数字通信

1、25 数字通信 1 引 言 在本书中,我们将介绍作为数字通信系统分析和设计基础的基本原理。
数字通信的研究主题包括数字形式的信息从产生该信息的信源到一个或多个目的地的传输问题。
在通信系统的分析和设计中，特别重要的是信息传输所通过的物理信道的特征。
信道的特征-般会影响通信系统基本组成部分的设计。
下面阐述一个通信系统的基本组成部分及其功能。
1.1数字通信系统的基本组成部分 图1.1 显示了一个数字通信。

2、第2章 语音信号编码 脉冲编码调制（PCM) 1 2 第2章 语音信号编码（PCM） 2.1 语音信号编码的基本概念 2.2 PCM通信系统的构成 2.3 抽样 2.4 量化 2.5 编码 脉冲编码调制PCM 3 3 4 4 PCM 编码二进制码型的选定 样值脉 冲极性 电平序号 自然码(NBC) b1 b2 b3 b4 折叠码(FBC) b1 b2 b3 b4 格雷码(RBC) b1 b2 b3。

3、 专业班级 指导教师 2013 年 6 月 23 日 基于MATLAB的模拟通信系统仿真设计 【摘要】通信是通过某种媒体进行的信息传递，目的是传输信息，通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称，作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位，是不可或缺的，因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。
MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理及系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言，它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以及丰富的工具箱，为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。
本论文首先介绍了通信系统的概念，进而引出调制和解调，然后介绍了我们常用的几种调制和解调的方法。
由于MATLAB具有的强大功能所以详细介绍了MATLAB通信系统工具箱，并给出了基于MATLAB的通信系统的调制与解调的。

4、的传输问题。
在通信系统的分析和设计中，特别重要的是信息传输所通过的物理信道的特征。
信道的特征-般会影响通信系统基本组成部分的设计。
下面阐述一个通信系统的基本组成部分及其功能。
1.1数字通信系统的基本组成部分图1-1-1 显示了一个数字通信系统的功能性框图和基本组成部分。
输出的可以是模拟信号，如音频或视频信号;也可以是数字信号，如电传机的输出，该信号在时间上是离散的，并且只有有限个输出字符。
在数字通信系统屮，由信源产生的消息变换成二进制数字序列。
理论上，应当用尽可能少的二进制数字表示信源输出（消息）。
换句话说.我们要寻求一种信源输出的有效的表示方法,使其很少产生或不产生冗余。
将模拟或数宇信源的输出有效地变换成二进制数字序列的处理过程称为信源编码或数据压缩。
由信源编码器输出的二进制数字序列称为信息序列，它被传送到信道编码器。
信道编码器的目的是在二进制信息序列中以受控的方式引人一些冗余，以便于在接收机中用来克服信号在信道中传输时所遭受的噪声和干扰的影响。
因此，所增加的冗余是用来提高接收数据的可靠性以及改善接收信号的逼真度的。
实际上，信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。

5、分布。
4.通常，在纠、检错编码中引入的监督码元越多，信道的_ _ _下降也越多。
5.若要检出3个错码，则分组码的最小码距dmin应_ _ _。
6.码重是码组中_ _的个数。
7.对线性分组码，如果找到了码的 ，那么编码方法就完全确定了。
8.常用的简单差错控制码有奇偶监督码、水平奇偶监督码、水平垂直奇偶监督码、群计数码和 码。
9.已知(5，1)重复码，它的两个码组分别为00000和11111，则(5，1)重复码的最小码距为_，只用于检错，能检出_位错码。
10.四进制数字信号的信息传输速率为800b/s，其码元速率为_，若传送1小时后，接收到40个错误码元，其误码率为_。
11.数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的_是离散变化的，而不一定指_离散12.如果在已知发送独立的符号中，符号“E”出现的概率。

6、2.3 系统仿真及结果62.4 仿真结果分析153. 项目总结或结论154. 参考文献161.1技术要求（1）对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制相移键控（2PSK）及解调技术和高斯噪声信道原理等。
(2)建立数字通信系统数学模型； (3)建立完整的基于2PSK的模拟通信系统仿真模型； (4)对系统进行仿真、分析。
1.2主要任务 。

