号就被称为带通信号。
通信原理与通信技术_张卫钢_第1章_通信与通信系统的基本概念
第1章 通信与通信系统的基本概念
•
总之，数字通信的优点很多，但 事物总是一分为二的。数字通信的许多 长处是以增加信号带宽为代价的。比如， 一路模拟电话信号的带宽为4kHz，而一 路数字电话信号大概要占20～60kHz的 带宽。这说明数字通信的频带利用率低。 尽管如此，数字通信仍将是未来通信的 发展方向。
第1章 通信与通信系统的基本概念
1.2 通信系统
• • 1.2.1 通信系统的定义与组成 用于进行通信的设备硬件、软件和 传输介质的集合叫做通信系统。需要强调 的是，过去对通信系统的定义没有软件部 分，但随着计算机进入通信系统，通信软 件就成为组成通信系统的基本要素，因此 我们在定义中加入软件这一模块。
第1章 通信与通信系统的基本概 念
• • • • • • 1.1 通信的概念 1.2 通信系统 1.3 通信方式 1.4 信道和传输介质 1.5 信号与噪声 1.6 信号频谱与信道通 频带
第1章 通信与通信系统的基本概念
第1章 通信与通信系统的基本概念
• • • • •
1.7 信息的度量与香农公式 1.8 多路复用的基本概念 1.9 常用的通信手段 1.10 通信系统的性能评价 1.11 通信技术发展史
数字通信系统示意图信源信道模拟通信信道数字通信数据通信信道信源通信与通信系统的基本概念需要说明的是自从有了数据通信系统之后这种以信道传输信号的种类为标准对通信系统进行的分类就显得不够严谨因为数据通信系统的信道可以是传输数字信号的信道也可以是传输模拟信号的信道或者说数据通信中的数据信号既可以以数字信号的形式在数字信道中传输比如局域网也可以转换成模拟信号在模拟信道中传输比如通过猫调制解调器上网
第1章 通信与通信系统的基本概念
1.3 通信方式
通信原理和通信技术概述
通信原理和通信技术概述通信原理是指在通信系统中，信息的传输和交换是如何实现的一种基本的理论和方法。
而通信技术是指应用于通信原理的具体技术和工具。
本文将从通信原理和通信技术的概述、通信原理和通信技术的关系以及通信原理和通信技术的应用三个方面详细介绍。
一、通信原理和通信技术的概述1. 通信原理的定义和作用通信原理是指在通信过程中，通过特定的方式将信息从发送端传输到接收端的一种基本规则和规范。
它不仅包括信息的编码、调制和解调等技术，还包括信道的选择、信号传输、错误检测和纠正等内容。
通信原理的作用是保证信息的准确、实时和安全地传输。
2. 通信技术的定义和分类通信技术是指应用于通信原理的具体技术和工具，用于实现信息的传输和交换。
通信技术主要包括有线通信技术（如电话、电报、传真等）、无线通信技术（如无线电通信、卫星通信等）和网络通信技术（如互联网、局域网、广域网等）等。
二、通信原理和通信技术的关系1. 通信原理对通信技术的影响通信原理是通信技术的基础和支撑，它规定了通信系统中信息传输的基本规则和方法。
通信技术是根据通信原理的要求，应用具体的技术手段和工具来实现信息传输的过程。
2. 通信技术对通信原理的推动和发展通信技术的不断发展和创新推动了通信原理的进步和完善。
通信技术的快速发展使得通信原理得以更好地应用于实际通信过程中，同时也通过实践和应用对通信原理进行了验证和改进。
三、通信原理和通信技术的应用1. 通信原理和通信技术在电信领域的应用通信原理和通信技术在电信领域中起到了至关重要的作用。
例如，电话通信利用了模拟调制解调技术和数字编解码技术，将声音信号转换为电信号进行传输；而无线通信利用了无线电波传输信号，通过调制和解调将信息传输到接收端。
2. 通信原理和通信技术在互联网领域的应用互联网是当今社会中最重要的通信网络，通信原理和通信技术在互联网领域的应用也非常广泛。
例如，互联网通信利用了数字编码、分组传输和路由选择等技术，将信息分成一系列数据包进行传输，在接收端经过重新组装后还原成原始信息。
光纤通信原理和技术PPT课件
波长（µm） 系统类型
0.85
IM/DD
光纤 多模
BL(Gb/s·km) 年代
2
1978
1.3
IM/DD
单模
第1章 绪论
1.1 光通信发展史 1.2 国内外光纤通信技术发展概况 1.3 光纤通信系统的基本构成
第1章 绪论
1.1 光通信发展史
1.1.1 现代通信的发展
人类社会出现后，人与人之间就需要信息交流。原始社会 人们可以靠声音（语言）、肢体动作（肢体语言）或面部表情 等交流信息，这就是原始的通信，是人们面对面的交流。
60年代最好的光纤传输衰减为1000dB/km，即传输1km， 光功率降到原来的1/10100≈0，因而这种光纤不可能用作通 信媒质。当时没有人相信光纤可以用于通信，也没有人从 事光纤用于通信的研究。英藉华人学者高锟博士的贡献在 于理论上证明这样大的传输衰减是由于光纤中杂质吸收和 散射引起的。如将光纤提纯，则传输衰减可以降到可在通 信中实用的程度（最初提出的指标是20dB/km）[1].这一贡 献具有深远意义，完全改变了通信容量不适应社会发展的 需求，推动了信息社会更快地到来。由于这一贡献，高锟 博士获得了2009年诺贝尔物理学奖。
第1章 绪论
2.半导体激光器性能的突破
