4.1 通信技术基础 编码基础
七年级上通信技术编码
七年级上通信技术编码
【实用版】
目录
1.通信技术的基本概念
2.七年级上通信技术编码的内容
3.通信技术的发展和应用
4.对七年级学生的意义和影响
正文
随着科技的发展，通信技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
通信技术是指通过各种手段将信息传递给接收者的技术，它的基本概念包括信息的发送、传输和接收。
对于七年级的学生来说，了解通信技术的基本概念和编码方式，可以帮助他们更好地理解现代通信的原理和应用。
在七年级上学期的通信技术课程中，学生将学习到编码的基本原理和常见的编码方式。
编码是将信息转换成特定的格式，以便在传输过程中不会发生错误或丢失。
常见的编码方式有 ASCII 编码、Unicode 编码等。
学生还将学习到如何使用这些编码方式进行信息的传输和接收。
随着 5G、物联网等新兴通信技术的发展，通信技术在我们的生活中
的应用也越来越广泛。
人们可以通过手机、电脑、电视等各种设备，随时随地获取和发送信息。
通信技术的发展不仅改变了我们的生活方式，也为我们提供了更多的工作和学习机会。
对于七年级的学生来说，学习通信技术不仅可以帮助他们更好地理解现代通信的原理和应用，还可以激发他们对科技的兴趣，培养他们的创新精神和实践能力。
因此，七年级上学期的通信技术编码课程对他们的意义和影响是非常深远的。
总的来说，通信技术是一种非常重要的技术，它不仅改变了我们的生
活方式，也为我们提供了更多的工作和学习机会。
编码的基础知识
编码的基础知识 编码是⽤预先规定的⽅法将⽂字、数字或其他对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。
编码知识你知道多少呢?以下是由店铺整理关于编码的知识，希望⼤家喜欢! 编码的定义 编码是根据⼀定的协议或格式把模拟信息转换成⽐特流的过程。
在计算机硬件中，编码(coding)是在⼀个主题或单元上为数据存储，管理和分析的⽬的⽽转换信息为编码值(典型地如数字)的过程。
在软件中，编码意味着逻辑地使⽤⼀个特定的语⾔如C或C++来执⾏⼀个程序。
在密码学中，编码是指在编码或密码中写的⾏为。
将数据转换为代码或编码字符，并能译为原数据形式。
是计算机书写指令的过程，程序设计中的⼀部分。
在地图⾃动制图中，按⼀定规则⽤数字与字母表⽰地图内容的过程，通过编码，使计算机能识别地图的各地理要素。
n位⼆进制数可以组合成2的n次⽅个不同的信息，给每个信息规定⼀个具体码组，这种过程也叫编码。
编码的简介 GB编码标准中，⽐较常⽤的是GB2312和GBK两种，GB2312是GBK的⼀个⼦集，GB2312编码范围是 0xA1A1 - 0xFEFE ，如果纯粹的 GB2312编码，处理起来是⼗分简单的，但处理GBK字符集时有些⼩的提⽰，先说说GBK编码的标准吧： GBK 采⽤双字节表⽰，总体编码范围为 8140-FEFE，⾸字节在 81-FE 之间，尾字节在 40-FE 之间，剔除 xx7F ⼀条线。
总计 23940 个码位，共收⼊ 21886 个汉字和图形符号，其中汉字(包括部⾸和构件)21003 个，图形符号 883 个。
编码的分类 1. 汉字区。
包括： a. GB 2312 汉字区。
即 GBK/2: B0A1-F7FE。
收录 GB 2312 汉字 6763 个，按原顺序排列。
b. GB 13000.1 扩充汉字区。
包括： (1) GBK/3: 8140-A0FE。
收录 GB 13000.1 中的 CJK 汉字 6080 个。
七年级上通信技术编码
七年级上通信技术编码【原创版】目录1.七年级上通信技术编码简介2.通信技术的发展历程3.编码技术的基本原理4.常用的编码技术及其应用5.通信技术编码的未来发展趋势正文【七年级上通信技术编码简介】七年级上的通信技术编码课程主要介绍了通信技术的基本概念、发展历程、编码技术的基本原理以及常用的编码技术及其应用。
通过本课程的学习，学生可以了解通信技术编码的基本知识，为后续深入学习通信技术打下坚实的基础。
【通信技术的发展历程】通信技术是人类社会发展的重要驱动力之一，其发展历程可以追溯到古代的烽火、信鸽等传递信息的方式。
随着科学技术的进步，通信技术不断发展，先后经历了电信号、无线电、光纤、卫星通信等阶段。
如今，通信技术已经深入到人们的日常生活中，成为现代社会不可或缺的一部分。
【编码技术的基本原理】编码技术是指将信息转换成特定形式的技术。
在通信过程中，为了确保信息的准确传输，需要对信息进行编码。
编码技术的基本原理是将信息转换成一定的二进制形式，以便在传输过程中能够检测和纠正错误。
常见的编码方式有摩尔斯电码、凯撒密码、亚历山大密码等。
【常用的编码技术及其应用】在通信技术中，常用的编码技术有数字编码、模拟编码、纠错编码等。
数字编码技术主要应用于数字通信系统，如数字电视、数字音频广播等。
