数字通信_5_3

通信原理思考题答案第一章1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？数字通信即通过数字信号传输的通信。

数字通信具有以下特点：（1）传输的信号是离散式的或数字的；（2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；（3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累；（4）传输差错可以控制；（5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；（6）便于加密，可靠性高；（7）便于实现各种信息的综合传输。

缺点：一般需要较大的传输带宽。

1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？（1）信息源：把各种消息转换成原始电信号。

（2）信源编码：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。

（3）加密：保证所传信息的安全。

（4）信道编码：增强数字信号的抗干扰能力。

（5）数字调制：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。

（6）信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。

（7）解调：在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。

（8）信道译码：接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。

（9）解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。

（10）信源译码：是信源编码的逆过程。

（11）受信者：是接受消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。

1-5按调制方式，通信系统如何分类？按调制方式，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输（频带或调制）系统。

基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频室内电话；带通传输是对各种信号调制后传输的总称。

1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释它们的工作方式并举例说明。

按消息传递的方向与时间关系来分类。

（1）单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。

如：广播，遥控，无线寻呼等例子。

（2）半双工通信，指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。

数字通信的概念数字通信是指通过数字信号传输数据、音乐、视频等信息的过程。

相比于模拟通信，数字通信具有更高的传输质量、安全性和灵活性。

下面将详细介绍数字通信的概念、原理和应用。

一、数字通信的概念数字通信是指利用数字技术实现信息传输的通信方式。

它是一种通过编码将传输数据转化为数字信号的过程，然后将数字信号通过信道传输到接收端进行解码还原数据的通信方式。

数字通信的应用涉及电信、无线通信、互联网和媒体等领域。

二、数字通信的原理数字通信的原理包括信源编码、信道编码和误差控制编码三个方面。

首先，信源编码是将原始信息进行编码，以满足信道带宽限制和传输保密性等需求。

其次，信道编码是将信号进行压缩和保护，以适应信道传输的异态条件，例如信道噪声、干扰和时延等。

最后，误差控制编码是对传输信号进行纠错，保证数据传输的可靠性和稳定性。

三、数字通信的应用数字通信的应用非常广泛，包括以下几个方面：1. 电信通信：数字通信是实现电话通话的重要技术手段，它能够稳定传输高质量的音频和视频信息。

2. 无线通信：数字通信在无线通信系统中得到了广泛应用，尤其是在移动通信和卫星通信中，数字技术有着不可替代的地位。

3. 互联网：数字通信技术使互联网得以快速发展，它不仅提供了一种便捷的通信手段，而且为全球的信息共享和交流提供了基础支持。

4. 媒体传输：数字通信技术广泛应用于多媒体传输领域，例如数字电视、数字广播、数字电影等领域，使得人们能够更加方便地收看和分享画面和声音信息。

以上就是数字通信的概念、原理和应用的详细介绍。

随着科技的进步和发展，数字通信技术将会得到进一步的改进和应用。

数字通信第五版答案第一章: 数字通信系统基本概念(1)数字通信系统是由发送器、信道和接收器三部分组成的。

发送器将源信号转换为数字信号，并通过信道传输给接收器。

信道负责传输信号，并可能引入噪声和失真。

接收器则将接收到的信号转换为目标信号并输出。

(2)数字通信系统的主要优点包括信号可以复制、存储和处理，并且具有较高的抗噪性能。

1.数字通信系统的基本模型如下图所示：数字通信系统基本模型数字通信系统基本模型其中，x(x)表示源信号，x(x)表示发送器输出的信号，x(x)表示信道引入的噪声，x(x)表示接收器输入的信号，x(x)表示接收器输出的信号，$\\hat{x}(t)$ 表示接收器输出的目标信号。

2.数字通信系统的性能度量指标包括误码率、误比特率、信噪比等。

其中，误码率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比，误比特率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比的对数。

第二章: 随机过程和功率谱分析(1)随机过程是一组随机变量，表示在不同时间点出现的随机信号。

常用的随机过程模型包括白噪声过程、高斯过程和马尔可夫过程等。

(2)过程的平均值和自相关函数是描述随机过程的重要特征。

过程的平均值表示过程在不同时刻的平均大小，自相关函数表示过程在不同时刻的相关性。

1.随机过程的功率谱密度函数是描述随机过程频域特性的重要工具。

功率谱密度函数表示了随机过程在不同频率上的功率分布情况。

常用的功率谱估计方法包括周期图法、自相关函数法和傅里叶变换法等。

2.功率谱分析的应用包括信号源建模、信号检测和信号识别等。

通过分析信号的功率谱密度函数，可以得到信号的频域特性，并对信号进行处理和判别。

第三章: 基带传输技术(1)基带传输技术是指将低频率信号直接传输到信道中，不经过调制和解调的过程。

常用的基带传输技术包括脉冲编码调制、多电平传输和基带传输等。

(2)脉冲编码调制是一种将数字信号转换为脉冲波形的技术。

常用的脉冲编码调制方法包括非归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。

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。

5-1 设二进制符号序列为1 0 0 1 0 0 1 ，试求矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分波形和四电平波形。

