数字通信技术知识点一

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数字通信基础知识 - 子木的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/45917006

注：

1.参考书：数字通信——基础与应用（第二版）

2.本想一章写一次，但是写到后面渣乎卡到自闭，可能是我电脑卡。

2.欢迎补充~

 

 

1.1数字通信信号处理

1.1.1进行数字化的原因

优点：

1.数字信号更易于再生

脉冲的失真与再生

2.数字电路有更好的抗失真和抗干扰能力

只有能够把电路从一个状态变换到另一个状态才能起到破坏的作用

3.数字电路比模拟电路更可靠，且其生产成本比模拟电路更低

数字硬件比模拟硬件更具灵活性，比如微处理器、数字开关、大规模集成（LSI）电路等；

时分复用（TDM）信号比频分复用（FDM）的模拟信号更简单；

不同类型的数字信号（数据、电报、电话、电视等）在传输和交换中都被看成是相同的信号——比特信号；

为方便交换，还可将数字信号以数据包（packet）的形式进行处理。

代价：

1.与模拟系统相比，数字系统需要更多的信号处理技术；

2.在通信的各个阶段，数字系统都需要分配一部分资源用于实现同步，而在模拟系统中同步相对较容易；

3.数字系统具有门限效应（nongraceful degradation），当信噪比下降到一定限度时，服务质量会急剧恶化，而大部分模拟通信系统服务质量的下降较平滑。

1.1.2典型通信系统（DCS）的方框图

典型数字通信系统的方框图

1.DCS必不可少的信号处理方框有：格式化、调制、解调/检测、同步。

2.格式化把源信号转换成比特，从而保证信息与DCS信号处理的一致性。

3.脉冲调制之前的信号仍是比特流形式，调制就是将消息码元或信道码元（采用信道编码）转换成与传输信道特性匹配的波形（waveform），脉冲调制（pulse modulation）是必不可少的步骤，将二进制代码转换为基带波形。

4.带通调制：只要传输介质不支持脉冲波形的传输就必须带通调制

 

5.均衡可以认为是一种滤波过程，用以对坑由信道引起的任何不良影响，它可以包含在解调器中也可以在解调器之后；尤其是信道冲激响应  使信号严重失真时，均衡器就不可或缺了，它用于补偿（消除或削弱）由非理想的所导致的任何形式的信号失真。

6.解调是波形（基带脉冲）的恢复，而检测则指与波形的数字意义有关的判决。

7.对信号的变换可分为九类：格式化与信源编码、基带信号处理、带通信号处理、均衡、信道编码、复用和多址接入、扩展、加密、同步。

8.解调：通常借助于参考波形来完成，如果所采用的参考信号是所有信号参量（特别是相位）的测度，则称为相干解调；如果不需要相位信息就是非相关解调。

9.信道编码的目的：增强数字信号抗信道减损能力，如噪声、衰落、干扰等。信道编码包含波形编码和结构化序列。

基本数字通信交换

下面开始正题了。。。。。

1.1.3基本的数字通信术语

*信源（information source）

*文本消息（textual message）

*字符（character）

*二进制数字（binary digit）

*比特流（bit stream） 比特流通常称为基带信号

*码元（symbol）数字信息 一个码元由k比特组成，M进制，  ，单位波特（Baud）

*数字波形（digital waveform）

*数据速率（data rate） 单位是比特每秒

1.1.4数字通信与模拟通信的性能比较

1.模拟系统的波形是连续的，因而有无穷多个，这说明接收机必须处理无穷多个波形。衡量模拟通信系统的性能的指标是保真度标准，如信噪比、百分比失真、发端波形和收端波形之间的期望均方误差

2.数字通信系统发送的是代表数字的信号，这些数字组成一个有限集或字符表，且对于接收机而言该表是先验已知的。衡量数字通信系统的一个性能参数是错误判决的概率或者差错概率（  ）

 

1.2 信号分类

1.2.1 确定信号与随机信号

1.若信号是确定的（deterministic），其在任何时间的值都是确定已知的

2.若信号是随机的（random），则在信号实际发生之前具有一定的不确定性

确定的信号或波形可以用明确的数学表达式来建模，而对于随机