1960年发明的第一个激光器是红宝石(固体)激光器，不久 （1961年）半导体激光器研制成功，但当时需要在低温(液氮) 下脉冲工作。后来采用异质结技术使激光器可在常温下连续 工作，但开始只有数小时甚至数分钟的寿命，由于寿命极短 不能实用化。经过一段时间的努力，才研制成功可实用的半 导体激光器。现在的半导体激光器的性能有了极大的提高， 其寿命可达106小时，甚至达108小时，功率可达10 毫瓦量级 (泵浦激光器可达几百毫瓦),可调谐范围几百GHz,线宽低到 1―10MHz(外腔激光器能达几十kHz)，适用于各种光通信系统， 为光纤通信实用化打下了基础。激光器价格也在不断下降， 干线通信系统所用激光器已降到千美元量级；几十美元，甚 至几美元的半导体激光器可用于接入网系统。
通信原理与通信技术课后答案
通信原理与通信技术课后答案1. 通信原理- 通信原理是指通过传输媒介将信息从发送方传递到接收方的基本过程和规律。
它包括了信号的产生、调制、传输和解调等关键步骤。
- 通信原理的核心是信号的传输和处理。
传输过程中遇到的主要问题包括：信号衰减、噪声干扰、失真等。
为了有效地解决这些问题，通信原理引入了多种技术手段，如编码、调制、复用等。
- 在通信原理中，信道是指信息传递的媒介，可以分为有线信道和无线信道。
不同的信道特性决定了不同的传输方式和技术选择。
2. 通信技术- 通信技术是指应用于实际通信系统中的各种技术手段和方法。
它包括了信号处理、传输介质选择、调制解调、编解码、多路复用、网络协议等多个方面。
- 通信技术在不同的通信系统中有着不同的应用，如有线通信系统、无线通信系统、光通信系统等。
- 近年来，随着数字通信技术的发展，以及通信网络的普及和进步，通信技术正向着高速、大容量、低延迟、高可靠性等方向不断发展。
3. 通信原理与通信技术的关系- 通信原理是通信技术的基础，它指导了通信技术的发展和应用。
- 通信技术是通信原理的具体实现，通过技术手段将通信原理转化为实际的通信系统和设备。
- 通信技术的发展推动了通信原理的深入研究和创新，提高了通信系统的传输效率和可靠性。
- 通信原理和通信技术相辅相成，相互促进，为人们提供了高效、便捷的通信手段，并推动了现代社会的发展。
4. 通信原理与通信技术的应用- 通信原理和通信技术广泛应用于各个领域，如电信、无线通信、互联网、广播电视等。
- 在电信领域，通信原理和通信技术用于实现电话、传真、数据通信等服务，提供了远程通信的手段。
- 在无线通信领域，通信原理和通信技术用于构建移动通信网络，如2G、3G、4G等无线技术标准。
- 在互联网领域，通信原理和通信技术用于构建互联网骨干网络，以及实现数据传输、网络安全等功能。
- 在广播电视领域，通信原理和通信技术用于信号的传输和处理，实现广播、电视节目的传送。
操作系统中的网络通信
操作系统中的网络通信操作系统中的网络通信是指计算机操作系统通过网络进行数据传输和通信的过程。
在当今信息时代，网络通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
本文将深入探讨操作系统中的网络通信原理和技术，并介绍相关的应用和发展趋势。
一、网络通信的原理网络通信是指两台或多台计算机通过网络互相传递数据和信息的过程。
在操作系统中，网络通信的实现需要通过以下几个基本原理：1. 网络协议：网络协议是两台计算机在网络中进行通信时所遵循的规则和约定。
常见的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议等。
操作系统中需要实现这些协议，以确保网络通信的稳定和可靠性。
2. 数据封装和解封装：数据封装是指将要传输的数据按照一定的格式组装成数据包，以便在网络中进行传输。
而解封装则是将接收到的数据包解析并还原成原始数据。
操作系统需要实现这两个过程，以实现数据在网络中的传输。
3. 路由选择：在网络中，数据包需要通过多个中间节点进行传输。
路由选择的功能是根据不同的网络拓扑和路由算法，确定数据包的传输路径。
操作系统需要实现合适的路由选择算法，并通过路由表来存储和管理路由信息。
二、网络通信的技术操作系统中的网络通信技术多种多样，下面介绍几种常见的技术：1. 套接字：套接字是操作系统中实现网络通信的核心概念之一。
它是一种抽象的网络通信接口，提供了可靠的数据传输和通信服务。
通过套接字，应用程序可以方便地使用网络进行数据传输和通信。
2. 网络编程：网络编程是指利用编程语言和相关的网络库，对操作系统中的网络通信进行开发和应用。
常见的网络编程技术有使用C语言的Socket编程、使用Java语言的Socket和RMI等。
3. 分布式计算：分布式计算是指将计算任务分布到多台计算机上进行并行计算的技术。
在操作系统中，网络通信起到了关键作用，使得各个计算节点能够相互通信和协同工作，提高计算效率。
4. 虚拟化技术：虚拟化技术是指将物理资源抽象为虚拟资源，使得多个操作系统或应用程序可以共享同一物理资源的技术。
青岛理工大学通信原理与技术样题级参考答案
青岛理⼯⼤学通信原理与技术样题级参考答案通信原理与通信技术样题⼀填空题1、按信道传输信号特征分类，可将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。
2、按照数据传输⽅向和传输时间，数据通信⽅式可以分为单⼯⽅式、半双⼯⽅式和全双⼯⽅式。
3、衡量⼀个通信系统好坏的主要指标是有效性和可靠性。
4、基带信号经放⼤后直接传输，这种传输⽅式称为基带传输；基带信号通过调制后传输，这种传输⽅式称为频带传输。
5、根据调制参数的不同，可将调制分为幅度调制、频率调制和相位调制。
