【大学课件】数字通信技术.pptVIP

**********************数字通信技术数字通信技术是现代通信系统的重要组成部分。它将信息转换为数字信号，并通过通信信道进行传输。数字通信的发展历程数字通信技术的发展历程可以追溯到19世纪末，从早期的电报技术到如今的互联网，数字通信经历了漫长的发展过程。早期，电报和电话是主要的数字通信方式，但信息传输效率和容量有限。随着电子技术的进步，特别是集成电路和微处理器的出现，数字通信技术得到飞速发展，实现了更高效率、更高速率的信息传输。1现代数字通信以互联网、移动通信为主，信息传输高速、高效、便捷。2数字信号处理技术数字信号处理技术的引入提升了信号传输质量，降低了干扰。3数字调制技术数字调制技术将数字信号转化为模拟信号进行传输，提高传输效率。4电报和电话早期数字通信方式，信息传输效率和容量有限。通信系统的基本组成发射机发射机负责将信息信号转换成电磁波，并将信号发送出去。信源信源产生待传输的信息，例如语音、数据或图像。接收机接收机接收来自发射机的电磁波，并将其转换为原始信息信号。信道信道是信息信号传输的媒介，例如电缆、光纤或无线电波。信号的采样与量化1采样将连续时间信号转换为离散时间信号，以一定时间间隔对信号进行取样。采样频率必须满足奈奎斯特采样定理，即采样频率不小于信号最高频率的两倍，以确保信号的完整性。2量化将连续幅度的采样值转换为离散幅度的量化值，将采样值的连续幅度值映射到有限个离散的量化级别。量化误差是指原始信号和量化后的信号之间的差异，会影响信号的质量。3编码将量化后的离散值转换为二进制代码，用于数字传输和存储。编码方案的选择会影响数据的传输效率和抗干扰能力。常用的编码方案包括二进制编码、曼彻斯特编码等。码型及其特性1码型分类数字通信中常用的码型包括：二进制码、多进制码、非归零码、极性码、差分码等。2码型特性不同码型具有不同的特性，例如自同步性、功率谱特性、抗噪声能力、传输效率等。3码型选择根据信道特性和系统需求选择合适的码型，以确保信号的可靠传输。4码型应用不同码型在实际应用中发挥着不同的作用，例如二进制码广泛应用于数字通信系统。信源编码基本原理信源编码是数字通信系统中非常重要的环节，其主要作用是压缩信息，减少冗余，提高传输效率。信源编码的目标是将信源产生的信息转换成最有效的形式，以便在信道中进行传输。信源编码的本质是将信源信息进行压缩，以减少传输数据的数量。信源编码技术香农-费诺编码根据符号概率进行编码，更频繁的符号分配更短的码字，提高编码效率。哈夫曼编码一种最优的变长编码方案，通过构建二叉树来实现，最大限度地压缩数据。算术编码将源符号序列映射到一个实数区间，根据概率分配区间长度，达到更高的压缩率。预测编码利用前一符号的信息预测当前符号，并仅对预测误差进行编码，有效减少数据量。信道编码基本原理信道编码是一种将信息数据转换为更适合在噪声信道中传输的形式的技术。它通过在数据流中添加冗余信息，以提高数据传输的可靠性。信道编码的核心思想是利用冗余信息来纠正或检测传输过程中的错误。信道编码技术主要包括两种类型：纠错编码和检错编码。1纠错通过添加冗余信息，可以实现对传输过程中出现的错误进行自动纠正。2检错通过添加冗余信息，可以检测出传输过程中的错误，但不进行纠正，需要发送方重新发送数据。差错控制编码技术纠错码接收方可自动纠正错误。检错码接收方只能检测出错误，不能纠正。编码方法海明码循环码卷积码数字调制基本原理1模拟信号转化将模拟信息转换为数字信号。2载波信号调制利用数字信号改变载波信号的某些参数。3信息传输将调制后的信号通过信道传输。4数字信号恢复接收端解调信号并恢复原始信息。数字调制是将数字信号转换为适合信道传输的模拟信号的过程。数字信号通常包括离散的符号，而模拟信号是连续的波形，数字调制通过改变载波信号的某些参数，例如幅度、频率或相位，将数字信息嵌入到载波信号中。常见数字调制技术2PSK2PSK是一种简单的数字调制技术，它使用两个相位来表示两个不同的数字值。这种技术应用范围广泛，例如在短波通信和卫星通信中。2PSK编码通常用于低速数据传输。4PSK4PSK扩展了2PSK的概念，它使用四个相位来表示四个不同的数字值。4PSK提供更高的数据速率，但对噪声的抵抗力较差。它通常用于中速数据传输，例如无线网络和移动通信。8PSK8PSK进一步扩展了2PSK和4PSK，它使用八个相位来表示八个不同的数字值。8PSK提供更高的数据速率，但对噪声的抵抗力更弱。它