7、1i*0.0019）1. 研究信道的幅度谱(单位dB)，画出频谱图。
2. 设计K=1(2k+1=3)及K=10(2K+1=21)的MMSE均衡器。
3. 设计K=1(2k+1=3)及K=10(2K+1=21)的ZF均衡器(迫零均衡器)。
4. 画出以上均衡器的频谱图及等效信道频谱。
5. 分析总结。
二实验原理：均衡器通信系统中，是用来校正传输信道幅度频率特性和相位频率特性的部件。
将频率为f的正弦波放入传输信道，输出电压与输入电压的幅度比随f变化的特性称为频率特性，简称幅频特性；输出电压与输入电压的相位差随f变化的特性称为相位频率特性，简称相频特性。
各种传输信道所传输的信号，一般有一些不同频率的分量组成。
在信号频带范围内，若信道的幅频特性是恒定值；相位；随f变化的特性是直线。
可写成C(f)=2ft+，t为常数；(称为相截)等于n，n=0，2，4，则信号波形经传输不产生畸变。
条件使不同频率分量经传输后有相同的输出输入幅度比，条件、使其有相同的时间延迟。
但实际通信常不符合上诉条件，因而信号产生畸变。
若畸变超过允许量，。

8、内容 3 5.1 二进制数字信号调制原理 3 5.1.1 2ASK信号调制原理3 5.1.2 2FSK信号调制原理4 5.1.3 2PSK信号调制原理4 5.1.4 2DPSK信号调制原理 5 5.1.5 源程序 5 5.1.6 调制实验结果 9 5.2 二进制数字信号解调原理12 5.2.1 2ASK信号调制原理12 5.2.2 2FSK信号解调原理13 5.2.3 2PSK信号解调原理14 5.2.4 2DPSK信号解调原。

9、 (3)建立完整的基于2PSK的模拟通信系统仿真模型； (4)对系统进行仿真、分析。
1.2主要任务 (1)建立模拟通信系统数学模型； （2)利用Simulink的模块建立模拟通信系统的仿真模型； (3)对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果； (4)将仿真结果与理论结果进行比较、分析。
2. 项。

10、 5、设信道的带宽 B=1024Hz，可传输 2048 kbit/s 的比特率，其传输效率=_。
6、模拟信号经抽样 、量化所得到的数字序列称为 _信号 ,直接传输这种信号称为 _。
7、 目前最常用的多路复用方法为 _复用和 _复用。
8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_。
9、一般 PCM（脉冲编码调制）的帧周期为 _。
10、 PCM30/32 制式中一复帧包含有 _帧，而每一帧又包含有 _个路时隙，每一路时隙包含有 _个位时隙。
一、 1、交换、传递； 2、基带传输、频带传输； 3、幅 度、时间； 4、 2400b/s 5、 2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、 125 us 10、 16 32 8 二、多项选择题 （每题 2 分）二、 1、 a ； 2、 b ； 3、 c ； 4、 abcd ； 5、 abc 1、 模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续 。

11、论和随机过程等 第 1章 绪论 l数字通信系统的组成 l通信信道的特征及数学模型 l数字通信发展的回顾与展望 3 4 1.1 数字通信系统的组成 信源和 输入变换器 信源 编码器 信道 信源 译码器 数字 调制器 信道 编码器 数字 解调器 信道 译码器 输出 变换器 输出 信号 模拟信源 (音频 ,视频 ), 数字信源 (计算机 ,电传机 ) 将信源输出变换为二进制数字序列 . 输出 :二进制数字序列 以受控方式引入冗余 , 克服信道噪声和干扰 将二进制信息序列映射为信号波形 连接发送机和接收机的物理媒质 将接收波形还原成数字序列 依据信道编码规则重构出初始的信息序列 重构原始信号 指标 :失真 指标 :误码率 码率 : k/n 不产生冗余 5 1.2 通信信道及其特征 通信信道 类型： 电线、电缆 （以电信号形式传输） 光纤 （以光信号形式传输） 水下海洋信道 （以声波形式传输） 自由空间 （以电磁波形式传输） 其它媒质 （磁带、磁盘、光盘） 特征： 共性问题 加性噪声 其它噪声和干扰源 信道损伤 （如信号衰减 。

12、 Communications 11 1 INTRODUCTION 11 1.1 ELEMENTS OF A DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM 11 2 COMMUNICATION CHANNELS AND THEIR CHARACTERISTICS 14 2.1 Wireline Channels . 14 2.2 Fiber Optic Channels 15 2.3 Wireless Electromagnetic Channels 16 2.4 Underwater Acoustic Channels 19 2.5 Storage Channels . 19 3 MATHEMATICAL MODELS FOR COMMUNICATION CHANNELS 20 3.1 The Additive Noise Channel . 21 3.2 The Linear Filter Channel 21 3.3 The Linear Time-Variant Filter Channel Physical channels . 22 4 A HISTORICAL。