6、将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D 转换⽅式称为脉冲编码调制。
7、随机脉冲序列的功率谱密度包括连续谱和离散谱，其中连续谱是始终存在的。
8、2ASK 的解调⽅式有包络检波和相⼲解调。
9、数字光纤通信系统主要由PCM 终端设备、数字复⽤设备、光端机、光纤和光中继设备组成。
10、在FDMA （频分多址）中，不同地址的⽤户占⽤信道不同的频带进⾏通信，在 TDMA 中，不同地址的⽤户占⽤信道的不同时隙进⾏通信。
⼆单项选择题1、消息中所含信息量的多少与（）有关。
A ）消息的重要程度B ）消息的内容C ）消息的种类D ）消息发⽣的概率 2、⼋进制数字信号每分钟传输18000bit 的信息量，其码元速率为（）。
A ）300Bd B ）600Bd C）100Bd D ）200Bd 3、连续信道的信道容量定义为)1(0Bn S Blb C +=，当所允许的信号功率增加时，信道容量（）。
A ）减少B ）不变C ）增加D ）为∞4、所需传输带宽最窄的是（）信号。
A ）AMB ）SSBC ）VSBD ）DSB5、已知调制信号为 x(t)=cos ωm t , 已调信号的表达式为s(t) = Acos[ωc t +A m cos ωm t ]，则该信号为（）。
A ）调频信号B ）基带信号C ）调相信号D ）⽆法确定 6、设某模拟信号的频谱范围为1~5 kHz ，则合理的抽样频率为（）。
通信原理与技术
通信原理与技术通信原理与技术是指人类利用各种工具和技术手段进行信息传输和交流的科学和技术领域。
无论是现代化的电信系统，还是我们日常生活中的手机、电视、互联网等设备和应用都离不开通信原理与技术。
在这篇文章中，我们将分析通信原理与技术的基本概念和重要步骤，并探讨通信系统的设计和发展。
一、通信原理与技术的基本概念1.信息传输：通过将信息转化为电磁信号或其他形式，然后传输到接收端来实现信息的传递。
2.信道：信息传输的介质或通道，在信道中信息通过电信号、光信号、无线信号等形式进行传输。
3.调制与解调：调制是将原始信息转换为适合信道传输的信号，解调则是将接收到的信号转换回原始信息。
4.编码与解码：编码是将原始信息转换为具有容错能力的码字，解码则是将接收到的码字转换回原始信息。
5.多路复用：将多个信号通过一个通道同时传输，提高通信系统的效率。
二、通信系统的设计和发展1.信号传输：通过能够传输信号的介质（如导线、光纤、空气等）将信号从发送端传输到接收端。
2.调制与解调技术：通过调制将原始信号转换为适合传输的信号，并在接收端通过解调将信号转换回原始信号。
3.编码与解码技术：通过编码使得信息能够在传输过程中具有容错能力，并在接收端通过解码还原原始信息。
4.信道容量：衡量信道传输能力的指标，通常用单位时间内传输的比特数来表示。
5.误码率：在信道传输中，由于噪声等原因造成的错误比特数与传输比特数之比。
6.调制方式：常见的调制方式有调幅、调频和调相等。
7.信号处理：通信系统中对信号进行处理加工，以提高信号质量和系统性能。
8.网络协议：用于在计算机和其他设备之间进行数据交换的一组规则和标准。
三、通信系统的步骤1.信号发生：原始信息经过信源产生，如声音、文字、图片等。
2.信号调制：将原始信息转换为适合信道传输的信号，如通过调幅、调频等方式进行调制。
3.信号传输：调制后的信号经过信道传输，如通过电缆、无线电波等传输介质进行传输。
通信原理与通信技术第二版_张卫钢版 课后答案
通信原理与通信技术第二版_张卫钢版课后答案1-1 什么是模拟信号？什么是数字信号？【答】参量（因变量）取值随时间（自变量）的连续变化而连续变化的信号，或者通俗地讲，波形为连续曲线的信号就是模拟信号。
模拟信号的主要特点是在其出现的时间内具有无限个可能的取值。
自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散值的信号叫做数字信号。
实际应用中的数字信号一般是只有两个取值“0”和“1”的脉冲序列。
模拟信号和数字信号的本质区别在于：模拟信号的取值为无限多个，而数字信号为有限个取值，通常只有“0”和“1”两个值。
1-2 为什么要对模拟信号进行抽样？对抽样间隔有什么要求？【答】为了对模拟信号进行数字传输以提高通信质量，首先需要将模拟信号转化位数字信号，而这种A/D转换过程的第一步就是对模拟信号进行抽样，把模拟信号变成离散信号。
为了能从抽样后的信号（离散信号）中无失真地恢复出原始信号，要求抽样间隔小于等于原始信号最高频率分量所对应信号周期的一半，或者说，要求抽样频率大于等于原始信号最高频率的二倍。
1-3 为什么要对离散信号进行量化？【答】离散信号尽管在时间上是离散的，但其幅度的取值却有无限多个（注意不是无限大），没有从本质上改变模拟信号，因此，没有实用价值。
只有把离散信号进行量化，把无穷个取值变成有限个，把离散信号转化为数字信号才能使模拟信号发生质变。
可见，离散信号是模拟信号通往数字信号的桥梁。
1-4 设信道带宽为3KHz，信噪比为20dB，若传输二进制信号，则最大传输速率是多少？【解】因为已知信噪比为20dB，即：所以由香农公式可得信道容量为：1-5 设英文字母e出现的概率为0.105，x出现的概率为0.002。
试求e及x 的信息量。
【解】e的信息量x的信息量1-6 某信息源的符号集由A，B，C，D和E组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
