數(shù)據(jù)通信技術總復習

1、第一章 緒論1.消息、信號、信息與數(shù)據(jù)的關系消息是指能夠向人們表達客觀物質(zhì)運動和主觀思維活動的文字、符號、數(shù)據(jù)、語音、圖像等。具有以下特點：能夠被通信雙方理解； 可以傳遞。信號： 把消息轉換成適合于信道傳輸?shù)奈锢砹?，就是信號。信號的特性可以通過幅度、頻率、相位等參量來描述，從信號的特性出發(fā)可將其分為模擬信號和數(shù)字信號兩大類。信息就是包含在消息中對通信方有意義的那部分內(nèi)容。數(shù)據(jù)就是賦予一定含義的數(shù)字、字母、文字等符號及其組合，它是消息的一種表現(xiàn)形式。2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端設備DTE、數(shù)據(jù)電路終結設備DCE以及傳輸信道三部分組成。3.數(shù)據(jù)通信及其特點數(shù)據(jù)通信是將計算機技術和通信

2、技術相結合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、處理等功能的通信技術，所以其含義包括利用計算機進行數(shù)據(jù)處理和利用通信設備和傳輸線路進行數(shù)據(jù)傳輸兩方面的內(nèi)容。其特點： 計算機終端等機器作為主體直接參與通信 傳輸速率高，要求通信終端的響應速度快 傳輸系統(tǒng)質(zhì)量要求高，誤碼率最大不能超過10-64.通信協(xié)議及其作用通信協(xié)議就是通信雙方事先約定好的雙方都必須遵守的通信規(guī)則，它實際上是一些通信規(guī)則集。通信協(xié)議一般由語法、語義和時序三個要素組成，語法即各種數(shù)據(jù)報文的封裝格式，語義即各種命令及應答的含義，時序即進程操作順序的詳細說明。其作用：數(shù)據(jù)通信中機器要自主完成諸如通信鏈路的建立、維護和釋放，傳輸錯誤的發(fā)現(xiàn)與糾正（差錯控

3、制），數(shù)據(jù)流量的控制等任務。5.數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸是將數(shù)據(jù)編碼成二進制或者多進制數(shù)字信號的形式在信道中傳輸，根據(jù)數(shù)據(jù)信號的傳輸模式和工作方式的不同可以細分為以下幾種傳輸方式: 基帶傳輸與頻帶傳輸 并行傳輸與串行傳輸 異步傳輸與同步傳輸 單工、半雙工與雙工傳輸6.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標質(zhì)量指標是指用來衡量一個通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的技術指標，對于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其質(zhì)量指標有很多種。主要指標： 有效性是指給定信道內(nèi)傳輸信息的多少， 常通過傳輸速率、頻帶利用率來描述； 可靠性是指給定信道內(nèi)傳輸信息的準確程度，常通過誤碼率、誤比特率等來描述。其他指標： 標準性用來衡量描述系統(tǒng)結構、接口、協(xié)議等的標準化程度

4、經(jīng)濟性用來描述系統(tǒng)的性能價格比 可維護性用來描述系統(tǒng)故障處理與系統(tǒng)維護的復雜程度 可用度用來描述系統(tǒng)正常工作能力的高低7.計算機網(wǎng)絡組成計算機網(wǎng)通常分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分。（1）資源子網(wǎng)由計算機系統(tǒng)、終端、各種外圍設備以及各種信息資源庫等組成，其作用是處理網(wǎng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)并向用戶提供網(wǎng)絡服務。（2）通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路等組成，主要完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸與交換等通信處理功能。8.數(shù)據(jù)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是在通信網(wǎng)絡的基礎上依靠分布在各處的數(shù)據(jù)傳輸設備、數(shù)據(jù)交換設備和通信線路所構成的網(wǎng)絡，其根本任務是在網(wǎng)絡上透明、無錯、快速地交換和傳輸數(shù)據(jù)，即計算機網(wǎng)絡中的通信子網(wǎng)，對其基本要求有快速的交

