4.4 模拟调制系统的抗噪性能分析
一、指标
信噪比——在接收端分析
)
()(m N S 202000t n t ==率解调器输出噪声平均功均功率解调器输出有用信号平输出信噪比 )
()(22t n t s N S i i i i ==率解调器输入噪声平均功率解调器输入信号平均功输入信噪比 i
i o o N S N S //G =调制制度增益 二、抗噪性能分析的一般方法
1、建立分析模型
2、计算4个功率Si,Ni,So,No ，从而求得Si/Ni, So/No
▲Si---与调制类型有关
▲Ni---窄带噪声的功率计算（窄带噪声的表达式、性质）
▲So---与调制类型和解调方式有关
▲No---与解调方式有关
五、FM 系统抗噪性能分析
FM 鉴频法（常用）
NBFM 相干解调（只有窄带时候使用）
1、FM 鉴频法抗噪性能分析
模型
输出信号和输出噪声都包含在混合信号的角度变化中
说明
?DSB的G是SSB的两倍，但是如果输入噪声功率谱密度和输入信号功率Si相同时，两者抗噪性能相同。
?大信噪比条件下，AM系统包络检波器与相干解调抗噪性能相同；小信噪比条件下，AM系统出现门限效应——即输入信噪比到一定程度，输出信噪比急剧恶化的现象，相干解调器无门限效应。
?FM系统抗噪性能最好，但抗噪性能的改善是靠牺牲带宽换取的；FM鉴频法解调在小信噪比时也存在门限效应。
?
模拟调制系统的性能比较
?有效性，带宽——SSB最好，FM最差
?可靠性，信噪比——FM系统最好，DSB、SSB次之，AM最差
?设备复杂程度，AM最简单，FM中等，SSB较大。
?
各种模拟调制的应用
?从有效性看，SSB最好，可靠性不比DSB差，应用多，载波通信中；
?AM系统包络检波实现简单，广播中常用；
?VSB适用于低频丰富的信号传播，如电视信号的图像传输；
?DSB有效性，可靠性，解调实现都无优势，模拟中少用，但在数字调制时多用；
?FM系统可靠性最好，广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、超短波电台等。
?
CH4 模拟调制
调制的概念、作用、分类
▲线性调制系统——AM、DSB、SSB表达式、带宽、系统构成（调制、解调框图）、抗噪性能、特点、应用
▲非线性调制——FM、PM的概念、特点，重点是FM特点、系统构成、性能、应用。
CH3 信道与噪声
?狭义信道
?广义信道（调制信道、编码信道，其中主要讨论调制信道中的恒参信道和随参信道）?恒参信道的传输影响（幅频、相频特性失真）
?随参信道的衰落与频率选择性衰落
?噪声种类、特点（高斯白噪声）
CH2 信号分析基础
?傅立叶变换与频谱
?卷积与相关
▲功率、能量，功率谱密度、能量谱密度
?信号通过线性系统
▲平稳随机过程特征（数字特征）
▲高斯白噪声
▲窄带随机过程特性
CH1 通信的基本概念与基本问题
?通信的概念
▲通信系统的构成（模拟、数字——基带、频带）
? 通信系统的分类
? 通信方式
▲通信系统的主要性能指标（含义、计算）
复习方法提示
? 以笔记、总结为主线
? 抓基本概念、真正理解、灵活掌握 ? 做过的作业、例题，经常强调的内容 ? 可自己整理、总结
? 不懂的地方及时答疑
? 答题时的注意事项
第一章概述 1、 数据通信一一依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息; 2、 传输代码 常用的传输代码有： ?国际5号码IA5（ 7单位代码）一一ASCII 码（常在后面加1位奇偶校验码） ?国际电报2号码ITA2 （5单位代码） ? EBCDIC ^（ 8单位代码） ?信息交换用汉字代码（7单位代码） 3、数据通信系统的构成 数据终端设备DTE ?数据输入、输出设备——数据 --------------- ?数据信号 ?传输控制器一一主要执行与通信网络之间的通信过程控制（即传输控制） ，包括差错 控制、终端的接续控制、传输顺序控制和切断控制等（完成这些控制 要遵照通信协议）。 数据电路 ?传输信道一一为数据通信提供传输通道 ?数据电路终接设备（DCE （《综合练习习题与解答》简答题第 2题）一一是DTE 与传 输信道之间的接口设备，其主要作用是将来自 DTE 的数据信号进行变换，使之适合信道传输。 「当传输信道为模拟信道时， DCE 是调制解调器（MODEM 发送方将DTE 送来的数据 I 信号进行调制，将其频带搬移到话音频带上 （同时变成模拟信号） 再送往 1 信道上传，收端进行相反的变换。 I 当传输信道是数字信道时， DCE 是数字接口适配器，其中包含数据服务单元与信道 服务单元。前者执行码型和电平转换、定时、信号再生和同步等功能；后 者则执行信道均衡、信号整形等功能。 中央计算机系统 ，-主机——进行数据处理 ［通信控制器（又称前置处理机）一一用于管理与数据终端相连接的所有通信线路 ， 其作用与传输控制器相同。 数据电路与数据链路的关系一一数据链路由数据电路及两端的传输控制器组成。 只有建立了数据链路通信双方才能有效、可靠地进行数据通信。 4、信道类型 电话网传输信道； 数字数据传输信道; 物理实线 双绞线 同轴电缆
通信原理实验 辽宁大学信息学院 2005年5月