模拟编码技术主要应用于模拟通信系统，如调幅广播、调频广播等。
纠错编码技术主要应用于数据传输系统，如汉明码、BCH 码等。
【通信技术编码的未来发展趋势】随着 5G、物联网等新兴通信技术的发展，通信技术编码将面临更高的要求和挑战。
未来的通信技术编码将更加高效、可靠、安全，以适应不断增长的通信需求。
此外，量子通信技术等领域的研究也将为通信技术编码带来新的发展机遇。
公共基础知识通信技术基础知识概述
《通信技术基础知识概述》一、引言在当今信息时代，通信技术的发展日新月异，深刻地改变了人们的生活和工作方式。
从古老的烽火台到现代的高速无线网络，通信技术不断演进，为人类社会的进步和发展提供了强大的动力。
本文将对通信技术的基础知识进行全面的概述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 通信的定义通信是指信息的传递和交换。
它可以通过各种方式进行，如语言、文字、图像、信号等。
通信的目的是使信息从一个地方传递到另一个地方，以便人们能够进行交流、协作和决策。
2. 通信系统的组成通信系统由信源、信道、信宿和通信设备组成。
信源是信息的发出者，信宿是信息的接收者，信道是信息传递的通道，通信设备则用于对信息进行处理和传输。
3. 信号的分类信号可以分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的物理量，如声音、图像等；数字信号是离散的二进制代码，如计算机数据、数字电视信号等。
三、核心理论1. 信息论信息论是研究信息的度量、传输和处理的理论。
它由克劳德·香农创立，为通信技术的发展奠定了理论基础。
信息论中的重要概念包括熵、信息量、信道容量等。
2. 编码理论编码理论是研究如何将信息进行编码，以便在信道中高效传输的理论。
它包括信源编码和信道编码。
信源编码用于减少信息的冗余度，提高传输效率；信道编码用于增加信息的抗干扰能力，提高传输的可靠性。
3. 调制解调理论调制解调理论是研究如何将数字信号转换为模拟信号进行传输，以及如何将接收到的模拟信号转换为数字信号的理论。
调制方式包括调幅、调频、调相等。
四、发展历程1. 古代通信在古代，人们主要通过烽火台、驿站、信鸽等方式进行通信。
这些方式虽然简单，但在当时起到了重要的作用。
2. 近代通信19 世纪，随着电报、电话的发明，通信技术进入了近代阶段。
电报的发明使得信息可以在瞬间传递到远方，电话的发明则使得人们可以进行实时的语音通信。
3. 现代通信20 世纪以来，通信技术得到了飞速发展。
通信技术基础 第四章 数字编码技术 ppt
提高编码效率的角度出发，L的取值应尽量的小。例如，对26个英文字
母进行二进制编码时，Lmin=log226=4.7，因此可取L=5。
常用信息码有ASCII码、Morse码、BCD码等。
大连理工大学出版社
第4章 数字编码技术 4.1.2 语音编码
主编：于宝明 王钧铭 主审：宫锦文
大连理工大学出版社
大连理工大学出版社
第4章 数字编码技术
数字信号的编码与解码主要有以下两类 • 在数字通信中，编码是指用一组组二进制的数字代码来表示一个个模拟信
号抽样值的过程。
• 信源编码：将信息或信号按一定的规则进行数字化的过程。 ➢ 用信息码表示文字、符号等，如ASCII码、MORSE码等； ➢ 对模拟信号进行AD转换，如PCM编码、ADPCM等；
缺点：收发双方的压扩特性不易做得一致，且温度等因素的影响大。
大连理工大学出版社
第4章 数字编码技术
均匀量化存在的问题是： 小信号时信噪比太小，大信号时信噪比浪费。
非均匀量化的 均匀量化量的化信噪比 量化信噪比
动态范围 动态范围 要求的量化 信噪比
大连理工大学出版社
信号电平
第4章 数字编码技术
3 编码(Coding)
大连理工大学出版社
第4章 数字编码技术 2 量化
为了实现以数字码表示样值，必须采用“四舍五入”的方法把 样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有 限个值。这一过程称为量化。
量化电平：有限个规定值；
量化误差：量化值与取样值之间的差值，又称为量化噪声。量化是一
种信息有损变换。
S
信号功率
通信技术基础知识资料文档
信道(Channel)：传送信息的线路（或通路）。 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)。 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
4/11/40 page 23
字符同步：以字符为边界实现字符的同步接收，也称为 起止式或异步制——每两个字符之间的间隔时 间不固定。
每个字符的传输需要： 1个起始位 5，6，7，8个数据位 1，1.5，2个停止位