13、信号抽样值成比例。
信道编码采用循环码，循环码 的编码和解码设备都不太复杂，而且纠错的能力较强。
在数字调制中采取了二进制频移键控调制方式，此方法 利用数字基带 信号控制在波的频率来传送信息，解调时用了相干解调，方法简便，容易实现。
关键字 ：信源编码与译码 信道编码与译码 数字调制与解调 1.背景介绍 随着数字通信系统的发展，语言通信已成为人们日常生活的一部分 ，手机，电话和网络语音通信等已经逐渐深入人们的日常生活 ， 通信技术是信息技术中极重要的组成部分。
从广义说，各种信息的传递均可称之为通信。
但由于现代信息的内容极为广泛，因而人们并不把所有信息传递纳入通信的范围。
通常只把语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信。
面向公众的单向通信，如报纸、 广播、电视便不包括在内。
但这种单向传播方式，由于通信技术的发展，也在发生变化。
现代通信技术的主要内容及发展方向，是以光纤通信为主体调卫星通信、无线电通信为辅助的宽带化、综合化（有的称数字化）、个人化、智能化的通信网络技术。
本设计基于数字通信系统设计的基本原理，通过信源 编码与译码， 信道编码与译码以及数字调制与解调等模块的。

14、成部分。
,图1-1 通信系统的模型,信息源是指产生各种信息(如语音、文字、图像及数据等)的信源，即原始信息来源。
信息源可以是离散的数字信息源，也可以是连续的模拟信息源。
,作用是把各种可能的信息转换成相应的电信号。
,发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息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，,对应不同的信息源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。
,信道是信号的传输媒介。
信道按传输媒介的种类分类可以分为有线信道和无线信道。
,接收设备的作用是将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。
,受信者是信息的接收者，是传输信息的归宿点，可以是人或机器。
,噪声源是系统内各种干扰影响的等效结果。
,1.1.2 信息、信号及分类,通常的定义为：信息是对客观世界中各种事物的变化和特征的反映，对使用者具有价值或潜在的价值，是客观事物之间相互作用和联系的表征以及经过传递后的再现。
,(1) 传递性 （2） 时效性 （3） 累积性 （4） 共享性 （5） 无限性,信息是指消息中包含的有意义的内容，它是通过信号来表达的，信号是信息的载体。

15、 指导教师： 范 珩 王 冬 梅 时 间： 2013/11/25-2013/12/13 word 文档 可自由复制编辑 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 通信的发展史简介 1 1.2 设计的目的及意义 1 第二章 数字基带信号 . 2 2.1 数字基带调制原理 2 2.2 单极性不归零波形 3 2.3 双极性不归零波形 3 2.4 单极性归零波形 4 2.5 双极性归零波形 5 第三章 载波调制的数字传输 . 6 3.1 载波调制的原理 6 3.2 二进制 2ASK 的调制与解调仿真 . 7 3.3 二进制 2FSK 的调制与解调仿真 14 3.4 二进制 2PSK 的调制与解调仿真 19 第四章 总结 24 参考文献 I 附录： I word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 第一章 绪论 1.1 通信的发展史简介 随着数字通信技术和计算机技术的快速发展以及通信网与计算机网络的相互融合，信息科学技术已成为 21 世纪和世界的新的强大推动力。
信息是一种资源， 只有通过广泛的传播与交流，才。

16、 5、设信道的带宽 B=1024Hz，可传输 2048 bit/s 的比特率，其传输效率=_。
6、模拟信号经抽样 、量化所得到的数字序列称为 _信号 ,直接传输这种信号称为 _。
7、 目前最常用的多路复用方法为 _复用和 _复用。
8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_。
9、一般 PCM（脉冲编码调制）的帧周期为 _。
10、 PCM30/32 制式中一复帧包含有 _帧，而每一帧又包含有 _个路时隙，每一路时隙包含有 _个位时隙。
一、 1、交换、传递； 2、基带传输、频带传输； 3、幅 度、时间； 4、 2400b/s 5、 2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、 125 us 10、 16 32 8 二、选择题 （每题 2 分）二、 1、 a ； 2、 b ； 3、 c ；模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续 (b) 时间域上全有值 (c) 幅度连续，时间间。