目录 实验一数字基带信号实验 (AMI/HDB3) (3) 实验二数字调制实验 (7) 实验三模拟锁相环与载波同步实验 (11) 实验四数字解调实验 (14) 实验五全数字锁相环与位同步实验 (18) 实验六帧同步实验 (22) 实验七数字基带通信系统实验 (25) 实验八2DPSK、2FSK通信系统实验 (29) 实验九AM调制解调通信系统实验 (30) 实验十PAM调制解调实验 (33) 实验十一PCM编译码实验 (36) 实验十二ADPCM编译码实验 (42) 实验十三CVSD调制解调实验 (47) 实验十四话音信号多编码通信系统实验 (51)
实验十五码型变换实验（CPLD开放模块实验） (53) 实验十六时分复用实验（CPLD开放模块实验） (56) 实验十七计算机通信实验（CPLD开放模块实验） (59) 实验十八5B6B编译码实验（CPLD开放模块实验）……………………………… 61 实验一数字基带信号实验 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 三、基本原理 本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位
通信组课程 课程名称： 移动通信原理 先行课程 ： 数字通信原理，数据通信原理 系统地介绍了现代移动通信的相关基本概念、基本原理和基本技术，为进一步学习移动通信不同系统，了解移动通信的发展奠定基础。课程主要内容有蜂窝移动通信的基本概念，如何组建蜂窝网络的原理。无线移动通信信道的特征，移动通信系统的调制技术和扩频技术，常用的抗衰落技术，移动通信中选用的语音编码技术，移动通信中的多种多址接入技术，天线的基本知识，移动通信网的基本概念等。同时注重了工程实际和实际应用。 课程名称： 通信技术概论 先行课程： 电路与模拟电子技术、数字电路与逻辑设计 《通信技术概论》是一门计算机专业的专业课程。 21 世纪是通信信息时代，整个社会信息量正以爆炸式的速度迅速发展，因此信息传输与交换技术将在人类社会发展中起着重要的作用。本课程全面地讲述了现代通信领域的基本技术及发展趋势，其中包括模拟信号数字化、交换技术、现代通信网络技术、光纤通信技术、同步数字体系、微波通信技术、卫星通信技术和移动通信技术等。 课程名称： 数字 通信原理 本课程首先介绍了数字通信的基本概念，然后分析了语声信号数字化编码的几种方法，特别是对 PCM 通信系统的构成，抽样、量化、编码与解码的基本原理进行了详细的论述。继而介绍了 PCM 通信系统是如何实现时分多路复用的以及 PCM30/32 路系统的相关内容，另外本课程还探讨了图像信号数字化的问题，接着介绍了有关准同步数字体系（PDH ）与同步数字体系（ SDH ），最后介绍了数字信号的传输的一些细节。 课程名称： 数据通信原理 先行课程： 数字通信原理 本课程的主要内容是在介绍了数据通信系统构成及有关基本概念的基础上，对数据信号的基带传输、频带传输和数字数据传输这三种基本传输方式从理论上进行了详细的论述，然后介绍了差错控制的基本理论
通信原理思考题答案
第一章绪论 1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？ 答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。信号是消息的载体。 1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是压缩编码。信号编码的目的是提高信号传输的可靠性。 1.7何谓调制？调制的目的是什么？ 答：调制包含调节或调制的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。 1.8数字通信系统有哪些性能指标？ 答：可靠性和有效性。用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。 1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？ 答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？ 答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。 1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？ 答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。 第二章信号
2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：若一个随机过程X(t)的统计特性与时间起点无关。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。 2.12何谓窄带平稳随机过程？ 答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。 2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。 2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？ 答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。 2.23信号无失真传输的条件是什么？ 答： 第三章模拟调制系统 3.1调制的目的是什么？ 答：一、通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。二、通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。 3.2模拟调制可以分为哪几类？ 答：线性调制和非线性调制。 3.3线性调制有哪几种？ 答：振幅调制、双边带（DSB）调制、单边带（SSB）调制、残留边带（VSB）调制。 3.4非线性调制有哪几种？