— 频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重 新同步
—增加了辅助位，所以效率低
例如，1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时， 其效率为8/11＜72％
可用于一个单块电路板元件之间的数据传输，或用于 连接在30~40cm甚至更短距离的数据通信。
代价较高，需要一条额外的线来传输时钟信号，易受 到噪声干扰。
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信道最大数据传输率
Nyquist 公式：用于理想低通信道
C = 2W log2 M
W = 带宽 M = 信号电平级数
4/11/40 paΒιβλιοθήκη e 10信息通过通信系统传输
信息→数据→信号→在介质上传输→信号→数据→信息
通信系统的任务
把携带信息的数据用物理信号形式通过介质传 送到目的地。 信息和数据（0、1比特）不能直接在介质上传输。
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●通信系统的构成
◆数据传输系统： 1）传输线路（包括传输介质和中继设备） 2）传输设备：调制解调器、多路复用器、交换机
换句话说，一个码元中可以传送多个比特（bit）。
通信技术基础
通信技术基础1. 介绍通信技术是现代社会不可或缺的一部分。
它使我们能够迅速地传递信息，与世界各地的人进行即时的交流，并在工作和生活中获取所需的信息。
本文将介绍通信技术的基础知识，包括通信原理、通信媒介、信号处理和无线通信等方面。
2. 通信原理通信的基本原理是信息的传输。
在通信过程中，信息经过编码、调制和解调等处理，通过传输媒介传输到接收端，再经过解码等过程恢复原始信息。
常见的通信原理包括模拟通信和数字通信。
模拟通信是通过连续变化的信号来传输信息，而数字通信是将信息转化为离散的数字信号来传输。
3. 通信媒介通信媒介是信息传输的载体。
常见的通信媒介包括有线媒介和无线媒介。
有线媒介主要包括电缆和光纤。
电缆通过电信号传输数据，具有较高的带宽和稳定性，适用于长距离通信。
光纤是利用光信号传输数据，具有更高的带宽和抗干扰能力，广泛应用于高速通信和远距离通信。
而无线媒介主要包括无线电波和红外线等。
无线电波适用于广播、无线电通信和移动通信等领域，红外线则适用于近距离通信和遥控等。
4. 信号处理信号处理在通信中起着至关重要的作用。
信号处理包括信号的采样、量化、编码和解码等过程。
采样是将连续的信号离散化，即在一定时间间隔内记录信号的数值。
量化是将采样后的信号值映射到离散的数值集合中。
编码是将量化后的信号转化为数字信号，即用二进制编码表示信号的数值。
解码是将接收到的数字信号还原为原始信号。
5. 无线通信无线通信是指通过无线媒介传输信息的通信方式。
无线通信使用无线电波作为传输媒介，具有灵活性和便捷性。
无线通信涉及的技术包括调频、调幅和频分复用等。
调频是在一定频率范围内改变载波信号的频率来传输信息，调幅是改变载波信号的振幅来传输信息，而频分复用是将不同信号使用不同频率段来传输。
6. 总结通信技术是现代社会的基石，它使我们能够实现快速的信息传输和交流。
了解通信技术的基础知识对于理解和应用通信技术至关重要。
本文简要介绍了通信原理、通信媒介、信号处理和无线通信等方面的基础知识。
《通信技术基础》课程教学大纲
《通信技术基础》课程教学大纲一、课程的性质和任务本课程是电子信息工程技术专业的理论课，本课程的主要讲授通信系统的组成、常用的通信技术、数字基带、频带信号的传输、模拟信号的数字化、数字信号的编码、编码技术；常用的通信系统等，通过本课程的学习使学生建立通信系统的概念，掌握无线电发射机和接收机的基本工作原理，掌握数字通信的基础知识，了解组网通信的构成。
培养学生对通信网络安装、管理、使用与维护的初步能力，拓宽学生的知识面和了解通信新技术。
二、课程的教学目标根据三年制高等职业教育电子信息工程技术专业的培养目标，本课程的教学目标是：理解通信的基本原理；建立完整的通信系统的概念；理解无线电发送与接收设备的基本组成及其工作原理，能画出基本通信设备的组成框图并能叙述各组成部分的作用，了解常见通信网络的组成方案及工作特点，了解数字与模拟信号的一般处理方法，了解卫星通信系统、光纤通信系统、移动通信系统及交换系统的工作原理；能进行通信设备性能指标的检测。
三、课题和课时分配表四、课程教学内容和基本要求1.通信技术概论主要内容：（1）信号；（2）通信系统与通信网络；（3）标准与标准化组织；（4）模拟通信及模拟通信系统基本要求：（1）会叙述模拟信号与数字信号的区别（时间上、状态上）；（2）会叙述4种典型信道的传输特性及其优缺点；（3）会画出基本通信系统的组成框图；会画出数字通信系统的组成框图；（4）会叙述5种通信网络的拓扑结构；会画出5种通信网络的拓扑结构示意图；（5）会叙述协议、标准的含义；（6）会叙述4个通信的标准化组织；（7）会叙述模拟信号的特点；（8）会叙述通信系统的组成和信号处理流程。