通信原理与通信技术(第三版)期末考试重点资料
通信原理资料1、通信系统的两项性能指标“有效性”和“可靠性”分别反应通信系统的什么性能？模拟通信和数字通信对应的这两项指标是什么？有效性反映通信系统的传输的容量大小。
可靠性用于反映通信系统的传输的质量的好坏。
有效性和可靠性是相互矛盾的，即提高有效性则可靠性下降。
抗干扰能力强，差错可以控制，从而改善传输可靠性；便于进行各种数字信号处理；保密性强，有利于实现综合利用通信网。
模拟通信对应有效性的指标是传输带宽，对应可靠性的指标是信噪比。
数字通信对应有效性的指标是传输数率，对应可靠性的指标是差错率。
2、用香农公式解释调频方式和调幅方式性能上的优劣？公式表示在信道容量一定的情况下，信道带宽越宽（有效性下降），则要求信道可提供的信噪比可以越小（可靠性提高），即可以提高抗干扰能力。
对于调幅方式，其占用的频带要比调频方式占用的频带小，而抗干扰能力要比调频方式的差，这正好符合香农公式所反映的二者关系。
3、PCM传输的基本框图，简述各部分作用？抽样：将连续的模拟信号进行时间上的离散。
量化：将时间离散幅度连续的模拟信号进行幅度取值上的离散。
编码：将时间离散和幅度离散的多进制数字信号编成二进制码。
信道：用于信号传输媒介和设备。
干扰：传输信号的信道和设备所带来的噪声。
译码: 码的反变换过程。
低通：将译码输出的样值信号平滑还原成原始模拟信号。
4、模拟和数字调制其原理基本一样，但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现？由于数字信号可以看做是模拟信号的特殊情况，因此从调制的原理来看是完全一致的，数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特性来实现调制，这样可以实现方便、电路简单。
5、△M调制和PCM调制有何异同？增量调制是在PCM调制的基础上发展起来的另一种模拟信号数字传输的方法，可以看做PCM的一个特例。
它具有码位少（只有一位）、编码设备简单、单路时不需要同步优点。
它产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别（增加、还是减小）而不是代表抽样值的大小。
通信原理与通信技术(第四版) 教学大纲
《通信原理》课程教学大纲一、课程信息英文名称：Communication Principle课程编码：授课语言：汉语授课方式：线下课程类别：专业发展课程性质：必修学分：3学时：48学时（授课40学时，实验8学时）适用对象：通信工程专业、电子信息工程专业、物联网工程专业先修课程：《电路分析基础》、《数字电子技术》、《概率论与数理统计》、《信号与系统》等开课院系：电子信息工程学院二、课程简介本课程是电子信息工程专业的专业核心课程。
该课程是在学生修完电路分析基础、数字电子技术、概率论与数理统计、信号与系统等相关课程后开设的，课程涉及通信系统各个组成部分的基础理论和基本原理，从理论上建立了完整的通信系统架构以及对通信信号和系统性能的分析方法和系统模型。
通过学习本课程, 学生能够全面系统的掌握现代通信，尤其是数字通信的基本原理、基本概念、基本组成、基本分析和实现方法，为后续课程的学习打下坚实的基础，也为学生以后在相关领域工作或从事研究奠定良好的基础。
表9实验报告评分标准六、课程建议教材及主要参考资料.建议教材张卫钢主编，《通信原理与通信技术》（第四版），西安电子科技大学出版社, 2018年5月。
1.主要参考资料[1]张卫钢、曹丽娜主编，《通信原理教程》，清华大学出版社，2016 年。
[2]张甫翊主编，《通信原理教程》，清华大学出版社，2018年。
[3]樊昌信主编，《通信原理与通信技术》（第4版），电子工业出版社，2019 年。
七、其他根据专业特色与定位要求，课程大纲内容可进行删减与补充，具体按教务处规定执行。
课程的内容包括通信与通信系统的基本概念、模拟调制、脉冲编码调制、增量调制、数字复接与同步数字序列、数字信号的基带传输、数字信号的调制传输、差错控制编码及相关的通信技术等。
根据教学内容，灵活采用授课方式，注重专业性和实用性，将理论与实验有机结合，力图通过循序渐进的方式培养学生掌握信息传输的基本原理和通信系统的性能分析方法，具备分析和解决通信系统问题的能力。
通信原理与通信技术课程设计
通信原理与通信技术课程设计一、需求分析本次通信原理和通信技术的课程设计旨在设计一个基于PC和微控制器的双向通信系统。
该系统可以实现PC端向单片机发送数据，然后单片机将信息处理后返回至PC端，同时能够在PC端控制单片机内的LED矩阵实现具有自定义内容的动画效果。
二、解决方案1. 系统结构系统结构PC -- UART ----> 单片机 -- SPI ----> LED矩阵| 数据信息 | | 数据信息 ||返回处理结果| |实现动画效果|其中，PC通过UART串口与单片机通信，单片机通过SPI串行接口控制LED矩阵。
2. 系统实现流程PC端设计在PC端，使用Python编写程序实现向单片机发送数据。
Pyserial 库提供了使用Python与串口通信的接口，可方便地实现PC与单片机之间的通信。
具体实现流程如下：1.引用Pyserial库，打开串口。
2.输入待发送的数据信息。
3.将数据信息编码为二进制格式，并发送至单片机。
4.等待单片机返回处理结果。