1）数据通讯：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，他可以实现：计算机与计算机，计算机与终端，终端与终端之间的数据信息传递。 2）数据信号的基本传输方式：基带传输，频带传输，数字传输。 3）数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。 4）数据终端设备（DTE ）：数据输入设备，数据输出设备和传输控制器组成。 5）传输信道：通信线路、通信设备（模拟通信设备、数字通信设备）。 6）通信控制器：数据电路和计算机系统的接口。 7）数据通信系统中的信道（按传输方式分）：物理实线传输媒介信道（双绞线电缆、同轴电缆、光纤）、电话网传输信道、数字数据传输信道。 8）传输损耗：D=10 lg 01 P P 。（P 0为发送功率，P 1为接收功率，单位dB ） 9）信噪比：（N S ）dB =10 lg （s n P P ）。（P s 为信号平均功率，P n 为噪声平均功率） 10）数据传输方式：?? ?? ?????? 传输顺序： 并行传输、串行传输同步方式： 异步传输、同步传输数据传输的流向和时间关系：单工、半双工、全双工 11）数据传输系统的有效性指标：调制速率，数据传信速率、数据传送速率。 12）调制速率：N Baud = ) (1s T 。（N Baud 为每秒传输信号码元的个数，又称波特率， 单位Baud ，T(s)为码元持续时间。 13）数据传信速率：每秒所传输的信息量，单位bit/s （二进制）。当信号为M 进制时，传信速率（R ）与调制速率（N ）的关系为R=Nlog 2M 。 14）频带利用率：η= 频带速率 符号速率（Baud/Hz ），η= 频带宽度 信息传输速率[bit/(s ·Hz)]。 15）差错率：用 误码率、误字符率、误码组率来表示。 误码率：接收出现差错的比特数/总的发送比特数。 误字符率：接收出现差错的字符（码组）数/总的发送字符（码组）数。
实验一：抽样定理实验 一、实验目的 1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置； 2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度； 3、验证抽样定理； 二、实验预习要求 1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容； 2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤； 三、实验原理和电路说明 1、概述 在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础的。在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。 作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。 图1-1 单路PCM系统示意图 为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。 2、抽样定理 抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。因此，对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。抽样频率fs和语音信号m(t)的频谱如图1-2和图1-3所示。 由频谱可知，用截止频率为f H的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)，这就说明了抽样定理的正确性。 实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带，见图1-4。如果fs<2f H，就会出现频谱混迭的现象，如图1-5所示。 在验证抽样定理的实验中，我们用单一频率f H的正弦波来代替实际的语音信号，采用标准抽样频率fs=8KHz，改变音频信号的频率f H，分别观察不同频率时，抽样序列和低通滤波器的输出信号，体会抽样定理的正确性。
《数据通信原理》课程 （Principle of the Data Communication） (学时：50 ) 一、前言 数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共50学时，3.0学分，其中实验课程10学时。 二、课程的性质、地位和任务 本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人才的需要而设置的。通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。 三、教学基本要求和方法 1．基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。 