2.数字基带信号的传输（1）主要内容：（2）信号在信道中的传输；（3）数字基带信号传输；（4）通用异步收发器；（5）RS-232C标准；基本要求：（1）掌握数字基带信号的概念；（2）理解信号在信道中传输的特性；（3）理解数字信号的基带传输方式；（4）了解RS-232标准。
通信技术基础知识
通信技术基础知识通信技术是信息科学技术领域中的一个重要分支，它涉及到信息的传输、处理和存储。
随着科技的不断进步，通信技术已经渗透到我们生活的方方面面，从电话到互联网，从无线网络到卫星通信，通信技术的发展极大地改变了人类的交流方式。
本文将介绍通信技术的基础知识，包括通信系统的组成、通信方式、信号传输以及编码技术等。
通信系统主要由发送端、传输媒介和接收端三部分组成。
发送端负责将信息转换成适合传输的信号，传输媒介则是信息传输的通道，可以是有线的如电缆、光纤，也可以是无线的如无线电波、微波。
接收端则负责将传输过来的信号还原成原始信息。
通信方式可以分为模拟通信和数字通信两大类。
模拟通信是指信息以连续变化的信号形式进行传输，如声音信号在电话系统中的传输。
数字通信则是将信息转换成离散的数字信号进行传输，如电子邮件和网络数据包的传输。
数字通信具有更高的抗干扰能力和传输效率，是目前通信技术发展的主流。
信号传输过程中，信号可能会受到各种干扰，导致信号失真或丢失。
为了提高信号的传输质量，通信技术中采用了多种调制和解调技术。
调制是将信息信号与载波信号结合的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
解调则是调制的逆过程，用于从调制信号中提取出原始信息。
编码技术是通信系统中的另一个重要组成部分，它负责将信息转换成适合传输的格式。
编码可以分为信源编码和信道编码两种。
信源编码主要用于压缩数据，减少传输所需的带宽，如图像和声音的压缩编码。
信道编码则用于增加信号的冗余度，提高信号的抗干扰能力，如纠错编码和交织编码。
随着通信技术的发展，新的通信协议和标准不断涌现，如4G、5G移动通信技术，它们提供了更高的数据传输速率和更广泛的覆盖范围。
同时，通信技术的安全性也越来越受到重视，加密技术被广泛应用于保护通信过程中的信息安全。
总之，通信技术是现代社会不可或缺的一部分，它的发展和应用极大地促进了信息的快速流通和人类的交流。
信道编码基础知识
信道编码基础知识培训讲义信道编码,也叫差错控制编码,就是所有现代通信系统得基石。
几十年来,信道编码技术不断逼近香农极限,波澜壮阔般推动着人类通信迈过一个又一个顶峰。
5G到来,我们还能突破自我,再创通信奇迹吗？所谓信道编码,就就是在发送端对原数据添加冗余信息,这些冗余信息就是与原数据相关得,再在接收端根据这种相关性来检测与纠正传输过程产生得差错。
这些加入得冗余信息就就是纠错码,用它来对抗传输过程得干扰。
1948年,现代信息论得奠基人香农发表了《通信得数学理论》,标志着信息与编码理论这一学科得创立。
根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声得信道里可靠地传送信号,无非有两种途径:加大信噪比或在信号编码中加入附加得纠错码。
这就像在嘈杂得酒吧里,酒喝完了,您还想来一打,要想让服务员听到,您就得提高嗓门(信噪比),反复吆喝(附加得冗余信号)。
但就是,香农虽然指出了可以通过差错控制码在信息传输速率不大于信道容量得前提下实现可靠通信,但却没有给出具体实现差错控制编码得方法。
人类在信道编码上得第一次突破发生在1949年。
R、Hamming与M、Golay提出了第一个实用得差错控制编码方案。
受雇于贝尔实验室得数学家R、Hamming将输入数据每4个比特分为一组,然后通过计算这些信息比特得线性组合来得到3个校验比特,然后将得到得7个比特送入计算机。
计算机按照一定得原则读取这些码字,通过采用一定得算法,不仅能够检测到就是否有错误发生,同时还可以找到发生单个比特错误得比特得位置,该码可以纠正7个比特中所发生得单个比特错误。
这个编码方法就就是分组码得基本思想,Hamming提出得编码方案后来被命名为汉明码。
汉明码得编码效率比较低,它每4个比特编码就需要3个比特得冗余校验比特。
另外,在一个码组中只能纠正单个得比特错误。
M、Golay先生研究了汉明码得缺点,提出了Golay码。
Golay码分为二元Golay码与三元Golay码,前者将信息比特每12个分为一组,编码生成11个冗余校验比特,相应得译码算法可以纠正3个错误;后者得操作对象就是三元而非二元数字,三元Golay码将每6个三元符号分为一组,编码生成5个冗余校验三元符号,这样由11个三元符号组成得三元Golay码码字可以纠正2个错误。
通信基础知识点总结