5.解码单片机返回的结果信息，输出至控制台。
单片机设计在单片机端，使用C语言编写程序实现从PC接收数据，并将返回值传递给LED矩阵控制程序。
具体实现流程如下：1.引用SPI库，设置协议参数。
2.初始化串口通信。
3.监听串口，获取PC发送的数据信息。
4.对接收到的数据进行处理，并将处理结果返回。
5.在LED矩阵控制程序中根据返回结果更新矩阵显示内容。
三、实现步骤1. 硬件环境搭建1.准备一台Windows计算机。
2.准备一块带有串口的单片机开发板，例如STM32F103C8T6或ESP8266。
3.准备一个LED点阵模组，例如MAX7219。
2. 软件环境配置1.安装Python3.x版本。
2.安装Pyserial库，可通过pip命令或者直接下载安装程序安装。
3.安装Keil C51工具集，并编写单片机的应用程序。
4.配置LED矩阵控制模块，可以直接使用成品模块，或自己设计并制作PCB电路板。
通信原理知识点归纳总结
通信原理知识点归纳总结一、基本概念1. 通信：信息的传递和交流。
通信系统是指将信息从一个地方传递到另一个地方的系统。
通信系统由信源、传输系统、接收系统组成。
2. 信号：携带信息的载体。
可以是声音、图像、文字等形式。
信号可以是模拟信号或数字信号。
3. 模拟信号：信号的取值连续变化，可以对应于连续的时间或空间。
例如声音信号、光信号等。
4. 数字信号：信号的取值离散变化，用一组离散的数值表示。
例如二进制信号、数字化声音信号等。
5. 噪声：通信过程中产生的干扰信号。
噪声会降低通信系统的性能。
二、信号基本处理1. 信号调制：将基带信号调制成为带通信号。
调制的目的是使得信号能够在传输过程中传输更远、更快、更准确。
2. 调制方法：AM调制、FM调制、PM调制、OFDM调制、QAM调制等。
3. 调制技术：基带调制、带通调制、数字调制等。
4. 信号解调：将带通信号解调成为基带信号。
解调的目的是使得接收端能够恢复原始的信息。
5. 解调方法：AM解调、FM解调、PM解调、OFDM解调、QAM解调等。
6. 解调技术：功率谱密度估计、相位估计、频率估计等。
三、调制解调原理1. AM调制原理：将音频信号和载波信号进行非线性调制。
2. AM解调原理：利用包络检波、同步检波、相干检波等方式进行解调。
3. FM调制原理：通过改变载波信号的频率来传输信息。
4. FM解调原理：通过频率变化的方式来提取信号信息。
5. PM调制原理：通过改变相位角来传输信息。
6. PM解调原理：通过相位检测和同步解调来提取信息。
四、传输介质1. 有线传输介质：包括电缆、光纤等。
2. 无线传输介质：包括电波、微波、红外线、激光等。
3. 传输介质的选择主要受到传输距离、传输速率、成本和环境条件等影响。
五、通信技术1. 电信技术：通过电信设备传输信息，包括电话、传真等。
2. 网络技术：通过计算机网络进行信息交流，包括互联网、局域网、广域网等。
3. 无线通信技术：包括蜂窝通信、卫星通信、移动通信等。
通信原理与通信技术(第三版)章 (8)
第8章 差错控制编码 香农在1848年和1957年发表的《通信的数学理论》、《适
用于有扰信道的编码理论某些成果》两篇论文中提出了关于有 扰信道中信息传输的重要理论——香农第二定理。该定理指出：
C，则只要信道 中的信息传输速率R小于C，就一定存在一种编码方式，使编码
后的误码率随着码长n的增加按指数下降到任意小的值。或者
第8章 差错控制编码
但是，当干扰超过系统的限度时，就会使数字信号产生误码， 从而引起信息传输错误。数字通信系统除了可以采取与模拟系 统同样的措施以降低干扰和信道不良对信号造成的影响之外， 还可以通过对所传数字信息进行特殊处理（即差错控制编码） 对误码进行检错和纠错，以进一步将误码率降低，从而满足通 信要求。因此，数字通信系统可以从硬件上的抗干扰措施和软 件上的信道编码两个方面对信息传输中出现的错误进行控制和 纠正。
延时，也就是发送端从发错误码组开始，到收到NAK信号为止
所发出的码组个数，图中N=5。接收端收到码组2有错，发送端
在码组6后重发码组2、3、4、5、6，接收端重新接收，发送端 继续发后续码组。这种返回重发系统的传输效率比停发等候系 统有很大改进，在很多数据传输系统中得到了应用。
第8章 差错控制编码
在前向纠错系统中，发送端将信息码经信道编码后变成能 够纠正错误的码组，然后通过信道发送出去；接收端收到这些 码组后，根据与发送端约定好的编码规则，通过译码能自动发 现并纠正因传输带来的数据错误。前向纠错方式只要求单向信 道，因此特别适合于只能提供单向信道的场合，同时也适合一 点发送多点接收的广播方式。因为不需要对发送端反馈信息， 所以接收信号的延时小、实时性好。这种纠错系统的缺点是设 备复杂、成本高，且纠错能力愈强，编译码设备就愈复杂。
现代通信原理与技术
现代通信原理与技术
现代通信原理与技术是指利用先进的技术和原理进行信息传输和通信的方法和手段。
它涉及了多个学科领域，包括电子工程、计算机科学、信号处理等。
本文将介绍一些现代通信原理与技术的基本概念和应用。
首先，现代通信原理与技术的基础是信息传输。
信息可以通过不同的信号载体传输，如电磁波、光信号等。
这些信号可以在媒介中传播，并通过发送和接收设备进行转换。
其次，现代通信原理与技术的核心是信息编码和调制。
为了有效地传输信息，需要将信息转换为适合传输的信号形式。
通过编码和调制技术，可以将信息转化为特定的信号模式，并加入适当的调制方法进行传输。