5、換與傳輸、高度的標準化和完善的網(wǎng)絡管理等 。 按照有無交換可分為： 交換網(wǎng)、廣播網(wǎng) 按照交換方式的不同可以分為：電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng) 9.網(wǎng)絡體系結構網(wǎng)絡體系結構就是指層次結構、各層協(xié)議以及層間接口協(xié)議的集合。分層模型的分層通常要遵守以下幾個主要原則：(1)每層完成特定的功能；(2) 各層相對獨立；(3) 層間接口清晰，要有利于標準化，且跨越接口的信息應盡量少；(4) 層數(shù)要適中。目前，典型的網(wǎng)絡體系結構：（1）開放系統(tǒng)互連參考模型（ISO的OSI網(wǎng)絡模型）（2）Internet參考模型（TCP/IP網(wǎng)絡模型）10.標準化組織組織名稱主要貢獻國際電信聯(lián)盟ITU-TCCITT X系

6、列、V系列建議國際標準化組織ISO開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM電氣與電子工程師協(xié)會IEEE局域網(wǎng)IEEE802.x標準電子工業(yè)協(xié)會EIA物理層協(xié)議的標準EIA-RS-232因特網(wǎng)體系結構局IABInternet策略與標準，TCP/IP第二章 數(shù)據(jù)通信基礎知識1. 信號的頻譜 確值信號的頻譜為其傅氏變換：或 隨機信號的頻譜常用其功率普密度表示： 功率普密度與信號平均功率的關系：2. 信號的帶寬 信號的絕對帶寬(B)通常是指信號頻譜正頻域非零部分對應的頻率范圍，如下圖所示： 基帶數(shù)據(jù)信號的一般都具有無窮大的絕對帶寬，如下圖所示：依據(jù)信號功率譜定義了以下幾種等效帶寬：(1) 零點帶寬 數(shù)據(jù)信

7、號頻譜主要能量是集中在第一個零點之內(nèi)的，當其旁瓣不足以引起信號失真時，定義 fb為信號的零點帶寬。(2) 百分比帶寬百分比帶寬由下式來定義：其中 fr稱為百分比帶寬，可以取96%、98%、99%等值，其含義是，在該帶寬范圍內(nèi)信號的功率占總功率。(3) 矩形等效帶寬 對于具有在零點或中心頻率處取最大值頻譜結構的信號，如下圖所示，可以定義矩形等效帶寬BC。其含義為：(4) 3dB帶寬 3dB帶寬又稱半功率帶寬，如下圖所示：信號頻譜在 f0 處取最大值，且。3調(diào)制解調(diào)定義 時域定義： 調(diào)制就是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過

8、具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復原始的基帶信號。 頻域定義： 調(diào)制就是將基帶信號的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個頻段上的過程，而解調(diào)是將信道中來的頻帶信號恢復為基帶信號的反過程。 調(diào)制解調(diào)器(Modem)就是調(diào)制和解調(diào)的統(tǒng)稱。4調(diào)制分類按照調(diào)制信號x(t)的類型：模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制；按照載波類型：連續(xù)載波調(diào)制、脈沖載波調(diào)制；按照調(diào)制器功能：幅度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制5解調(diào)分類 相干解調(diào)：通過本地相干載波進行相干運算，從已調(diào)信號的相位變化中恢復原始信號的方法。其模型如下圖所示：假設初始相位是0，則：所以經(jīng)理想低通濾波器LPF之后，輸出信號為： 非相干解調(diào)：其原理是從已調(diào)信號的幅度變化

