模块一 初识数字通信1

源
信
译
源
码
码
制
道
调
码
码
宿
器
器
器
器
它使变换后的信号能在传输介质 信源发送编端时码钟器的主要作用：一是进行模/接数收端转时换钟 ；二是 降低信中号传的输数，码或率提。高噪信声道的传输效率
发送端和接收端使用各自的时钟；
接收时钟与发送时钟必须保持同步
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy
信号带宽
信号频域图所覆盖的频率范围称为信号的带宽 我们将信号大部分能量集中的那段频带称为信号的
有效带宽，简称为带宽(Bandwidth)； 任何信号都有一定的带宽。
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy
绝对带宽和有效带宽
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy
信息量的计算公式：I=loga(1/P)= -loga(P)
然而：信道对不同频率的信号其衰减幅度是不 相同的，因而会发生畸变。一般来说，频率越 高的信号，其衰减幅度越大
2.2.2 信道的截止频率与带宽 2.2.3 信道的最大数据传输率
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy
2.2.1 信号的频谱和带宽
傅立叶已经证明：任f(何t) 一个周期为T的函数f(t)都是由 无穷多个正弦和余弦函数合成，即：
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Networking techno;ogy
脉冲信号频谱图
信号的脉冲宽度与其带宽成反比，因此信 号的数据率越高，信号的带宽也就越宽。
第二章 数据通信基础知识

现代通信技术基础 , 2011年 年 上海电子信息职业技术学院
通信系统模型
通信系统一般模型
数字通信系统模型
现代通信技术基础 , 2011年 年 上海电子信息职业技术学院
数字通信的特点
抗干扰能力强， 抗干扰能力强，无噪声积累 便于加密处理， 便于加密处理，保密性强 便于向综合业务数字网方向发展 设备便于集成化、 设备便于集成化、微型化 占用频带宽 同步技术要求高
现代通信技术基础 , 2011年 年 上海电子信息职业技术学院
信道及其容量
信道是信号的传输媒质。 信道是信号的传输媒质。 是信号的传输媒质 每个信道传输数据的速率有一上限， 每个信道传输数据的速率有一上限，该速率上限称为信 道的最大传输速率， 信道容量。 道的最大传输速率，即信道容量。 香农容量公式：有扰连续信道的信道容量 ，单位bit/s 香农容量公式：有扰连续信道的信道容量C，单位
现代通信技术基础 , 2011年 年
上海电子信息职业技术学院
什么是通信？ 什么是通信？
通信，在英语中用 来表示， 通信，在英语中用communication来表示， 来表示 指的是消息或信息在两个地点或设备之间的 传递（或传送）。 传递（或传送）。
现代通信技术基础 , 2011年 年
上海电子信息职业技术学院
1 I(xi) = log 2 = −log 2 P(xi) P(xi)
单位：比特（ 单位：比特（bit) 提问：一个二进制码元所包含的信息量是多少？ 提问：一个二进制码元所包含的信息量是多少？
现代通信技术基础 , 2011年 年
上海电子信息职业技术学院
消息和信号
通信中，常用信号（signal）表示消息。 通信中，常用信号（ ）表示消息。 信号

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本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
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第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
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第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t

194 晶体管 香农IT 通信统计理论建立 8
195 时分多路通信 应用于电话 0
195 越洋电话铺设 6
195 第一颗人造卫星发射 7
195 第一颗通信卫星发射 8
196 发明激光 0
196 发明集成电路 1
196 第一颗同步通信卫星 PCM进入实用 2
当今通信的热点
1、卫星通信 2、移动通信 3、多媒体通信 4、用户数据接入 5、全光网
1.1.5 数字通信系统评价指标
有效性 在给定的信道内能够传输消息的内容 可靠性 在给定的信道内接收信号的准确程度 适应性 标准性 经济性 维护使用
模拟通信系统的性能指标 有效性指标：用每路信号所需的传输带宽来衡量，带宽越窄，有效性越好； 可靠性指标：用输出信噪比来衡量，信噪比越大，可靠性越好。信噪比 （dB） 。
提供数据速率为2Mbps(静态环境)的多媒体业务。
信道描述模型
1）加性噪声信道
r(t)=αs(t)+n(t)
s(t)—发送信号 r(t)—接收信号 n(t)—噪声信号
α —衰减因子
常见加性噪声 1）人为噪声：电器开关、工业。 2）自然噪声：自然界电磁辐射 3）系统内部噪声：热噪声、脉冲噪声等
2）线性滤波器信道
同轴电缆 ——通信常采用的传输媒体，较双绞线高频损耗小，辐射小，
有屏蔽。高带宽、低误码率（误码率10-7-10-9）、成本适中。
光纤
——信道容量大（107Mbps)，可容纳几百个低速传输（话音）
低误码率（10-9 _ 10-11 ) 抗电磁干扰 损耗小（可上千公里无中继） 适合远距离、高速、大容量应用。
数字通信系统的性能指标
1)有效性指标： 码元传输速率（传码率）RB：单位时间内传输的码元数量，单位是波特（Baud）。