再次，现代通信原理与技术还涉及信道传输和传输信号处理。
在信道传输中，信号会受到传输介质和环境噪声的影响。
为了减小信号传输中的噪声和失真，需要采用相应的信号处理技术，如均衡、解调等。
这些技术可以提高信号传输的稳定性和可靠性。
此外，现代通信原理与技术还包括无线通信和网络通信。
无线通信是指通过无线技术进行信息传输和通信。
无线通信系统包括多个基站和终端设备，通过无线信道进行信息传输。
网络通信是指利用计算机网络进行信息传输和通信。
网络通信系统包括多个计算机和网络设备，通过互联网进行信息交换。
最后，现代通信原理与技术的应用非常广泛。
它在手机通信、互联网通信、卫星通信、广播电视等各个领域都得到了广泛应用。
现代通信技术的发展，不仅提高了信息的传输速度和质量，也极大地促进了人类社会的发展和进步。
通信工程通信原理与无线通信技术重点复习要点
通信工程通信原理与无线通信技术重点复习要点通信工程是指通过电磁波、光波或其他电磁波传输媒体，实现信息交流的一门学科。
通信原理和无线通信技术是通信工程中最为重要的两个方面，本文将对它们的重点复习要点进行介绍。
一、通信原理1. 信号与噪声信号是指传输信息的波形或序列，而噪声是指在信号传输过程中产生的干扰。
通信原理要求我们能够正确地将信号与噪声区分开，提高信号的传输质量。
2. 调制与解调调制是指将基带信号转换为适合传输的调制信号的过程，解调则是将接收到的调制信号恢复为基带信号的过程。
常见的调制方式有调幅、调频和调相。
3. 香农定理香农定理是衡量信道容量的重要理论基础，它指出，对于高斯白噪声信道，信道的最大传输速率与频带宽度和信噪比有关。
4. 误码率与纠错编码误码率是衡量信道传输质量的重要指标，纠错编码则是通过在发送端添加冗余信息，使接收端能够更好地检测和纠正传输中产生的错误码。
5. 多址技术与多路复用多址技术是指将多个用户的数据在同一信道上传输的技术，如分时多址、频分多址和码分多址等。
而多路复用则是将多个信号通过不同的通道同时传输的技术，如时分复用和频分复用等。
二、无线通信技术1. 无线传播特性无线信号在传播过程中会受到多径传播、衰落和干扰等影响。
了解无线传播特性对于设计和优化无线通信系统至关重要。
2. 天线与传输链路天线是无线通信系统中的核心组成部分，它负责将电信号转换为无线电波进行传输。
传输链路包括发送端、信道和接收端，它们共同构成了无线信号的传输路径。
3. 蜂窝网络与移动通信蜂窝网络是现代无线通信系统的基础架构，它将服务区域划分为多个小区，并通过基站与移动终端进行通信。
移动通信技术则是实现终端与基站之间的无线连接的关键。
4. 调度与功率控制调度与功率控制是无线通信系统中实现资源优化和提高系统容量的重要手段。
调度算法决定了系统中用户的资源分配，而功率控制则是根据信道状态调整终端的传输功率。
5. 多媒体通信与移动互联网多媒体通信是将语音、图像和视频等多种媒体数据进行传输和交换的技术，而移动互联网则是指通过移动设备访问互联网的技术。
通信原理与通信技术(第三版)第19章 卫星通信技术
第19章 卫星通信技术
19.2.2 卫星通信系统的组成 卫星通信系统主要由空间部分的通信卫星和地面部分的
地面站、测控系统、监控管理系统组成。通信卫星和地面站 是直接用来进行通信的；测控系统和监控管理系统是为保证 系统正常运行而设置的，如图19－2所示。
第19章 卫星通信技术
卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式，它是在地面 微波中继通信和空间技术的基础上发展起来的。微波中继通 信是一种“视距”通信，即只有在“看得见”的范围内才能 通信。而通信卫星的作用相当于离地面很高的微波中继站， 由于作为中继的卫星离地面很高，所以经过一次中继转接之 后即可进行长距离的通信。图19－1是一种简单的卫星通信 系统示意图，它由一颗通信卫星和多个地面通信站组成。
第19章 卫星通信技术
19.1.3 卫星通信的特点 (1)覆盖区域大、通信距离远 一颗同步通信卫星可以覆盖地球表面的40%左右，因而
利用三颗同步卫星即可实现全球通信（除南、北两个极点 外），它是远距离越洋通信和电视转播的主要手段。卫星通 信建站费用和运行费用不因通信站之间的距离远近、两站之 间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上， 比地面微波中继、电缆、光缆、短波通信等有明显优势。除 了国际通信外，在国内或区域通信中，尤其对边远、交通及 经济不发达地区，卫星通信是极有效的现代通信手段。
第19章 卫星通信技术
19.2.3 卫星通信系统的工作过程 卫星通信系统可以传输电话、电报、传真、数据和电视
等信息，根据系统所传基带信号是模拟信号还是数字信号， 相应地将卫星通信系统分为模拟系统与数字系统。基带信号 不同，相应的发射、接收设备的调制与解调方式也不同，但 它们的工作过程从总体上来说是类似的。下面以传送多路电 话为例，来说明卫星通信系统的工作过程。
通信技术知识点总结
通信技术知识点总结一、通信技术概述通信技术是指利用各种通信手段和设备进行信息传输的一种技术。
它是现代信息社会中最基础、最重要的技术之一，涵盖了通信原理、通信设备、通信网络、通信协议等多个方面。
通信技术的发展，为人们的生产、生活和娱乐提供了更多便利，促进了社会的进步和发展。