解 单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分、四电平波形分别如下图5-6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。

图5-6 波形图5-2 设二进制随机脉冲序列中的“0”和“1”分别由g (t )和-g (t )表示，它们的出现概率分别为2/5及3/5：(1) 求其功率谱密度；(2) 若g (t )为如图题5-2(a)所示波形，T s 为码元宽度，问该序列是否存在位定时分量f s = 1/T s ? (3) 若g (t )改为图题5-2(b)，重新回答题(1)和(2)所问。

图题5-2g (t )sst(a)g (t )sst(b)解 (1)随机二进制序列的功率谱密度212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑由题意知g 1(t ) = - g 2(t ) = g (t )，因此双极性波形序列的功率谱密度为()2222()4(1)()12()()S S S S S P f f P P G f f P G mf f mf δ+∞-∞=-+--∑222241()()()2525S S S S f G f f G mf f mf δ+∞-∞=+-∑式中，G (f )⇔g (t )；等式右端第一项是连续谱成分，第二项是离散谱成分。

功率()SS P f df ∞-∞==⎰()22224(1)()12()()SS SSfP P G f df f P G mff mfdf δ∞∞∞-∞-∞-∞-+--∑⎰⎰222241(1)()()2525S S S f P P G f df f G mf ∞∞-∞-∞=-+∑⎰ (2)若基带脉冲波形g (t )为()1,20,ST t g t ⎧≤⎪=⎨⎪⎩其他则g (t )的傅里叶变换G (f )为()()S S G f T Sa T f π=因为sin ()()0s S S s SG f T Sa T f T πωπ===所以由题（1）的结果可知，该二进制序列不存在离散分量1/s s f T =。

通信电子中的数字通信基础知识一、前言随着科技的不断发展，通信电子已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

其中，数字通信技术在通信电子领域中扮演着重要的角色。

本文将深入讲解数字通信基础知识，让读者对数字通信技术有更深入的了解。

二、数字通信的定义数字通信是指利用数字信号进行信息传输的通信方式。

它通过采样、量化、编码等方式把模拟信号转化为数字信号，然后在传输过程中逐一传送数字信号的不同部分，最后再把这些数字信号重新转换为模拟信号。

三、数字通信的原理数字通信技术的基本原理是将模拟信号转换成数字信号，再从发送端传送到接收端，最后再将数字信号转化为模拟信号，使接收方收到的信号与发送方发送的信号尽可能一致。

数字通信主要包括以下几个部分：采样、量化、编码、调制和解调。

首先，采样是指对模拟信号进行离散化。

通过周期性的采样，将模拟信号转化为数字信号。

其次，量化是指对采样后的信号进行量化，把信号幅度离散化，以便在数字信号中传输。

第三步，编码是指对量化后的信号做单一编码，以便在数字传输的过程中保证信号的完整性和正确性。

调制是指把编码后的信号转化为调制信号，方便在传输过程中传输。

解调是指接收方将调制信号转化为数字信号的过程。

四、数字通信的优点相对模拟通信，数字通信有以下优点：1.数字信号更容易处理和储存：数字信号可以很容易地用计算机数码处理、存储和传输，而模拟信号需要经过一系列的处理才能适应计算机处理，也更难储存。

2.数字信号传输的误差小：数字通信技术能够更好地容忍传输过程中的噪声和干扰，而且可以通过纠错编码等技术减少误码率。

3.数字通信更加安全：数字通信使用加密技术可以更好地保障信息的安全与保密。

4.具有灵活性：相对模拟通信，数字通信的参数可以根据不同的需求进行调整，实现不同的通信效果。

五、数字通信在生活中的应用数字通信技术已经广泛应用于各行各业。

例如，在电信行业中，数字通信技术已经成为主流通信技术。

数字通信技术不仅能够提供更好的通信服务，而且能够为人们提供互联网和手机通信等各种便利服务。