通信基础知识点总结一、通信基础概念通信是信息传递的过程，通过某种媒介将信息从一个地方传递到另一个地方。
通信的基本概念包括信号、噪声、通道和编解码等。
1. 信号：信号是携带信息的载体，可以是声音、文字、图像等形式。
信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。
2. 噪声：噪声是指干扰信号传输和接收过程的外部干扰，会使得信号受到损坏或变形。
3. 通道：通道是信号传输的媒介，可以是空气、电缆、光缆等传输介质。
4. 编解码：编解码是将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的过程，以便在不同的媒介上进行传输。
二、通信基础理论通信基础理论包括了调制解调、信道编码、数字通信系统和多路复用等内容。
1. 调制解调：调制是将数字信号转换为模拟信号，解调是将模拟信号转换为数字信号，常见的调制方式包括频率调制、相位调制和振幅调制。
2. 信道编码：信道编码是为了提高信号传输的可靠性而对信号进行编码，常见的信道编码方式包括海明码、卷积码和纠错码等。
3. 数字通信系统：数字通信系统是指通过数字信号进行通信的系统，数字通信系统包括了调制解调、信道编码、数字调度等技术。
4. 多路复用：多路复用是指在同一通信信道上传输多个信号，包括时分多路复用、频分多路复用和码分多路复用等技术。
三、通信传输技术通信传输技术包括了有线传输技术和无线传输技术。
1. 有线传输技术：有线传输技术包括了电缆传输、光纤传输和同轴电缆传输等。
2. 无线传输技术：无线传输技术包括了微波通信、卫星通信和移动通信等。
四、网络通信基础网络通信基础包括了网络拓扑结构、网络协议和数据链路层、网络层、传输层和应用层等内容。
1. 网络拓扑结构：网络拓扑结构包括了总线型、星型、环形、网状和混合型等多种网络连接方式。
2. 网络协议：网络协议是计算机网络之间进行通信的规则和标准，常见的网络协议包括了TCP/IP协议、UDP协议和HTTP协议等。
3. 数据链路层：数据链路层是进行数据帧传输的层次，包括了介质访问控制、逻辑链路控制等功能。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域，主要研究计算机之间的数据传输，包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后，以数字模式传输。
在数字信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有：1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中，常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术，它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误，以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有：1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介，常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中，信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加，信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中，最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络，主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
编码与运算基础
逻辑运算在计算机科学中的应用
逻辑运算在计算机科学中主要 用于处理逻辑值，如真和假， 以及进行逻辑控制流的处理。
逻辑运算在计算机科学中广泛 应用于条件判断、循环控制等 控制流语句中，是实现程序流 程控制的重要手段。
逻辑运算包括与、或、非等基 本运算，这些运算在计算机内
部通过二进制数表示。
逻辑运算的准确性和可靠性对 计算机科学中的算法设计和程 序实现有着重要的影响。
位运算在计算机科学中的应用
Байду номын сангаас01
位运算是指对二进制位进行操作的运算，包括位与、位或、位异或、 位取反等基本运算。
02
位运算在计算机科学中广泛应用于数据加密、压缩、转换等领域，是 实现底层数据处理的重要手段。
03
位运算具有高效、简洁的优点，能够在底层直接对数据进行操作，因 此在某些特定场景下比算术运算和逻辑运算更具有优势。
04
位运算的正确性和效率对计算机科学中的底层数据处理和算法实现有 着重要的影响。