二、通信原理1. 信道通信中的信道是指信号传输的物理媒介，可以是有线的光缆、电缆，也可以是无线的电磁波传播。
不同的信道具有不同的特性和应用范围，通信技术需要根据实际需求选择合适的信道。
2. 信号信号是信息在通信中的载体，可以是声音、图像、文字等形式。
在通信过程中，信号需要经过调制、编码等处理，才能够有效地传输和接收。
3. 调制调制是指将模拟信号或数字信号转换为适合传输的波形信号的过程。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。
4. 编码编码是指将信号进行数字化处理的过程，使得信号能够在数字通信系统中传输和处理。
常见的编码方式有PCM编码、压缩编码等。
5. 解调解调是调制的逆过程，将接收到的波形信号转换成原始信号的过程，使得接收端能够正确地还原出发送端的信息。
6. 信道复用为了提高通信系统的效率，可以采用信道复用技术，将多个信号共用一个信道进行传输。
常见的信道复用方式有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）等。
7. 双工在双工通信中，发送和接收可以同时进行，双工通信可以分为时分双工和频分双工两种方式。
三、通信设备1. 发射机和接收机发射机是用来将信号转换为电磁波进行传播的设备，接收机是用来接收并解调电磁波，并将信号转换为原始信息的设备。
2. 天线天线是传输和接收无线电波的设备，根据不同的波长和频率，可以设计不同类型的天线，如偶极子天线、方向性天线等。
3. 中继站中继站是用来放大和转发信号的设备，它可以将信号从发送端传输到接收端，同时补偿传输过程中的信号衰减和失真。
四、通信网络1. 传输网络传输网络是指用来连接不同地点的通信网络。
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如何学好通信原理？
通信原理是步入通信领域的一门重要课程； 计算机专业的学生缺乏通信原理的预备知 识：《信号与系统》、《信号分析》等。 本课程涉及的内容较多、较广，所学内容一 环扣一环，需要大家多点耐心，不懂就问，不 要积压问题。
考试:
闭卷考试 平时成绩占20分（课堂＋作业）
第1章 通信与通信系统的基本概念
(b) 一段与连接器相连的同轴电缆
2、同轴电缆的特点：高带宽、
抗干扰能力强。
3、同轴电缆的分类：
50欧姆基带同轴电缆：带宽20Mb/s，能以10Mb/s 的速率将基带数字信号传输1～1.2km。
基带数字信号：数字信号不经调制，直接以信号 位流的形式进行的传输。
75欧姆宽带同轴电缆：带宽300～450Mb/s，可将 宽带数字信号传输100km。
信号进行处理的各种通信设备。
2.分类：把广义信道分为调制信道和编码信道。
调制信道（模拟信道）——从调制器输出到解调 器输入之间的信号传输途径。 模拟信道——传输模拟信号的信道。
编码信道（数字信道）——从编码器输出到解码器 输入之间的信号传输途径。 数字信道——传输数字信号的信道。 调制信道包含在编码信道之中。
本课程只讲述第一篇 通信原理
第1章 通信与通信系统的基本概念（12学时） 第2章 模拟调制（8学时） 第3章 脉冲编码调制(PCM) （4学时） 第4章 增量调制（2学时） 第5章 数字复接与SDH （3学时） 第6章 数字信号的基带传输（5学时） 第7章 数字信号的频带传输（4学时） 第8章 差错控制编码（6学时）
通信原理与通信技术
计算机专业的学生为何要学习通信原理？
1. 计算机网络的发展，使通信与计算机广 泛地融合，单一的计算机应用系统早已不能 满足社会的需要。 2. 通信原理是学习和掌握任何一个通信系 统的基础和核心。
所选教材：
《通信原理与通信技术》 －－西安电子科技大学出版社。 －－是专为计算机专业学习通信技术的最新
1.3 通信方式
1、定义：
通信双方之间的工作形式和信号传输方式。
2、分类：按通信对象数量的不同；
按信号传输方向与传输时间的不同； 按通信终端之间的连接方式的不同； 按数字信号传输顺序的不同； 按同步方式的不同。
1.4 信道和传输介质
一、信道 1.概念：信号传输的途径。
从狭义上理解：传输介质； 从广义上理解：信号经过的途径，所以还包括对
从源传到目的。 所以本课程的研究内容：如何把信息大量地、
快速地、准确地、广泛的、方便的、经济的、安全 的从信源通过传输介质传送到信宿。
2、分类：
广义通信－－通过各种方式进行的通信； 狭义通信－－特指利用电信号和光信号作为通 信信号的电通信和光通信。
二、通信系统
1、定义：进行通信的设备硬件、软件和传输介
t (a) 原 始 方 波 和 基 波
t (b) 基 波 ＋ 3次 谐 波
一、频谱的概念
1、信号的描述方式：时域图和频域图 a、时域图——也称波形图，自变量是时间，描述信号 参量与时间的关系；f(t)称为时间函数； b、频域图——也称频谱图，自变量是频率，描述信
号
参量与频率的关系；F(f)或F(w)称为频谱函数。
以最大a振幅－频率图为例： a
t 1s
t 1s
二、周期信号的频谱
冲序列。幻灯片 36
y
y
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t
(a) 模 拟 信 号
(b) 离 散 信 号
y 5 4
3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (c) 数 字 信 号
幻灯 片 34