9、中提取調(diào)制信號， 因為其不需要同步載波，所以又稱之為非同步解調(diào)。非相干解調(diào)器通常存在門限效應，故小信噪比輸入時并不適用。6門限效應是指當解調(diào)器輸入信噪比下降到一定程度時，輸出信噪比急劇惡化的現(xiàn)象。7輸出信噪比是輸出信號與輸出噪聲平均功率之比，是衡量通信可靠 性的一個指標，與誤碼率有直接關系。8傳輸信道分類 調(diào)制信道：從調(diào)制器出發(fā)到解調(diào)器為至的所有通信設備和傳輸媒介。 編碼信道：從編碼器出發(fā)到譯碼器為至的所有通信設備和傳輸媒介 無記憶信道是指傳輸過程中錯誤碼元相互統(tǒng)計獨立的信道。 有記憶信道是指錯誤碼元之間具有某種統(tǒng)計相關性的信道。9高斯白噪聲可以從以下兩方面對高斯白噪聲下定義 ： 其任意維概率

10、密度函數(shù)都服從高斯分布(即正態(tài)分布)高斯噪聲 在整個頻域具有均勻分布的功率譜密度白噪聲10信道容量 奈奎斯特信道容量公式理想信道(無噪聲、無碼間干擾)時帶寬與速率的關系其中B為帶寬單位是Hz，M為傳輸時數(shù)據(jù)信號的取值狀態(tài)，即采用M進制傳輸。 香農(nóng)信道容量公式其中B為帶寬，單位是Hz，S/N為信噪功率比 。11信號無失真?zhèn)鬏斒侵感盘柦?jīng)過線性系統(tǒng)后只有幅度的衰減或放大，以及時延，而無波形失真。對應的時域信號為：對應的頻域信號為：12多路復用 頻分復用（FDM）是指將傳輸信道在頻率域分割成若干個字信道，每條字信道傳輸一路信號的復用方式。 時分復用（TDM）原理是將信道占用時間分成若干個小的時間片，稱

11、之為時隙，每個時隙就是一條時分復用信道，可以傳輸一個用戶的信號。 波分復用是指在一根光纖上，同時傳送多個波長不同的光載波，其基本原理與頻分復用相同，區(qū)別僅在于FDM使用的是電載波，而 WDM使用的是光載波。13奈奎斯特抽樣定理對于帶限低通信號，若以大于其最高頻率2倍的速率對其抽樣，就可以通過低通濾波器從樣值信號(PAM信號)中恢復出原始信號 。14各種國際編碼標準，NO.5、NO.2、EBCDIC等。15語音編碼就是指模擬話音信號模數(shù)轉換過程，其主要有波形編碼、 參量編碼和混合編碼三種方式。（1）波形編碼 波形編碼的基本原理是將話音信號經(jīng)抽樣、量化、編碼后傳輸，接收端將接收到的信號譯碼后經(jīng)低通

12、濾波器即可恢復原始話音信號，因為這種方式是以重建信號波形為目的，故稱之為波形編碼。 波形編碼的理論基礎是奈奎斯特低通信號抽樣定理。 波形編碼通常的編碼技術有脈沖編碼調(diào)制(PCM),增量調(diào)制(M),差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM) 和自適應差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)等。（2）參量編碼 參量編碼技術是以語音信號產(chǎn)生的數(shù)學模型為基礎，從輸入語音信號分析出模型參數(shù)（主要是指表征聲門振動的激勵參數(shù)和表征聲道特性的聲道參數(shù)），然后在解碼端根據(jù)這些模型參數(shù)來恢復語音。 （3）混合編碼 混合編碼是在保留參數(shù)模型技術精華的基礎上，應用波形編碼準則優(yōu)化激勵信號在4.89.6Knit/s的數(shù)碼率上獲得較高質(zhì)量的合成

13、語音。16哈夫曼編碼Huffman編碼基本思想是：出現(xiàn)概率大的字符編長度較短的碼，反之出現(xiàn)概率小的字符對應的編碼長度較大。其編碼冗余最小，理論上能夠達到8：1的壓縮比。其編碼過程實際上是在依概率從樹葉到樹根構造二叉樹，具體如下： 為每個字符指定1個只包含1個節(jié)點二叉樹，把字符出現(xiàn)的概率作為對應樹的權值 ； 尋找權值最小的兩棵樹(若多于兩棵則隨機選取)，將其作為子樹，合并成一棵帶有新的根節(jié)點樹，新樹的權值為前兩者之和； 重復上述兩步直至只剩一棵樹。舉例分析17LZW編碼 ：基于碼本的數(shù)據(jù)壓縮編碼方式。LZ算法的滑動窗口編碼模型，LZW算法是通過對LZ算法修正得到的，二者的區(qū)別在于LZW中的字符串