本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。 2．基本方法 本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。 四、授课教材及主要参考书目 1．授课教材 《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社（2010年第1版）。 2．主要参考书目 《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社（2006年第2版）。 《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社（2000年第二版）； 《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社（2001年第一版）； 《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社（1999年）。 五、学分与学时分配 本课程共3.0学分，总教学共50学时，具体学时分配如下表： 六、课程内容及学时分配： （一）理论教学内容（40学时） 第一章绪论（4学时）
通信实验指导书电气信息工程学院
目录 实验一AM调制与解调实验 (1) 实验二FM调制与解调实验 (5) 实验三ASK调制与解调实验 (8) 实验四FSK调制与解调实验 (11) 实验五时分复用数字基带传输 (14) 实验六光纤传输实验 (19) 实验七模拟锁相环与载波同步 (27) 实验八数字锁相环与位同步 (32)
实验一 AM调制与解调实验 一、实验目的 理解AM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中AM调制方法：原始调制信号为1.5V直流＋1KHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。 本实验中AM解调方法：非相干解调（包络检波法）。 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。
实验一参考结果
实验二 FM调制与解调实验 一、实验目的 理解FM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F （电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。 本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波） 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。
1.X.25适用什么场合？分几层结构？ 答：适用于用专用电路连接到公用数据网上的分组型数据终端设备（DTE）与数据电路终接设备（DCE）之间的接口标准，它涉及物理层、链路层和分组层三层结构。各层信息传输的基本单位分别是比特、帧和分组 2.X.25建议中表示逻辑信道的字段共有多少位？提供多 少个逻辑信道号？ 分组头、逻辑信道的字段占12位，能提供4095个逻辑信道号。 3.简述ISO/OSI参考模型中网络层的功能。 数据交换、路由选择、通信流量控制等。 4.OSI-RM的中文名称是什么？写出7个功能层的名称。 答案：开放系统互连参考模型，7个功能层的名称为： 物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 5.物理层DTE/DCE接口标准包哪些特性？ 答：包括四大特性：机械特性；电气特性；功能特性；规程特性。 6. HDLC三种不同类的帧。 信息帧、无编号帧、监控帧 7.在HDLC中控制字段中N（R）的功能？ 答：N（R）通知对方，N（R）-1以前的所有I帧均已收妥，期待对方应发的帧号为N（R）。 8.什么是数据通信？ 答：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。 9.什么是数据通信系统？数据通信系统主要由哪几部分 构成？ 答：数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处理的系统。它由中央计算机系统、数据终端设备（DTE）和数据电路3部分构成。 10.数据通信网由哪几部分构成？ 答：数据通信网是一个由分布在各地的数据终端（数据传输设备）、数据交换设备、通信线路所构成，以及为硬件而配置的网路协议。 11.什么是分组码? 是将k个信息码划分为一组然后由这k个码元按一定规则产生r个监督吗，从而组成长度为n=k+r的码组。12.说明卷积码和分组码的基本差别。 分组码总的监督位是由该码组中的信息码元产生，且仅监督笨码组内的信息码元。而卷积码中每组的监督位不但与本码组的信息码元相关，而且还与前面若干组信息码元相关即不是分组监督而是每个监督码元对其它码组的信息码元也实行监督。 13.说明线性分组码的主要性质。 答：1.封闭性，是指码中任意两许用码组之和仍为一许用码组； 2.码的最小距离等于非零码的最小的重量。 14.解释R（0）-R（∞）=σ2的物理意义。 平稳随机过程的平均功率与直流功率之差=它的交流功率。 15.解释平稳随机过程自相关函数的性质R(τ)＝R(-τ)。R(τ)为τ的偶函数 16.时域均衡器的作用是什么？ ①消除均衡器的作用②消除取样点上的符号间干扰③提高 判决的可靠性 17.