数字通信原理 第1章(毛京丽 第4版 人邮)

数字通信原理主讲教师：XXX地点：通信技术教研室安徽XX学院绪论—课程使用教材教材：《数字通信原理》（第3版），毛京丽，石方文编。人民邮电出版社，2011年11月。本教材即介绍了数字通信的基本原理，又探讨了数字通信的一些实际应用问题。特点：取材适宜、结构合理、阐述准确、条理清晰、深入浅出、通俗易懂。普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

安徽XX学院绪论—课程教学目的当今人类已经进入高度发达的信息社会，这就要求高质量的信息传输技术与之相适应。而数字通信是现代信息传输的重要手段。安徽XX学院绪论—课程教学目的《数字通信原理》是电子信息工程专业的一门非常重要的专业课（核心课）。通过本课程的学习能使同学们对数字通信系统获得罗完整的概念，并掌握数字通信的基本技术和应用。学好这门课对从事电信通信相关领域的工作有所帮助。安徽XX学院绪论—课程教学内容及基本要求第1章概述3学时第2章语音信号编码10学时第3章语音信号压缩编码2学时第4章时分多路复用及PCM30/32路系统15学时第5章数字信号复接10学时第6章数字信号传输14学时安徽XX学院绪论—课程考核方式总成绩=平时成绩50%+期末成绩50%期末考试方式：闭卷平时成绩包括：作业，出勤率，课堂笔记，提问等。安徽XX学院绪论—学习方法建议思路：各章导学上课系统理解内容重点、难点例题、思考、自测、总结等。安徽XX学院第一章概述理解数字通信的概念及数字系统的构成；掌握数字通信特点和性能指标；安徽XX学院1.1.1信息、信号及分类1.信息的概念（1）信息的定义“用来消除不定性的东西”。（2）信息的基本特征

a.可度量性b.可识别性c.可转换性d.可存储性

e.可处理性f.可传递性g.可再生性h.可压缩性

i.可利用性j.可共享性2.信号的感念信号是信息的载体，信息是其信号载体所携带的内容。1.1数字通信系统的基本概念安徽XX学院3、信号的分类（1）根据信源发出的信息形式不同分类语音信号、图像信号、数据信号等。（2）根据信号物理参数基本特征不同分类模拟信号和数字信号模拟信号：信号强度随时间连续变化。数字信号：信号强度的取值是离散的。1.1数字通信系统的基本概念安徽XX学院模拟信号1.1数字通信系统的基本概念幅度取值是连续的安徽XX学院1.1数字通信系统的基本概念1）模拟信号---------幅度取值是连续的。

连续信号（时间上连续）离散信号（时间上离散）PAM信号电视信号，电话信号等安徽XX学院1.1数字通信系统的基本概念2）数字信号四进码安徽XX学院1.1数字通信系统的基本概念2）数字信号---------幅度取值是离散的（有限个）

二进码（幅度取值只有两种）多进码（幅度取值有M种）电报信号，数据信号等连续信号（时间上连续）离散信号（时间上离散）安徽XX学院1.1数字通信系统的基本概念讨论：

1）数字信号与模拟信号的区别是：根据幅度取值上是否离散而定的。

2）离散信号与连续信号的区别是：根据时间取值上是否离散而定的。安徽XX学院1.1数字通信系统的基本概念讨论：

3）占空比的概念--占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。安徽XX学院信源变换器信道反变换器噪声源

信宿通信系统模型：（1）信源：信息的发出者。（2）变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。（3）信道：信号的传输通道。（4）反变换器：与变换器的功能相反。（5）信宿：信息传送的终点。（6）噪声源：在终端和通信过过程中的噪声的总和。1.1.2通信系统的组成信息传递和交换的过程称为通信。安徽XX学院信道：有线信道

双绞线电缆同轴电缆光纤1.1.2通信系统的组成安徽XX学院光纤的结构：光纤的种类：折射率、传输模式、材料的划分按折射率分：阶跃型光纤、渐变型光纤按传输模式分：单模光纤、多模光纤按材料分：石英系光纤、石英芯和塑料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤无线信道微波：300MHz~300GHz

电波传播模式：空间波、地表面波、天波1.1.2通信系统的组成安徽XX学院根据信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信和数字通信。（1）模拟通信—以模拟信号的形式传递消息。1.1.3模拟通信与数字通信一般采用频分复用实现多路通信各路信号占不同的频率范围安徽XX学院1.1.3模拟通信与数字通信

（2）数字通信—以数字信号的形式传递消息。各路信号占不同的时间间隙一般采用时分复用实现多路通信安徽XX学院1.1.3模拟通信与数字通信

讨论：数字通信传输的主要对象是模拟话音信号，而信道上传输的一般是二进制的数字信号，矛盾？？所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模/数变换安徽XX学院数字通信系统构成模型：1.1.3模拟通信与数字通信安徽XX学院1.1.3模拟通信与数字通信

产生电信号接收电信号A/DD/A差错控制差错控制频率搬移频率恢复数字信号的传输方式：1）基带传输-------编码处理后，未经调制变换的基带数字信号直接在电缆信道上传输。2）频带传输-------基带数字信号经过调制后，将其频带搬移到无线等信道上再传输。安徽XX学院数字通信系统构成模型：1.1.3模拟通信与数字通信思考；语音信号的基带传输系统模型安徽XX学院(1)抗干扰能力强，无噪声积累1.2、数字通信的特点再生判决脉冲安徽XX学院1.2、数字通信的特点

（2）便于加密处理（3）利于采用时分复用实现多路通信（4）设备便于小型化（5）占用频带宽

1路模拟电话所占频带仅为4kHz，而1路数字电话所占频带为64kHz，是前者16倍。安徽XX学院1.3.1有效性指标：信息传输速率（R）符号速率（N）频带利用率（）（1）信息传输速率（R）

【简称传信率，也叫数码率】

用每秒传输的信息量来衡量（比特数或二进制码元数）。单位：bit/s。1.3数字通信系统的主要性能指标在满足一定条件下，一个二进制码元（一个“1”或一个“0”）所含的信息量是一个“比特”。安徽XX学院1.3数字通信系统的主要性能指标

（1）信息传输速率（R）公式：抽样频率n复用路数l编码的码位数物理意义：反映了数字信号的传输速率；数码率的数值代表数字信号（二进制时）的带宽，即数字信号的带宽约等于安徽XX学院1.3数字通信系统的主要性能指标

确知信号频谱随机信号功率谱（密度）（数字序列）傅氏变换复杂的变换物理意义：某点的值代表对应频率处单位频率处单位频带平均功率（只有正值）安徽XX学院1.3.1有效性指标：（2）符号传输速率（N）（也叫码元速率）定义：单位时间内所传输的码元的数目（多进制或二进制的）。单位：波特（Bd）。

讨论：R与N的关系：1.3数字通信系统的主要性能指标安徽XX学院（3）频带利用率()：单位频带内的传输速率。或：1.3数字通信系统的主要性能指标真正衡量的有效指标安徽XX学院1.3数字通信系统的主要性能指标1.3.2可靠性指标：误码率信号抖动安徽XX学院（1）误码率误码：1.3数字通信系统的主要性能指标安徽XX学院t图1.13信号抖动示意图（2）信号抖动在数字通信系统中，信号的抖动是数字信号码相对