数字信号的两要素： 比特间隔：发送一比特所需
3. 通信系统按是否调制分类
基带通信系统
－－传输的是基带信号（没有经过任何调制的信 号）；
调制通信系统
－－传输的是已调信号。
4. 通信系统按通信业务分类
电话通信系统、电报通信系统、广播通信系统、 电视通信系统、数据通信系统等。
5. 通信系统按工作波段分类
长波通信系统、中波通信系统、短波通信系统、 微波通信系统、光通信系统。
非屏蔽双绞线(UTP： UnShield Twisted Pair)
非屏蔽双绞线
双绞线(Twisted Pair)
非屏蔽双绞线(UTP：UnShield Twisted Pair)： 1995年“商用建筑物电信布线标准”EIA/TIA-586A公布的5种UTP标准：
一类UTP：即普通电话线，适于语言传输； 二类UTP：适于语音与数据传输。4Mb/s； 三类UTP： 10Mb/s，用于局域网； 四类UTP： 16Mb/s，用于令牌环网； 五类UTP： 100Mb/s，超五类UTP：155Mb/s。用于光 纤分布数据接口FDDI、快速以太网、ATM。 五类比三类UTP：绞合得更紧密，设计得更精密，抗干扰
二、传输介质（分为两种） 1、有线介质——各种线缆和光缆。
①双绞线(Twisted Pair) ②同轴电缆(Coaxial Cable) ③光纤(Optical Fiber)
双绞线(Twisted Pair)
分为两种： 屏蔽双绞线(STP： Shield Twisted Pair)
屏蔽箔 屏蔽双绞线
质的集合。
2、组成：硬件上由信源、信宿、传输介质和收
信、发信五部分组成。
3、通信系统的一般模型：
信源 发送设备 信道 接收设备 信宿
噪声
4、模型中各组成部分的作用：
信源 发送设备 信道 接收设备 信宿
噪声
信源：把待传输的消息转换成原始电信号； 发送设备：对基带信号进行某种变换或处理，使之 适应信道的传输特性要求； 信道：信号的传输介质； 接收设备：作用正好相反于发送设备，它从收到的 信号中恢复出相应的原始基带信号； 信宿：将复原的原始基带信号转换成相应的消息。
1、傅里叶级数
高数中学过：任意一个周期信号f(t)＝f(t+nT0)， 如果满足狄里赫利条件，则f(t)可表示为三角函数的
线性组合：
f (t)
a0 2
( a n cos
n 1
n 0 t b n sin
其中
a0
2 T0
T0 / 2 f ( t ) dt
T0 / 2
a n
2 T0
T0 / 2 T0 / 2
信号必须具有可观测性、可变化性、可实现性。
2、分类（从七个方面进行） ④按信号的特征分为：模拟信号和数字信号。 a、模拟信号：分为简单信号和复杂信号；
简单模拟信号是正弦波，它不能再被分解为更简 单的模拟信号。
正弦波的三个要素：振幅、周期（或频率）和相 位。
最大振幅 T
任一时刻t的振幅 t
振幅：波上任一点的值，反映了信号的高度； 最大振幅？ 周期：信号完成一次波形循环所要经历的时间； 频率：周期的倒数，即波形相对时间的变化率； 高频率？低频率？ 相位：波形相对时间零点的位置。
能力增强，传输特性大大提高
屏蔽双绞线(STP：Shield Twisted Pair)
同轴电缆（ Coaxial Cable ）
1、同轴电缆的结构
同轴电缆由：内导线铜质芯线（单股或多股绞合）、 内部绝缘层、 网状编织的外导体屏蔽层、 和保护塑料外层组成。
外部绝缘体
内部导体
内部绝缘体 铝制编织导体(屏蔽) (a) 一段同轴电缆
例：正弦波相对时间轴零点偏移1/6周期，相位？
模拟信号——时间上连续，取值也连续的信号。 取值离散→？数字信号？
离散信号——时间上离散，取值连续→抽样信号； 取值离散→数字信号；
数字信号——时间上离散，取值也离散的信号。幻灯
片 35
准确定义：
自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散值
的信号。
真正使用的数字信号：只有“0”和“1”两个取值的 脉
f ( t ) cos
n 0 tdt
b n
2 T0
T 0 / 2 f ( t ) sin
T0 / 2
n 0 tdt
0
2f0
2
T0
n 0t)
f(t) a 2 0 n 1(a nco n0 s t b nsin n 0 t)
其中
2
a0
T0
T0/2 f(t)dt是常数，表示直流分量，
三、通信系统的分类
1. 按信号特征分： －－模拟通信系统和数字通信系统；
信信信调信解信信信
源道
道源
编编
道
解解
源码码制
调码码宿
噪声
数字通信系统一般模型
区别：多了信源编码和信源解码
信源编码：进行模/数转换； 信源解码：信源编码的逆过程。
区别：多了信道编码和信道解码
信道编码：将信源编码输出的数字信号变成适合
T0/2
其频率为0。
n＝1时，a1cosw0t+b1sinw0t称为基波，或一次 谐波，它是以基本角频率w0为频率的正弦波；
n＝2时，a2cos2w0t+b2sin2w0t称为二次谐波， 它是以基波角频率的2倍，2w0为频率的正弦波；
以此类推， ancosnw0t+bnsinnw0t称为n次谐波。
结论：一个周期信号可近似用一直流分量和以其频 率为基频的各次谐波的线性叠加表示。
的光线同时传播。
单模光纤：
光在光纤中的传播 没有反射，沿直线 (b ) 单 模
传播。（光纤直径
降至一个光波波长）
吸收 护套 纤芯
包层
两种光纤传输示意图
3、多模光纤与单模光纤的比较