时域均衡器由哪些部分组成？什么情况下才能完全消 除符号间干扰？ 答：将接收信号通过2N节迟延线，每节群迟延T=1/2f N , 将每节的输出信号再乘上一个加权系数c k ,将各抽头的信号加在一起作为均衡的信号，在一定准则约束下来调 整这些加权系数c k 以达到消除符号间干扰目的。 18.简述前向纠错方式的基本思路。 发送端的信道编码器将输入数据序列变成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并纠正。 19高级数据链路控制规程有哪几种传输应答方式？ 正常相应方式(NRM)、异步相应方式(ARM)、异步平衡方式(ABM)。 20数据终端设备的功能是什么? 答：把人们的信息变成以数字代码表示的数据，并把这些数据输送到远端的计算机系统，同时可以接收远端计算机系统的处理结果——数据，并将它变为人能理解的信息，DTE相当于人和机器(计算机)间的接口。 21说明基带数据传输系统各部分的作用。 答：①发送滤波器的作用是限制信号频带；②信道可以使各种形式的电缆，用作传输数据的通道；③接收滤波器用来滤除噪声和干扰；四均衡器用来均衡信道畸变；⑤取样判决电路是恢复发端的数码，由于有噪声，恢复的 数码可能有错，故用｛a k ｝表示。 22.在数据传输系统中，对位定时信号的传输和提取所提 出的要求有哪些? 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等； 2.接收端的位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定 的最佳相位关系。 23.采用基本型数据传输控制规程的通信系统中，其数据 链路结构有哪几种类型? 答：①非交换点对点结构的主站/从站；②交换点对点结构 的主站/从站； ③多点分支（辅助站）结构的控制站。 24.为什么在数据传输中要对传输的数据序列进行扰乱？ 答：因为用微分整流法提取定时信号时，如果基带信号中 出现较长时间的连“1”或连“0”码时就取不出微分信 号，因而要影响定时信号的准确性。进而影响误码率。 25.传输系统对时钟同步的要求是什么？ 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 26一个完整的接口标准应包括哪些特性? 答：机械、电气、功能、规程特性。 27简述报文交换基本原理 答：将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需要的 输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终 端 28.报文交换方式什特点？ 将报文截成若干比较短的、规格化的“分组”进行 交换和传输的通信方式。 29.试说明数据通信中三种交换方式的应用场合。 答：①分组交换适用于报文不是很长的数据通信； ②电路交换适用于报文长且通信量大的数据通信，通信对 象是比较确定的用户； ③报文交换适用公众电报和电子信箱业务。 30.数据报方式的特点有哪些？ 答：（数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份报来处 理的）特点有： 1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段， 对于短报文通信传输效率比较高。 2.数据分组传输的时延时间较大，且离散度大，因为不同 传输路径的延迟时间差别较大。 3.对网路拥塞或故障的适应的能力较强。如在网路的一部 分形成拥塞或某个节点出现故障，数据报可绕开那 个拥塞的地区和某个故障节点另找路由。 ★31.流量控制的目的有哪四个? 答： 1.保证网路内数据流量的平滑均匀， 2.提高网路的吞吐能力 3.提高网路的可靠性， 4.防止阻塞和死锁现象的 发生。 32分组交换网中，虚电路方式的基本思想是什么? 答：在虚电路方式中，两个用户终端设备开始互相发送和 接收数据之前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这 与电路交换中建立的物理信道是不同的。 33.分组交换网中，虚电路传输方式的原理和特点是什 么？ 答：原理：两个用户终端设备开始互相发送和接收数据之 前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这与电路交换 中建立的物理信道是不同的。 特点：1.终端之间的路由在数据传送前已被确定；2.一次 通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除三个阶段；3. 数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不 需要对数据重新排序，分组传输时延小，而且不易产生 数据分组的丢失 34.分组交换网中远程集中器的主要功能是什么？ 将离分组交换机较远地区的终端数据集中起来，通过中、 高速传输信道与分组交换机连接起来 35.从设备来看，分组交换网由哪些设备所组成？ 分组交换机、网管中心(NMC)、远程集中器(包括PAD)、用 户终端设备、线路传输设备。 36.在分组交换网中分组长度的选取和交换过程中的什么 因素有关？ 延迟时间、交换机存储容量、线路利用率、信道传输 质量、数据业务统计特性以及交换机费用等。 37.在分组交换网中，网管中心的基本功能是什么？ 答：1.