14、字典的大小是在不斷增大的，我們把這個字典稱為串表或編碼轉換表。18游程編碼 游程：數(shù)據(jù)流流中連續(xù)出現(xiàn)同一字符的字符串； 游程編碼：針對游程長度進行壓縮編碼的方法。游程編碼就是把每個游程用一個符號再加上游程長度來取代，其實現(xiàn)很容易，而且對于具有長重復值的串的壓縮編碼很有效。例如對于圖像信號。19常用的數(shù)據(jù)壓縮編碼包括：哈夫曼編碼、LZW編碼、游程編碼。20同步就是指收發(fā)雙方在時間上步調(diào)一致。 按照同步的功能可以分為：載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。 按照獲取同步信息的不同可以分為：外同步和自同步。21載波同步 在接收端采用相干解調(diào)時，收端需要提供一個與接收信號的調(diào)制載波同步的本地參考載波，該載

15、波的獲取稱之為載波提取或載波同步。22位同步 在數(shù)據(jù)通信中任何消息都是通過一串碼元序列傳輸?shù)?，所以接收時需要知道每個碼元的起止時刻，這就要求接收端必須提供一個位定時脈沖序列，要求該序列的重復頻率與碼元速率相同，相位與最佳取樣判決時刻一致，將提取這種定時脈沖序列的過程稱為位同步。23群同步 在數(shù)據(jù)通信中，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息按照字符或一定的數(shù)據(jù)格式(幀)傳輸，接收端必須正確地區(qū)分出字符與幀，即群同步，包括字同步、句同步、幀同步等24工作速率衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通信能力（1）調(diào)制速率（又稱符號速率或碼元速率）（或） 定義每秒傳輸信號碼元的個數(shù)，單位為波特（）。公式： （為符號間隔） （2）數(shù)據(jù)傳信速率（簡

16、稱傳信率）（或）定義每秒傳輸?shù)男畔⒘浚幢忍貍€數(shù)或二進制碼元的個數(shù)），單位為bits等。l 數(shù)據(jù)傳信速率與調(diào)制速率之間的關系為例：設信號碼元時間長度為，當采用4電平傳輸時，求數(shù)據(jù)傳信速率和調(diào)制速率。解：調(diào)制速率為數(shù)據(jù)傳信速率為（3）數(shù)據(jù)傳送速率定義單位時間內(nèi)在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的相應設備之間實際傳送的平均數(shù)據(jù)量，又稱有效數(shù)據(jù)傳輸速率。單位為比特秒（bits）、字符秒或碼組秒。l 實際的有效數(shù)據(jù)傳送速率是小于數(shù)據(jù)傳信速率的。25有效性指標頻帶利用率定義系統(tǒng)的傳輸速率系統(tǒng)的頻帶寬度（） 即26可靠性指標傳輸?shù)牟铄e率常用的有誤碼率、誤字符率、誤碼組率等。它們的定義分別為： 誤碼率接收出現(xiàn)差錯的比特數(shù)總的發(fā)

17、送比特數(shù) 誤字符（碼組）率=接收出現(xiàn)差錯的字符（碼組）數(shù)總的發(fā)送字符（碼組）數(shù)例：某數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)調(diào)制速率為1200，采用8電平傳輸，假設100秒誤了1個比特，求誤碼率。設系統(tǒng)的帶寬為600Hz,求頻帶利用率為多少。解：數(shù)據(jù)傳信速率為 誤碼率接收出現(xiàn)差錯的比特數(shù)總的發(fā)送比特數(shù)第三章 數(shù)據(jù)信號基帶傳輸1基帶傳輸中設計或選擇信號碼型對時的要求 不含直流分量，且高頻分量和低頻分量要少 便于定時與同步信息地提取 編碼方案對信源透明 碼型具有一定抗噪聲性能 碼型具有較高的編碼效率 碼型沒有或者只有很小的誤碼增值 碼型變換設備要簡單可靠 2常用基帶信號：NRZ碼、雙極性碼、RZ碼、雙極性歸零碼、雙相碼、AM

