数字通信原理与技术(第四版)章 (1)

数字通信原理北京理工大学电子与信息学院关于本课程z目的与任务：数字通信原理为专业技术基础课程。

通过对通信系统组成、通信系统建模等基本概念、基础知识的了解，学习和掌握通信理论和通信系统性能分析方法，掌握常用数字通信系统性能指标及其应用条件，并对现代通信技术及其发展方向有所了解，使学生具备初步从事通信系统评价及设计的能力，也为相关课程奠定基础z先修课程：随机信号分析，信号与系统等z学习方式：课堂教学/课后作业z考试方式：笔试(闭卷考试)z答疑：10-311主要参考书z樊昌信等编，通信原理，第6 (5) 版，国防工业出版社z J.G.Proakis. Digital Communication (4rd Edition). 电子工业出版社（影印版：数字通信）z曹志刚等编，现代通信原理，清华大学出版社z郝建军等编，通信原理考研指导，北邮出版社课程的基本内容z绪论（2 学时）z随机过程（2 学时）z信道（4 学时）z模拟调制系统（4 学时）z数字基带传输系统（8 学时）z数字带通传输系统（8 学时）z模拟信号的数字传输（8 学时）z数字信号的最佳接收（4 学时）z差错控制编码（6 学时）z复习课（2 学时）成绩评定初步计划z成绩评定平时+作业：20%期末考试：60%实验：20%z每一章结束，下一次上课时收取作业（一次作业一章的内容）对所交作业进行登记，作为平时成绩依据未按时交的作业不予批改和登记课件邮箱z请将你的邮件地址放到邮件列表第1章绪论z1. 1 通信的基本概念通信的目的：传递消息中所包含的信息。

消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。

信息：是消息中包含的有效内容。

实现通信的方式和手段：非电的：如旌旗、消息树、烽火台…电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。

通信的解释z百度百科通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。

第一章习题习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。

解：E 的信息量：()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。

试求该信息源中每个符号的信息量。

解：b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-== b I B 415.2163log 2=-=b I C 415.2163log 2=-=b I D 678.1165log 2=-=习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。

若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。

（1）这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。

解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。

传送字母的符号速率为Bd100105213B =⨯⨯=-R 等概时的平均信息速率为sb 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为符号比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为b 7.197977.1100B b =⨯==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？解：311200 Bd 5*10B B R T -===习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。

解：该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i M i i x P x P x P x P X H =5.79比特/符号因此，该信息源的平均信息速率 。