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编码在计算机科学、通信、 数据存储等领域有着广泛 的应用。
编码的种类
01
02
03
04
字符编码
如ASCII码、Unicode码等， 用于表示字符。
图像编码
如JPEG、PNG等，用于表示 图像。
音频编码
如MP3、AAC等，用于表示 音频。
视频编码
如MPEG、H.264等，用于表 示视频。
编码的原则
唯一性
编码与运算基础
• 编码基础 • 运算基础 • 编码与运算的关系 • 编码在计算机科学中的应用 • 运算在计算机科学中的应用
通信系统中的编码与调制技术
通信系统中的编码与调制技术随着现代通信技术的发展，编码与调制技术在通信系统中扮演着至关重要的角色。
编码与调制技术通过将信息转换为电信号的形式，实现信号的传输和解码，以保证信息的可靠传输和准确接收。
本文将详细介绍通信系统中的编码与调制技术。
一、编码技术编码技术是将信息转换为电信号的过程，其中最常用的编码技术是数字编码和模拟编码。
1. 数字编码数字编码是将离散的数字信号转换为连续的电信号。
在数字通信中，我们常用的数字编码方式包括二进制编码、八进制编码和十六进制编码等。
例如，将0和1两个数字转换为电压水平高低分别代表0和1，这就是二进制编码。
数字编码的优点是抗干扰性强、传输效率高，广泛应用于现代通信系统中。
2. 模拟编码模拟编码是将连续的模拟信号转换为电信号，常用的编码方式有频移键控、振幅调制和相位调制等。
频移键控是通过改变信号的频率来表示不同的信息，其中最常用的是频移键控调制（FSK）。
振幅调制是通过改变信号的振幅来表示不同的信息，常用的是调幅（AM）和双边带调幅（DSB-AM）。
相位调制是通过改变信号的相位来表示不同的信息，常用的是调相（PM）和频率调制（FM）。
二、调制技术调制技术是将编码后的信号转换为传输信号的过程，采用不同的调制技术可以提高信号的传输效率和抗干扰性。
1. 幅度调制（AM）幅度调制通过改变信号的振幅来进行调制，其中最常用的是调幅（AM）技术。
AM技术通过改变信号的振幅来调制载波信号，使得载波的振幅随着信号的变化而变化，从而传输信号。
AM技术简单易用，但其抗干扰性较差。
2. 频率调制（FM）频率调制通过改变信号的频率来进行调制，其中最常用的是频率调制（FM）技术。
FM技术通过改变载波信号的频率来表示不同的信息，频率越高表示信号的幅度越大，从而传输信号。
FM技术具有较好的抗干扰性能，广泛应用于广播和无线电通信领域。
3. 相位调制（PM）相位调制通过改变信号的相位来进行调制，其中最常用的是调相（PM）技术。
移动通信入门 第四章 移动通信的编码技术
通常定义码组中非零码元的数目为码的重量，简称码重。把两个码组中对应码位 上具有不同二进制码元的位数定义为两码组的距离，称为汉明（Hamming）距离， 简称码距。码组集中任意两个码字之间距离的最小值称为码的最小距离，用D0表示。 例如11000与10011之间的距离D0=3。最小码距是码的一个重要参数，它是衡量码检错、 纠错能力的依据。
特点是：数字语音信号中既包括若干话音特征参量又包括部分波形编码信息，因 而综合了参数编码和质量波形编码各自的优点。
Hale Waihona Puke 4.2差错控制编码数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，码元波形将破坏，接收端收到后 可能发生错误判决。为此，在传送数字信号时，往往要进行各种编码。通常把在信息 码元序列中加入监督码元的方法称为差错控制编码，也叫纠错编码。
（1）波形编码 波形编码技术直接对语音波形采样、量化，并用二进制 码表示。脉冲编码调制PCM和增量调制DM是波形编码的代表。
优点：①具有很宽范围的语音特性，对各类模拟话音波形信号进行编码 均可达到很好的效果；②抗干扰能力强，具有优良的的话音质量；③技术成 熟、复杂度不高；④费用适中。
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1.信道编码的目的与原理
▪ 如何利用有限的资源高效的 传输数据 信源编码
▪ 如何控制差错以使得数据能 够可靠传输
信道编码
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1.信道编码的目的与原理
实际信道上传输信号时，由于信道传输特性 不理想及噪声的影响，接收端收到的信号不 可避免地会发生错误。
信 源
信源 编码
码重
分组码的码字重量用汉明重量衡量。定义分组码中每个码字的 “1”的个数为该码字的汉明重量。例如（6，3）分组码中的某个码 字是011010，则该码字的码重为3。
最小码距dmin
一个分组码的所有码距中的最小值就是该分组码的最小码距， 用dmin表示， dmin决定该分组码的纠检错能力。 对于线性码，其最小码距应等于非零码序列的最小汉明重量。