18、I碼、HDB3碼、曼徹斯特碼等3基帶傳輸系統(tǒng)的組成 碼型變換器是將數(shù)據(jù)信號轉換成更適合于信道傳輸?shù)拇a型 發(fā)送濾波器進行信號波形轉換 接收濾波器完成抑制帶外噪聲、均衡信號波形等功能，使其輸出波形更有利于抽樣判決 同步系統(tǒng)作用是通過特定方法提取同步信息，并產(chǎn)生同步控制信號 抽樣判決器是在位同步脈沖的控制下對信號波形抽樣，并按照特定碼型的判決規(guī)則恢復原始數(shù)據(jù)信號4碼間干擾由于系統(tǒng)的傳輸特性不理想，致使碼元波形畸變，引起前后碼元相互干擾的現(xiàn)象。5無碼間干擾傳輸?shù)念l域條件基帶傳輸系統(tǒng)的簡化模型：只需要對H()作合理設計，在抽樣判決器前就可以得到理想的波形。當h(t)滿足下式時就可以消除碼間干擾。進而得到

19、無碼間干擾傳輸?shù)念l域條件：基帶傳輸系統(tǒng)的等效傳輸特性滿足理想傳輸特性。此時系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間干擾的時域條件，可實現(xiàn)無碼間干擾的傳輸。6理想低通傳輸特性當系統(tǒng)的傳輸特性在奈氏帶寬內(nèi)就是理想低通特性。此時系統(tǒng)的單位沖激響應為：7奈奎斯特第一準則當系統(tǒng)的傳輸特性在奈氏帶寬內(nèi)是理想低通特性時，若發(fā)送端以其截至頻率兩倍的速率傳輸信號，接收端仍以間隔Tb在碼元峰值處抽樣就可以消除碼間干擾，此時可以得到最大的頻帶利用率2Baud/Hz。8滾降特性 圖中N=/Tb，是奈氏帶寬 只要H1()正負頻域部分分別關于(N, 0)和(-N, 0)對稱就可以產(chǎn)生滾降 =r /N為滾降系數(shù)，01，=0時，就是理想低通

20、特性這樣產(chǎn)生的傳輸特性對應的在奈氏帶寬內(nèi)的等效特性能滿足無碼間干擾的要求。 升余弦特性單位沖激響應為：頻帶利用率：帶寬：；頻帶利用率：9眼圖是一種常用估計碼間干擾大小的實驗方法。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)收端接收濾波器之后跨接一個示波器，然后調(diào)節(jié)示波器的水平掃描周期，當其為碼元周期的整數(shù)倍時，示波器上就會出現(xiàn)類似眼睛的圖形。理想眼圖的模型：10改善數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)性能的幾個措施（1）部分響應部分響應形成系統(tǒng)是一種可實現(xiàn)的傳輸系統(tǒng)，它允許存在一定的、受控的碼間干擾，而在接收端可以加以消除，這樣的系統(tǒng)既能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，又可近似地物理實現(xiàn)。這類系統(tǒng)稱為部分響應形成系統(tǒng)。部分響應波形頻帶利用率高，

21、且擺尾衰減速度快，由多個抽樣函數(shù)Sa(t)加權移相疊加得到，其一般表達式為：其中k1,k2,kN是N個抽樣函數(shù)的加權系數(shù)，一般取1、0、2，部分響應波形的譜函數(shù)為：這樣合成波的表達式在分母通分之后將出現(xiàn)（或等）項，即波動衰減是隨著（或等）而增加，從而加快了響應波形的前導和后尾的衰減。（2）時域均衡l 時域均衡的思路是消除接收的時域信號波形的取樣點處的碼間干擾，并不要求傳輸波形的所有細節(jié)都與奈氏準則所要求的理想波形完全一致。因此可以利用接收波形本身來進行補償以消除取樣點的符號間干擾，提高判決的可靠性。 時域均衡器原理單位沖激響應，當x(t)輸入時均衡器輸出y(t)為。于是，在第k個碼元的抽樣時刻