17、显 示了一个数字通信系统的功能性框图和基本组成部分。
输出的可以是模拟信号，如音频或视频 信号 ;也可以是数字信号，如电传机的输 出，该信号在时间上是离散 的，并且只 有有限个输出字符。
在数字通信系统屮，由信源产生的消息变换成二进制 数字序列。
理论上，应当用尽可能少的二进制数字表示信源输出（消息） 。
换句话说 .我们要寻求一种信 源输出的有效的表示方法 ,使其很少产生或不产生冗余。
将模拟或数宇信源的输出有效地变换成二进制数字序列的处理过程称为信源 编码或数据压缩。
由信源编码器输 出的二进制数字序列称为信息序列，它被传送到信道编码器。
信道编码器的目的是在二进制信 息序列中以受控的方式引人一些冗余，以便于在接收机中用来克服信 号在信道中传输时所遭 受的噪声和干 扰的影响。
因此，所增加的冗余是用 来提高接收数据的可靠性以及改善接收信号的逼 真度的。
实际上，信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。
例如 ,二进制信 息序列的一种 (平凡的）形式的编码就是将每个二进制数字简单重复 m次 .这里 m为一个正整数。
更复杂的（不平凡的）编码涉及到一次取 k个信息比特 ,并将 毎个 k比特序列映。

18、信系统的功能性框图和基本组成部分。
输出的可以是模拟信号，如音频或视频 信号 ;也可以是数字信号，如电传机的输出，该信号在时间上是离 散 的，并且只 有有限个输出字符。
在数字通信系统屮，由信源产生的消息变换成二进制 数字序列。
理论上，应当用尽可能少的二进制数字表示信源输出（消息） 。
换句话说 .我们要寻求一种信 源输出的有效的表示方法 ,使其很少产生或不产生冗余。
将模拟或数宇信源的输出有效地变换成二进制数字序列的处理过程称为信源 编码或数据压缩。
由信源编码器输 出的二进制数字序列称为信息序列，它被传送到信道编码器。
信道编码器的目的是在二进制信 息序列中以受控的方式引人一些冗余，以便于在接收机中用来克服信 号在信道中传输时所遭 受的噪声和干扰的影响。
因此，所增加 的冗余是用 来提高接收数据的可靠性以及改善接收信号的逼 真度的。
实际上，信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。
例如 ,二进制信 息序列的一种 (平凡的）形式的编码就是将每个二进制数字简单重复 m次 .这里 m为一个正整数。
更复杂的（不平凡的）编码涉及到一次取 k个信息比特 ,并将 毎个 k比特序列映射成惟一的 n比特。

19、 sing(2fkt),1,1,-1,-1,1,叠加后的符号,4,一、付里叶变换,5,1.2、带通信号的表示 ：使用复数的数学工具表示一个实函数,傅立叶变换,g(t)是满足变换条件的函数，变换条件表示为,其中:,=2f,or,一、付里叶变换,经过傅立叶变换，时域信号g(t)可以表示为一组频率在- 到+的指数函数的和的形式。
经傅立叶变换的信号定义了信号的频域描述。
信号可以在频域表示也可以在时域表示。
例:矩形函数,7,是幅度频谱, (f) 是相位,对于实函数 g(t), 则有,* 表示共轭,并且,通常傅立叶变换得到的G(f) 是频率f的复函数, 所以可表示为:对于实函数:1. 幅度频谱是频率域的偶函数， 即幅频函数关于纵轴对称。
2. 相频函数是频率域的奇函数， 即相频函数关于原点对称。
,8,1）频域有限信号对应的时域信号持续时间为无限长。
例如：频谱是理想矩形，则其对应的时域信号就从负无穷持续到正无穷;2）时域有限信号，其对应频谱为无限宽。
例如：时域的脉冲信号所对应的频谱占满整个频带;3）信号频谱越窄，其时域信号变化越缓慢;4）时域信号越窄。

20、多进制的RS码。
Turbo码：是一种特殊的级联码。
它在两个并联或串联的编码器之间增加一个交织器，使之具有很大的码组长度和在低信噪比条件下得到接近理想的性能。
,一、Turbo码编码基础,5,一、Turbo码编码基础,二级串行级联码由内码和外码组成。
内码是GF(2)上的一 个(n，k)码，外码是GF(2k)上的N，K码,6,编码过程把Kk个二进制信息元划分成K组，每组有k元；将有k个信息元的信息组，看成是GF(2k)上的一个符号 （元素），将K个符号按外码Cout的编码规则编成一个码字，码长为N，有K个信息符号，N-K个监督符号，最小距离为dout ，码率Rout=K/N；再把外码的每一个符号看成是有k个二进制码元的信息组，输入内码Ci编码器，得到内部的一个码字。
码长为n，k个信息位，n-k个监督位，最小距离为din，码率Rin=k/n ；因此得到(n，k)内码的个N个码字序列。
,一、Turbo码编码基础,7,带有交织器的级联码,一、Turbo码编码基础,两级级联之间可以加入一个交织器，以增加抗突发错误的能力,8,二、Turbo码编码器基本结构,编码器：由一对递归系统卷。