用户管理；2.网路配置管理；3.测量管理；4.计费 管理； 5.网路状态监督； 6.路由控制； 7.软件管理； 8. 运行日志。 38 分组交换中，数据报传输方式的原理和特点是什么？ 答：原理：数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份 报来处理的，不同的分组到达终点的顺序不同经过的路 径也可不同。 特点：1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除 阶段，对于短报文通信传输效率比较高。2.数据分组传 输的时延时间较大，且离散度大，因为不同传输路径的 延迟时间差别较大。3.对网路拥塞或故障的适应的能力 较强。如在网路的一部分形成拥塞或某个节点出现故障， 数据报可以绕开那个拥塞的地区和某个故障节点另找 路由。 39. 分组交换数据网主要有哪些性能指标？ 答：1.吞吐量；2.数据分组传送时延；3.呼叫建立时延； 4.残留差错率； 5.网路可用性 6.帧和分组 40.分组交换方式特点。 分组交换吸收报文交换优点，采用存储转发方式，把 报文分割为若干较短的规格化的分组，对分组进行交 换和传输，每个分组都带有地址信息和控制信息。 41.简述扰乱器的作用。 将系列中存在的短周期序列按某种规律变换为长周期序列 以便恢复接收端的定时。 42.当采用面向字符的数据传输控制规程时，为提高传输 可靠性可采用奇偶校验措施，并在电文格式中设一校 验码BCC。试问该校验码是如何生成的? 采用奇偶校验时除了对每个字符生成垂直校验位外，还要 对若干字符组成的字符生成水平校验位，从而产生一个 校验码BCC。 43.路由算法有哪几大类？是根据什么来划分的？ 答：有两大类分别为：自适应型和非自适应型路由算法。 非自适应路由选择算法所依据的参数，如网路的流量、 时延等，是根据统计资料得来的，在较长的时间内不变； 而自适应路由选择算法所依据的参数值将根据当前通 信网内的各有关因素的变化，随时做出相应的修改。 44.常见的非自适应性路由选择算法有哪些? 扩散式、固定式、最小权数法和分支流量法。 45.简述非自适应型路由选择算法所依据的参数的特征。 答：如网路的流量、时延等，是根据统计资料的来的，在 较长的时间内不变。 46.什么叫高斯白噪声？ 答：一般把既服从高斯分布而功率谱密度又是均匀分布的 噪声称为高斯白噪声。 47.绝对调相与相对调相之间存在什么关系？ a n 的相对调相就是D n 的绝对调相，即相对调相的本质就 是相对码变换后的数据序列的绝对调相 48.简述数字调相8相解调中的低通滤波器的作用。 答：作用是滤除2f c 的调制产物，其输出取样，正值判为 “1”，负值判为“0”。 49.差错控制的基本原理是什么？ 答：发送端在被传输的信息序列上附加一些码元（称为监 督码元），这些多余的码元与信息（数据）码元之间以 某种确定的规则相互关联着；接收端根据既定的规则检 验信息码元与监督码元之间的这种关系，如传输过程中 发现差错，则信息码元与监督码元之间的这一关系将受 到破坏，从而使接收端可以发现传输中的错误，乃至纠 正错误。 50.常用的差错控制方法主要有哪些？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 51.差错控制中的错误图样是如何得到的？ 答：由发送的数据序列与接收序列对应码位的模2和所得 的差错序列中就可得到错误图样。 52.在数据通信系统中，差错控制方式一般可以分为哪四 种类型？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 53.检错重发有哪几种具体形式？哪种形式效率最高？ 答案：常见的3种：停发等候重发；返回重发；选择重发。 选择重发的传输效率最高 54.基本型传输控制规程包括哪几个阶段？ 1.建立数据链路； 2.数据传输； 3.传输结束。 55.什么是网际互连？网际互连的目的？ 答网际互连是指若干通信网根据一定的条件互连。它的目的 正是使一个网上的数据终端设备DTE不仅可与本网上别 的DTE通信，还可以与另一个网上的任何DTE通信，从而 实现跨网通信及资源共享。 56.时域均衡的基本思想是什么？ 答：是根据大多数高、中速数据传输设备的判决可靠性， 都是建立在消除取样点的符号间干扰的基础上，并不要 求传输波形的所有细节都与奈氏准则所要求的理想波 形相一致，因此它利用接收波形本身来进行补偿，消除 取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。 57.简述位定时同步的作用。 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 58.星座图上的点表示什么含义？在一定发射功率下，点 的数量与传输性能有什么关系？ 答：表示相应的数据信号。星座图上的点数越多，频带利 用率越高，但抗干扰能力越差。各信号点之间的距离越 大抗误码能力越强。 59.（n，k）循环码的生成多项式有什么特点？ 答：生成多项式g(x)特点是：其前面的（k-1）位都是零， 而第K位及第N位为1，即幂次大于n-k的系数为0， X n-k及X0的系数为1，而其他系数为0或为1的码多项 式。 60.数据电路由什么组成？数据电路和数据链路有什么区 别？ 答：数据电路由传输信道（传输线路）及其两端的数据电 路终接设备（DCE）组成。 在数据电路的两端加上传输控制器就是数据链路，注意在 课本上两端一边是传输控制器一边是通信控制器。 