22、kTb+t0就有：，簡記為。上式說明，在第k碼元的抽樣時刻得到的樣值是由2N+1個信號樣值xk-i和增益因子Ci相乘疊加組成，除k=0以外的所有yk都為零，才會消除碼間干擾。這可以通過增益因子“迫零調(diào)整”達到。l 均衡效果度量： 初始畸變值均衡器的輸入峰值畸變成為初始畸變值。 峰值畸變 峰值畸變表示所有采樣時刻得到的碼間干擾最大可能值（峰值）與k=0時刻上的樣值之比。D越小越好。 均方畸變物理意義與上相似?，F(xiàn)已證明，按照最小峰值畸變準則和最小均方準則設計的均衡器，效果最佳。l 時域均衡器實現(xiàn)方式 預置式均衡 自適應均衡（3）數(shù)據(jù)加擾與解擾在數(shù)據(jù)傳輸過程中，對信號有兩個基本要求：第一，希望數(shù)據(jù)信

23、號0、1比特等概率出現(xiàn)，這樣既能消除信號直流分量，又能避免載在抑制載波調(diào)制系統(tǒng)中出現(xiàn)載波泄露和頻段干擾；第二，不希望信號中出現(xiàn)長連續(xù)0或長連續(xù)1的形式，不利于定時同步信號的提取。因此，數(shù)據(jù)加擾就是把數(shù)據(jù)信號隨機化。與之相對應的技術稱為數(shù)據(jù)解擾，就是在接收端通過“去隨機化”把原始數(shù)據(jù)恢復出來。 數(shù)據(jù)加擾系統(tǒng) 使用m序列實現(xiàn)加擾的系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)加擾解擾方法是基于m序列，選取合理的本原多項式，將其作為線性移位反饋寄存器的特征多項式，構造數(shù)據(jù)加擾與解擾系統(tǒng)。第四章 數(shù)據(jù)信號的頻帶傳輸1頻帶傳輸頻帶傳輸是指在發(fā)送端，經(jīng)過調(diào)制，把基帶信號變成頻帶信號傳輸，接收端再由解調(diào)器將頻帶信號恢復成基帶信號的傳輸系統(tǒng)

24、，調(diào)制解調(diào)器是頻帶傳輸系統(tǒng)的核心部分。 頻帶傳輸系統(tǒng)組成2數(shù)字調(diào)制技術有兩種方法：（1）利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制；（2）通過開關鍵控載波，通常稱為鍵控法。3二進制數(shù)字調(diào)制解調(diào)的基本鍵控方式二進制數(shù)字調(diào)制解調(diào)方式：幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）振幅鍵控頻移鍵控相移鍵控4振幅鍵控（2ASK）：是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。2ASK信號的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。2ASK信號解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡檢波法）和 相干解調(diào)（同步檢測法）5頻移鍵控：是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。2FSK信號的產(chǎn)生方法：（1）采用

25、模擬調(diào)頻電路來實現(xiàn)：（2）采用鍵控法來實現(xiàn)。2FSK信號的解調(diào)方法：非相干解調(diào)和相干解調(diào)。6相移鍵控（2PSK）：利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。二進制絕對相移方式：以載波的不同相位直接去表示相應二進制數(shù)字信號的調(diào)制方式。二進制差分相移鍵控（2DPSK）：是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。相應的2DPSK信號的波形如下：7通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指：系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。8在數(shù)字通信系統(tǒng)中可能使碼元產(chǎn)生錯誤，錯誤程度通常用誤碼率來衡量。9二進制調(diào)制系統(tǒng)的性能比較（1） 誤碼率調(diào)制方式解調(diào)方式誤碼率公式2ASK非相干檢測相干檢測2