通信原理第四版通信原理（第四版）第一章：引言本章将介绍通信原理的基本概念和背景知识，包括通信系统的定义、通信原理的基本原则以及通信系统的分类和应用领域。

第二章：信号和系统在本章中，我们将学习信号和系统的基本概念。

我们将介绍各种信号的分类以及它们在通信系统中的表示和传输。

我们还将讨论系统的概念，包括线性和时不变系统的特性。

第三章：模拟调制技术本章将重点介绍模拟调制技术，包括调幅、调频和调相等。

我们将详细讨论各种模拟调制技术的原理和特点，以及它们的应用和局限性。

第四章：数字调制技术在本章中，我们将学习数字调制技术的原理和应用。

我们将介绍多种数字调制技术，包括脉码调制、相位移键控和正交振幅调制等。

我们还将讨论数字调制的性能评估和系统设计的基本原则。

第五章：调制器和解调器在本章中，我们将学习调制器和解调器的原理和设计。

我们将介绍各种调制器和解调器的类型，包括同步和非同步调制解调器。

我们还将讨论调制解调器的性能评估和优化方法。

第六章：信道编码技术本章将讨论信道编码技术的原理和应用。

我们将介绍各种信道编码方案，包括纠错编码和压缩编码等。

我们还将讨论信道编码的性能评估和系统设计的基本原则。

第七章：多用户通信技术在本章中，我们将学习多用户通信技术的原理和应用。

我们将介绍多址和多路复用技术，包括时分多址和码分多址等。

我们还将讨论多用户通信系统的性能评估和资源分配方法。

第八章：无线通信技术本章将重点介绍无线通信技术，包括无线信道特性和无线传输技术。

我们将讨论无线信道的模型和衰落特性，以及各种无线传输技术的原理和应用。

第九章：网络和互联网在本章中，我们将学习网络和互联网的基本原理和技术。

我们将介绍网络协议和网络体系结构，包括分层结构和网络设备。

我们还将讨论互联网的发展和应用。

第十章：光纤通信技术本章将重点介绍光纤通信技术，包括光纤传输和光纤接口技术。

我们将讨论光纤的基本原理和特性，以及光纤通信系统的设计和性能评估。

第十一章：卫星和移动通信在本章中，我们将学习卫星和移动通信的原理和应用。

数字通信原理与技术（第四版）西安电子科技大学出版社复习笔记第一章我国主要采用欧洲的GSM系统第四代移动通信系统特点：1.传输速度更高2.通信服务多元化3.智能化程度更高4.良好的兼容性关键技术：1.定位技术2.切换技术3.软件无线电技术4.智能天线技术5.无线电在光纤中的传输技术6.网络协议与安全7.传输技术8.调制和信号传输技术“三网融合”趋势：电信网，计算机网，有线电视网一般意义上的通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。

通信从本质上来讲是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。

通信中工作频率与工作波长可互换：公式为λ=c/f，λ工作波长，f工作频率，c光速基带传输：不采用调制频带传输：采用调制脉冲数字调制：APC-自适应可预测编码LPC-线性可预测编码通信方式：1.按消息传送的方向与时间分单工通信：单方向传输。

广播半双工通信：不能同时收和发。

对讲机、收发报机全双工通信：可同时双向传输信息。

普通电话、各种手机2.按数字信号排序分串序传输：代表信息的数字信号序列按时间顺序一个接一个在信道传输并序传输：分割成两路或以上的序列同时在信道传输3.按通信网络形式分点到点通信方式、点到多点通信（分支）方式、多点到多点通信（交换）方式通信必有三个部分：发送端、接收端、信道模拟通信系统两种变换：1.把连续消息变换成电信号（发端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续信号（收端受信者完成）2.将基带信号转换成其频带适合信道传输的信号，由调制器完成；在接收端经过相反的变换，由解调器完成已调信号三个基本特性：1.携带有信息2.适合在信道中传输3.具有较高频率成分数字通信系统：信道中传输数字信号的系统数字频带传输通信系统在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”；称编组一致为“群同步”或“帧同步”。

数字基带传输通信系统模拟信号数字化传输通信系统大部分信号（如语音信号）为连续变化的模拟信号模拟信号在数字系统中的传输，必须在发送端将模拟信号数字化，即A/D转换；在接收端进行相反转换，即D/A转换数字通信优点：1.抗干扰、抗噪声性能好2.差错可控3.易加密4.易于与现代技术相结合缺点：1.频带利用率不高2.需要严格的同步系统消息出现概率越小，则信息量越大（为0时信息量无穷大，为1时信息量为0）信息量I=-log a P（X）a=2时，单位为比特，b P（X）消息出现的概率函数平均信息量=-P lb P-（1-P）lb （1-P）（bit/符号）每个符号等概出现时，平均信息量最大=lb N通信系统性能指标：【有效性、可靠性、】适应性、保密性、标准性、维修性、工艺性等有效性指标：数字通信的有效性主要体现在一个信道通过的信息速率基带数字信号采用时分复用（TDM）充分利用信道带宽数字信号频带传输采用多元调制提高有效性码元传输速率（波特率）R B=1/T b 单位：波特与码元进制数无关，与T b码元宽度有关信息传输速率（比特率）R bM=R BM*lb M M进制数频带利用率η=R B/B （B/Hz）η=R b/B （b/（s*Hz））有效性，多进制比二进制效率高；可靠性，二进制比多进制质量好可靠性指标：码元差错率P e=（单位时间）错误码元数/总码元数信息差错率P eb=单位时间出错比特数/单位时间总比特数M进制较大时P b≈1/2 P e信道是指以传输媒介（质）为基础的信号通路狭义信道按具体媒介的不同类型分为有线信道和无线信道广义信道分为调制信道和编码信道。