61.有幅度滚降特性的低通网络中，滚降系数对系统特性 有什么影响？ 答：滚降系数为a，a=0为没有滚降，即理想低通情况；a=1 表示最大滚降，其冲激响应的前导和后尾衰减很快，因 此，允许取样定时相位有较大的偏移。然而a越大，频 谱利用率越小，因每赫兹波特数等于 2fn/fn(1+a)=2/(1+a),所以当a=1时，每赫兹可传1Bd. 62.绝对调相和相对调相的参考相位不同？ 答：绝对调相的参考相位是未调载波的相位；而相对调相 的参考相位是前一码元的载波的相位 63.为什么数字二相调相中，2DPSK比2PSK使用更加广泛？ 因为在2PSK系统中接收端进行载波提取时会出现相位模 糊或倒相的情况，影响正确的想干解调，2DPSK通过差 分编码有效地克服。 64.简述2DPSK信号的解调方法。 答：根据2DPSK和2PSK信号的内在联系，只要将输入序列 变换成相对序列，然后再用相对序列去进行绝对调相， 便可得到2DPSK信号。解调的方法有两种：极性比较法， 相位比较法。 65.什么是DDN？DDN主要由哪几部分组成？ 答：DDN是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，更 确切的讲，DDN是以满足开放系统互连（OSI）数据通 信环境为基本需要，采用数字交叉连接技术和数字传输 系统，以提供高速数据传输业务的数字数据网； 由本地传输系统、分时复用和交叉连接系统、局间传 输及同步时钟供给系统和网路管理系统组成 66.写出（7，4）汉明码的监督关系式。 答：S 1 =a 6○ +a 5 ○+a 4 +a 2 ; S 2 =a 6 +a 5 +a 3 +a 1; S 3 =a 6 +a 4 +a 3 +a 这里的加号均带外圆框 67.流量控制有哪几种分级？ 答案：流量控制结构分四级：段级控制、“源—目的”级控 制、“网一端”级控制和“端—端”级控制。 68.在部分响应形成系统中，为什么有误码扩散现象？如 何解决误码扩散现象？ 答：因为接收时由信道噪声干扰可能导致接收判决错误， 从而可能是下一个码也发生误判，即引起误码扩散。 要解决这一问题，通常在发端采用预编码。 69.什么是部分响应形成系统？ 答：寻求一种可实现的传输系统，它允许存在一定的、受 控的符号间干扰。而在接收端可以加以消除，这样的系 统既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可降低 对定时取样精度的要求，这类系统称为部分响应形成系 统。 70.奇偶监督码的编码规则。 答：先将所要传输的数据码元分组，在每组数据后面附加 一位监督位使得该组码连同监督位在内的码组中的“1” 的个数为偶数（称为偶校验）或奇数（称为奇校验）， 在接收端按同样的规律检查，如发现不符就说明产生了 差错，但是不能确定差错的具体位置，即不能纠错。 71.什么是速率适配？一般采用哪些方法来进行速率适 配？ 答：又称速度适配，类似于数据通信时分复用的码速调整， 它是把输入时分复用器的不等时的数据信号变为等时 的（具有统一脉冲长度）数据信号，而该等时数据信号 的时钟与时分复用器的时钟同步。 72.何谓全双工传输?通常有哪几种实现方法? 是在两个数据站间，可以在两个方向同时传输。通常 用四线线路实现，也可以用二线线路实现 73.最小码距与纠检错能力之间的关系式分别是什 么？ 一个码组内能检测e个错码，最小码距d min >=e+1 …t个错码，最小码距d min >=2t+1 …t个错码，同时能检测e(e>t)个错码，最小码距 d min >=e+t+1
《通信原理》实验讲义 2012年2月
目录 实验一AM调制解调通信系统实验 (3) 实验二HDB3编译码实验 (14) 实验三2ASK、2FSK数字解调实验 (17)
实验一 AM 调制解调通信系统实验 一、 实验目的： 1、掌握集成模拟乘法器的基本工作原理； 2、掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点； 3、学习调制系数m 及调制特性(m~Uωm )的测量方法，了解m<1 和m=1及 m>1时调幅波的波形特点。 4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、 预习要求： 1、预习幅度调制器的有关知识； 2、认真阅读实验指导书，分析实验电路中用MC1496乘法器调制的工作原理， 并分析计算各引脚的直流电压； 3、了解调制系数m 的意义及测量方法； 4、分析全载波调幅信号的特点； 5、了解实验电路中各元件作用。 6、复习用集成模拟乘法器构成的同步检波器的工作原理； 7、了解实验电路中各元件作用； 8、了解检波器电压传输系数Kd 的意义及测量方法 三、实验电路说明： （A ）幅度调制系统原理及抗噪性能 一、调制、解调方法 用滤波器产生AM 、DSB 、SSB 、VSB 信号方法。 AM: A+m(t) DSB,VSB,SSB: m(t) m(t)=0f L — f H )f (M )t (m F ?→? )f (M )f (A 2)t (m A 0F +?→? +δπ ()()[]c c F c f f f f )f (C t cos -++=?→? δδπω ()()[]c c F f f M f f M 2 1 )f (S )t (S -++=?→? ()()[]c c F f f M f f M )f (H 2 1)f (Sm )t (Sm -++=?→?