26、FSK非相干檢測相干檢測2PSK相干檢測2DPSK差分檢測表中表示解調(diào)器輸入信噪比。在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2PSK其次，2ASK最差（2）頻帶寬度2ASK系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度（3）對信道特性變化的敏感性如果抗噪聲性能是最主要的：則考慮相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可??；如果要求較高的頻帶利用率：則應選擇相干2PSK、2DPSK及2ASK，而2FSK最不可?。蝗绻筝^高的功率利用率：則應選擇相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；若傳輸信道是隨參信道：則2FSK具有更好的適應能力；若從設備復雜程度考慮：則非相干

27、方式比相干方式更適宜。10多進制數(shù)字調(diào)制解調(diào)多進制幅移鍵控MASK，頻帶利用率多進制頻移鍵控MFSK多進制相移鍵控MPSK幅相聯(lián)合調(diào)制MQAM， MQAM頻帶利用率 11調(diào)制解調(diào)器兩線雙工技術 頻分雙工 時分雙工 回波抵消法 基本思想允許收發(fā)雙方同時把信號送到二線用戶環(huán)路上即線路上同時存在收發(fā)兩端的信號，接收端根據(jù)信道特性和發(fā)送信號特性，自動估算出接收信號中包含本端發(fā)送信號分量，并將其從接收信號中減去，即得到對端發(fā)來的信號。 回波抵消法原理示意圖12ADSL系統(tǒng)結構13ADSL的帶寬分配模式 FDM方式 回波抵消法方式14ADSL數(shù)據(jù)信號調(diào)制方式CAP調(diào)制（無載波幅度相位調(diào)制）DMT調(diào)制（離散

28、多音頻調(diào)制）第五章差錯控制與信道編碼1差錯控制通過某種方法，發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中出現(xiàn)的錯誤。2香農(nóng)信道編碼定理在具有確定信道容量的有擾信道中，若以低于信道容量的速率傳輸數(shù)據(jù)，則存在某種編碼方案，可以使傳輸?shù)恼`碼率足夠小。3基于信道編碼的差錯控制在發(fā)送端根據(jù)一定的規(guī)則，在數(shù)據(jù)序列中按照一定的規(guī)則附加一些監(jiān)督信息，接收端根據(jù)監(jiān)督信息進行檢錯或者糾錯。4差錯可以分為兩類：隨機差錯；突發(fā)差錯5錯誤圖樣，E中，“0”表示正確，“1”表示錯誤6信道編碼的基本思想將信息序列按照k位碼元的長度分成若干個信息碼組M，再將信息碼組輸入到信道編碼器，信道編碼器按照一定的算法，產(chǎn)生一個新的n位碼字A輸出，nk；收端根據(jù)A

29、中的相關性判斷接收是否正確，并將其恢復成M。編碼效率為k/n，即所謂編碼效率是指信道編碼后碼字中信息碼元的數(shù)目與碼字總碼元數(shù)目之比。7信道編碼的冗余信息碼組M由k個二進制碼元（即比特）組成，所以就有2k個M；A長度為n，n位長度的碼字共有2n個，信道編碼實質(zhì)是通過一定的規(guī)則，從2n個長度為n的碼字中選擇了其中的2k個，每個被選中的碼字稱為許用碼字；未被選中的2n-2k個n長的碼字稱為禁用碼字，反映冗余大小。8信道編碼的分類 線性碼和非線性碼 分組碼和卷積碼 系統(tǒng)碼和非系統(tǒng)碼9幾個概念 碼長 碼字的碼元數(shù)目，例如(n，k)分組碼的碼長為n 碼重 指碼字中“1”的數(shù)目，記作W(A)。例如W(110