2.3 编码分类
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3 .差错控制方式
(1) ARQ （Automatic Repeat request） ：接收端如果检测 到有错，则通过反向信道通知发送端重发。 能够发现错误的码 发 收
应答信号
ARQ方式
优点：工作原理简单，易于实现。
缺点：延时大。
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2 .信道编码的基本概念
编码增益 编码增益=
未编码时达到一定性能时所需的Eb / N0 10log 编码时达到一定性能时所需要的 E / N b 0
编码增益反映的是一定误码率要求下具体的编码 方案对信噪比的改善程度。从系统的角度来看，在给 定误比特情况下，采用纠错编码后所需的 Eb/N0（dB ）低于不用编码时的 Eb/N0 （dB） ，把后者与前者 之差称为编码增益。
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2 .信道编码的基本概念
2.3 编码分类 ■ 按信息码元与监督码元间约束方式： ▪ 分组码(Block Code)：信息序列每k位分成一 组，产生r位监督元，输出长度为n=r+k的码字。 r位监督元只与本分组的k位信息元有关，记为 （n, k）。 ▪ 卷积码(Convolutional Code)：编码器给每k0 位信息加上r0位监督元得到长度为n0的码字。 该码字的运算，不仅与本组k0位信息有关，还 与其前面m组k0位信息有关。称这种码为（n0， k0，m）卷积码。
码率 码距
码率也称编码效率。定义一个(n，k)分组码的码率为k/n。 或者定义为编码前符号速率与编码后符号速率之比。 通常，码率很高的码，其纠检错能力就比较差。
定义分组码中任意两个码字之间的汉明距离为这两个码 字中对应位不同的数目。 通常，分组码任意两个码字之间的码距用汉明距离衡量。
例：（7，3）分组码中两个码字（0100111）和（1001110）码距为4
信道 编码 发送端
调制器
信 道 干扰
解调器
信道 译码
信源 译码
信 宿
接收端
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1 .信道编码的目的与原理
例：三位二进制码元共有8种可能的组合： 全码字空间 ={ 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111}； 如果8种码组都用于传递信息，设传 输发生一个误码，则一种码组就会变成 另一种码组，而接收端却不能发现。
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2 .信道编码的基本概念
2.1 基本概念
（6，3）线性分组码 信息组 000 100 010 110 001 101 011 111
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码字 000000 110100 011010 101110 101001 011101 110011 000111
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2 .信道编码的基本概念
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1.信道编码的目的与原理
如果许用码组C={000、111} ，来传 输消息集（0，1），会出现什么效果？
则可以发现所有两个以下的误码，如 果用来纠错，还可以纠正一个错误。
观察选用码组的码字有何规律？
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1.信道编码的目的与原理
编码原理：
■ 在被传送的信息码元序列中增加一些监督码元。 ■ 监督码与信息码之间具有某种特定的校验关系。 ■ 发端将信息码和监督码组合而成的码元序列送入 信道。
Eb Eb G ( dB ) ( dB ) ( dB ) N 0 u N 0 c
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2 .信道编码的基本概念
编码增益
黑色箭头线 段是误比特 率为10-2时的 系统编码增 益。
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2 .信道编码的基本概念
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2 .信道编码的基本概念