数据通信,数据通信原理是什么? 数据通信,数据通信原理是什么? 数据通信讨论的是从一个设备到另一个设备传输信息。协议定义了通信的规则，以便发送者和接收者能够协调他们的活动。在物理层上，信息被转换成可以通过有线媒体(铜线或光缆)或无线媒体(无线电或红外线传输)传输的信号。高层协议则定义了传输信息的封装、流控制和在传输中被丢失或破坏信息的恢复技术。 通信协议 可以将通信协议比喻成外交大使馆中使用的外交协议。各种级别的外交官们负责处理不同类型的协议。他们与其他大使馆同等级别的外交官进行联系。同样，通信协议也有一个分层的体系结构。当两个系统交换数据时，每层中协议互相通信以处理通信的各个方面。图D-2是一个简表。 图D-2 分层网络结构示意简表 很久以前，ISO(国际标准化组织)于1979年开发了OSI (开放系统互连)模型。该模型采用分层结构，把网络协议分为七个层次，由下向上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。模型中规定了各层的功能及其与相临层的接口。按照"开放系统OSI互连参考模型"设计和组建的网络是彼此开放和可以互连的，从而可以保证世界各地的网络连为一体。尽管OSI模型从未成为流行的标准，但是它仍用于描述协议分层。 物理层传输媒体和信号 通信系统由传输媒体和它所连接的设备组成。媒体可以是有向的或无向的。其中有向媒体是指金属电缆或光缆，而无向媒体是指无线传输。
涉及数据传输的设备可以是发送器、接收器减兼有这两种功能的设备。如果一个系统只进行传输而另一个系统只进行接收，则该链路称为单工。如果两个设备都可以发送和接收，但是，一时间只能有一个设备进行，则这种链路称为半双工。全双工链路则允许两个系统同时进行发送和接收。 网络通信可以采取一对一传输、一对多或多对多传输的形式。连接两个设备的通信系统称为点对点系统。而共享系统则连接可以在同一媒体上进行传输的的很多设备(但一时间只有一个设备能进行传输)。图D-3对两种系统都进行了阐释。 图D-3 共享信息系统和点对点信息系统 与点对点系统相比，端对端链路指跨越多个链路的两个系统之间的链路。图D-3中的系统A和系统Z之间的链路就是端对端链路。 多路复用指通过单个链路发送多个传输的技术。通过多路复用技术，多个终端能共享一条高速信道，从而达到节省信道资源的目的。在TDM(时分复用)系统中，每个信道由时隙流中的周期时隙定义。在FDM(频分复用)系统中，每一个信道占用一个特定的频率。在数据分组交换和信元交换系统中，各个数据分组或信元在网络中穿行，与汽车在高速公路上行驶类似。 模拟和数字信号 设备使用适配器(产生用于通过某些媒体传输数据的信号)被连接到传输媒体中。模拟通信系统传输的是幅值和频率随时间连续变化的模拟信号。这些正弦波信号频率的度量单位是每秒的周期数，或Hz(赫兹)。而数字通信系统则使用离散的高和低的电压值来表示数据信号。 带宽表示通信信道的信息传送能力。信道可以是模拟或数字的。对于数字系统，容量这个术语指它的信息传送能力，通常以信道的数据传输速率或线速表示。吞吐量是与系统规
通信原理 实 验 报 告
实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3（AMI ）编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度 双极性码（HDB 3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB 3编译码模块（EL-TS-M6）。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察： （1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
《光纤通信技术》课程大纲 课程名称：光纤通信技术 课程类别：核心课 学分：4学分 适用专业：通信工程专业、计算机应用专业 先修课程：数字通信原理、数据通信原理 一、课程的教学目的 《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。 为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。 二、相关课程的衔接 学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。三、教学的基本要求 要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。 熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。 四、课程教学方法 下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。 为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
通信原理实验讲义 实验一信号发生器系统实验 一、实验目的 1．了解多种时钟信号的产生方法。 2．掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法。 3．了解PCM编码中的收、发帧同步信号的产生过程。 二、实验器材 1．双踪示波器一台 2．通信系统原理综合实验箱一台 三、实验原理 信号发生器原理框图如图所示，包括以下电路： 1．内时钟信号源 2．多级分频及脉冲编码调制系统收发帧同步信号产生电路 3．伪随机序列码产生电路 4．简易正弦信号发生器电路组成 四、实验内容和步骤 1．按下开关K2和K100,接通交流电源，相应的的发光二极管D2和D101亮，使电路工作。2．用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，即把K101的①脚和②脚连接，分别分析各级分频电原理图并理解其工作过程，并测出各测量点TP101-TP104的波形。 3．观察简易正弦波信号时，按下K1和K4，相应的的发光二极管D5和D8亮。在测量TP105和TP106的波形时，应注意简易信号源频率选择开关K102的的作用： K102①-②：频率为2KHz K102②-③：频率为1KHz
K102④-⑤：频率为4KHz 同时注意调节W101 ,W102两个电位器观察输出波形的变化。 4．分析伪随机码发生器的工作原理。伪随机码时钟和伪随机码PN都受CPU控制，观察时钟不同时的输出波形： 1）顺序按下RESET，START，FSK，测量TP107和TP108的波形并记录。 2）顺序按下RESET，START，PSK，测量TP107和TP108的波形并记录。 5．在分析和测试PCM编码译码电路中使用的8KHz窄脉冲作收发分频同步信号时，先分析该电路的各点工作波形与时序关系，然后画出波形图，并用示波器对各个测试点进行测试，并作详细的分析验证。 五、实验报告要求和思考题 1．分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。 2．根据实验记录画出各测量点波形。 3．时钟信号的分频电路能否用其他方法产生，要求电路尽量简单清楚。有哪些方法？画出原理图。 4．理解并分析正弦信号发生器电路后，使试用其他方法产生正弦信号。举例说明并画出电原理图。