30、110)=4 碼距（漢明距） 兩個等長碼對應位不同的數(shù)目，記作d(A，B) 碼距與碼重的關系 d(A，B)=W (A+B) 最小碼距（最小漢明距）(n，k)分組碼總共有2k個碼字，記作Ai（i=0,1,2k-1）,則這些碼字兩兩之間都有一個碼距，定義該(n，k)分組碼的最小碼距為：一個(n，k)分組碼的糾檢錯能力由其最小碼距決定：當最小碼距d0e+1時，能夠發(fā)現(xiàn)e個錯誤碼元當最小碼距d02t+1時，能夠糾正t個錯誤碼元當最小碼距d0t +e +1時，能夠糾正t個錯誤碼元，同時發(fā)現(xiàn)e個錯誤碼元(et) 10基于信道編碼的差錯控制方式 反饋糾錯（ARQ）方式采用檢錯碼，接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后，給發(fā)送端一

31、個反饋信號，要求重新發(fā)送，直到正確為止。 前向糾錯（FEC）方式采用糾錯碼,收端發(fā)現(xiàn)錯誤后自動糾正。 混合糾錯（HEC）方式采用糾檢錯碼，是ARQ和FEC方式的折衷方案11常用的簡單信道編碼 奇偶監(jiān)督碼碼重為奇數(shù)或偶數(shù)的(n , n-1)系統(tǒng)分組碼 行列監(jiān)督碼對水平方向(共L行)和垂直方向(共M列) ,同時進行奇偶監(jiān)督的碼，記作（LM+L+M+1 , LM）。 恒比碼該碼的特點是碼字中1，0數(shù)目恒定，亦即1，0數(shù)目之比恒定。 重復碼重復碼只有一位信息碼元，監(jiān)督碼元是信息碼元的重復，所以僅有兩個碼字。例如(3，1)重復碼兩個碼字為000和111，其最小碼距為3。 正反碼（要求會編碼、譯碼、檢驗）

32、信息碼組中1的數(shù)目為奇數(shù)時，監(jiān)督碼是信息碼的重復即正碼；信息碼組中1的數(shù)目為偶數(shù)時，監(jiān)督碼是信息碼的反碼。12線性分組碼（1）定義對于一個(n，k)線性分組碼，其編碼過程是從GF(2)上的n維矢量空間Vn中，尋找其中遵循某種編碼規(guī)則的一個子空間，而這個子空間中的所有碼字正好構成了一個加法交換群，所以線性分組碼又稱為群碼。（2）線性分組碼性質(zhì) 封閉性 具有零元 具有負元 滿足結合率和交換率（3）線性分組碼編碼原理（n，k）線性分組碼，其碼字通常記作：A=an-1an-2 a0 1n信息碼組M記作：M=mk-1mk-2 m1m0 1k生成矩陣G記作編碼過程（4）生成矩陣和監(jiān)督距陣的關系 生成矩陣典

33、型陣一般形式 監(jiān)督矩陣 生成矩陣和監(jiān)督距陣的關系或（5）(n，k)碼的一般編碼過程 根據(jù)需要選定一監(jiān)督關系確定H陣； 求由H距陣和陣的關系確定G陣； 由A=MG生成所有碼字。（6）伴隨式與檢錯原理 伴隨式伴隨式S和錯誤圖樣E的關系二者并不是一一對應的關系，因為錯誤圖樣有2n種表現(xiàn)形式，而伴隨式僅有2r種表現(xiàn)形式，（注意r=n-kn），且其中=0說明傳輸無錯，這在該(n，k)分組碼用于檢錯時已足夠。但發(fā)生了錯誤卻不能檢出是完全有可能的。13漢明碼 漢明碼定義根據(jù)伴隨式和錯誤圖樣的關系，單個錯誤時的伴隨式恰好與H的一個列矢量對應，只要H的各個列矢量不為0矢量，且各不相同，則可以糾正單個錯誤。14實例分析(7，4)漢明碼首先其監(jiān)督矩陣，此時監(jiān)督矩陣為H37， 3位二進制碼元的組合有8種： 000、001、010、011、100、101、110、111 其中不全為零的7個正好可用作監(jiān)督矩陣的列,可得到監(jiān)督矩陣：將其轉化成典型陣的形式，并由其可以得到生成矩陣G