2.3 编码分类 ■ 按信息码元在编码后是否保持原来的形式： ▪ 系统码、非系统码 ■ 按纠正错误的类型： ▪ 纠正随机错误的码、纠正突发错误的码 ■ 按每个码元取值： ▪ 二进制码、多进制码
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2 .信道编码的基本概念
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1 .信道编码的目的与原理
如果选用码组C={000, 011, 101, 110}传输对应消息集 M={00, 01, 10, 11}，而禁用码组 ={001, 010, 100, 111}来传输信息，会出现什么效果？ 能发现一个和三个错误，但不能纠
错。 观察选用码组的码字有何规律？
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1.信道编码的目的与原理
编码系统模型：
信 源 信源 编码 发送端 m c r 信道 编码 调制器
信 道
解调器
信道 译码 接收端
信源 译码
信 宿
信源
编码
信道
译码
m’
信宿
信源：输出的是信息序列。 信宿：收到的是纠错恢复后的信息序列。 信道：广义信道，也称编码信道。
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2.2 性能指标
■ 编码增益
■ 码率： 定义一个(n,k)分组码的码率为k/n
■ 编译码复杂度
■ 编译码延时
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2 .信道编码的基本概念
2.3 编码分类
■ 按差错控制编码的不同功能： ▪ 检错码：发现错误的码 ▪ 纠错码：自动纠正错误的码 ■ 按信息码元与附加监督码元间检验关系： ▪ 线性码(Linear Code)：监督码元与信息码 元满足线性关系 ▪ 非线性码(Nonlinear Code)：监督码元与信 息码元不满足线性关系
(3) HEC （Hybrid Error Correction ）：是FEC方式和ARQ方
式的结合，接收端经纠错译码后如果检测无错码，则不再要 求发端重发；如果收端经纠错译码后仍检测出有误码，则通 过反馈信道要求发端重发。 可以发现和纠正错误的码
发
应答信号
收
HEC方式 自动请求重发（ARQ）Automatic Repeat request 前向纠错（FEC） Forward Error Correction
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2 .信道编码的基本概念
编码的纠检错能力
码距与检错和纠错能力的关系
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2 .信道编码的基本概念
编码的纠检错能力
对于分组码，一般情况下其纠检错能力与最小码距 有以下关系： 要检测一个码组内的e个误码，要求最小码距 dmin e + 1 要纠正一个码组内的t个误码，要求最小码距 dmin 2t + 1 要纠正一个码组内的t个误码，同时检测e（e t）个 误码，要求最小码距 dmin t + e + 1
许用码组与禁用码组
以一定的规则从 2n 个码组中选择 2k 个码组，使 2k 个信息 组与2k 个码组之间建立一一对应关系，这2k 个码组就组成了 一个线性分组码。我们称这2k个码组为许用码组，简称码组、 码矢或码字，而其余的2n - 2k个码组为禁用码组。
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2 .信道编码的基本概念
混合纠错（HEC）Hybrid Error Correction
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 .差错控制方式
(2) FEC （Forward Error Correction） ：接收端根据编码 规则进行译码，通过译码发现并纠正传输过程中的错误。
发
可以纠正错误的码
收
FEC方式 优点：不需要反馈信道；不要求检错重发。 缺点：编译码设备较复杂。
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3 .差错控制方式
■ 收端收到该码序列后，依照约定的译码规则检验 监督码元与信息码元之间的校验关系。
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1.信道编码的目的与原理
编码原理： ■ 当校验关系因传输错误而受到破坏时，收端就 可检查出来，这叫检错，称这种编码具有检错 能力； ■ 如果收端检测出差错后还能在译码时予以纠正 ，就叫纠错，称这种编码具有纠错能力。 信道编码目标： 以小的冗余度增加量换取大的纠检错能力， 同时尽量减小编码延迟和编码算法的复杂度。