1、Part I Basic Communication ConceptUnit1 Brief Introduction of Modern Communication现代通信技术- 使用光波和电磁波技术从一地到另一地传输信息。随着通信技术、计算机技术和控制技术的融合和发展被不断的改善现代通信系统的分类单工 信号单方向传送半双工 信号可两方向传送，但不能同时进行双工 信号可随时两方向传送现代通信系统的分类串行通信数据一位一位的传送并行通信多个数据位构成一个符号并同时传输现代通信系统的分类同步通信信息以数据块为单位进行传送，数据块分别加上了前同步码和后同步码异步通信每个符号以不同的速率独立发送，每次
2、只传送一个符号现代通信系统的分类根据信源和信宿之间不同的线路连接和信号交互方式点-点两个终端之间通过专用线路实现连接点-多点终端之间通过转接设备实现连接多点-多点终端之间通过交换设备实现连接Unit2 Linear Modulation Techniques2.1.1 数字通信与模拟通信模拟信号在时间和幅度上都连续传输和处理模拟信号的系统信道带宽利用率相对高抗干扰能力差强人意数字通信系统数字信号在时间上是离散的，幅度取值上是有限的传输和处理数字信号的系统抗干扰能力强原始信号中混入的噪声容易清除应用在大多数通信系统中模拟信号要在数字通信系统中处理和传输需要首先被转换成数字信号。模/数转换抽样量化
3、编码将模拟信号转换成时间上离散的、幅度取值有限的信号将量化后的信号用二进制代码表示将抽样的信号转换成完全离散的信号，用最接近的数字将信号量化数字通信系统的基本组成在二进制信息序列转换成可以在信道中传输的信号波形信源输出的既可以是模拟信号又可是数字信号在二进制信息序列中增加一些冗余，用在接收端克服在信道中遇到的噪声和干扰的影响信源 信源编码 信道编码 数字调制 信道噪声 输出转换信源解码信道解码数字解调2.1.3 数字调制技术分类线性调制在线性调制技术中，传输信号的幅度随调制信号的幅度发生变化。非线性调制由于线性调制技术的频带利用率高，能满足在有限的频带内容纳越来越多用户的需求，它在无线通信中被
4、广泛应用。线性调制技术双边带调幅（幅度调制）使具有较高频率的载波信号幅度随着调制信号幅度的变化而变化。单边带调制只传输载波一个边带（上边带或下边带）的调制方式由于 AM 信号的 2 个边带携带着相同的信号，所以可以去掉其中一边而不丢失信息。2.1.5 Nonlinear Modulation角调制：载波信号的相角随着基带调制信号的幅度变化而变化；载波幅度保持不变。可分为频率调制和相位调制。比较频率调制和幅度调制：突发噪声对调频系统性能的影响小于调幅系统。调频信号不易受大气噪声脉冲噪声的影响。调频系统需要传输介质的带宽更宽。调频系统的发射和接收设备比调幅系统复杂。Unit 4 Coding Te
5、chniques4.1.1 信源编码- 信源编码是指将信源输出转化成二进制数字序列的过程。 香农- 范诺信源编码算法 霍夫曼信源编码算法设一个离散独立信源输出 8 个独立的符 A、H，各个符号输出的概率空间如下：X： A B C D E F G HP(x):0.01 0.27 0.09 0.14 0.05 0.12 0.03 0.29求该离散独立信源中每个符号的 Huffman 编码分别是多少？霍夫曼信源编码算法将信源各个符号按照其出现的概率大小以降序排列。将两个最小概率对应的符号结合起来，给其中大的一个消息分配 1（称为一个结点） ，另一个分配 0，并求出概率和，然后将这两个符号视为一个符号
6、。将剩下的符号按照其出现的概率大小以降序排列。反复重复 ，直到所有的符号都被处理过。在图中从左结点开始出发直到最右端结点，由低到高记录下所有的二进制数据，该二进制序列即某个符号的二进制编码。4.1.2 信道容量和信道编码- 当信息传输率 RC，没有任何编码方式能实现信息无误码传输。信息传输中的编码调制方式- 代数编码法：主要考虑特定类型码的代码设计和编码技术。循环码卷积码信息传输中的编码调制方式- 统计编码法：主要一般类型编码信号的统计性能分析。Unit 5 Multiple Access5.1.1 概述-多用户通信系统：多个用户共享可用带宽以提高频谱利用率。-多址接入：在多用户通信系统中，在
7、发送端将多个终端的信号复用成较大的合路数据流，在接收端将数据流分离的技术。多址接入-如何识别用户？采用信号分割理论。-是现代和将来电缆通信和无线通信网络的基础。* 卫星网络* 蜂窝移动通信* 水下声讯网络- 频分多址接入时分多址接入码分多址接入5.1.2 频分多址接入-通信信道带宽被划分为多个（如 N 个）频率互不重叠的子信道，并将这些信道分配给用户。-应用在如：模拟载波通信微波通信卫星通信5.1.3 时分多址接入-把信号的帧持续时间 Tf 划分为 N 个互不重叠的子间隔（时隙） （每个间隔持续时间为Tf/N）-帧中某个特定时隙被分配给一个用户专用，接收端根据时间顺序区分用户的信号。-广泛用于
8、数字通信系统的数字语音和数据传输5.1.4 码分多址接入FDMA 和 TDMA 存在的主要问题：由于当传输包含大量空白信息（低任务周期） ，大量可用频率隙和时隙并未携带信息，因此FDMA 和 TDMA 效率不高。-每个用户被分配一个唯一的码序列，让所有用户同时在同一个频带上传输。-接收端利用收到信号的正交性分离来自不同用户的信号。-也叫做扩频多址。5.1.5 扩频调制扩频信号使用于：-消除信道中其它用户信号造成的干扰以及由于多径传播造成的干扰的影响。-通过以低功率传送来隐藏扩频信号，来防止被窃听。-增强信息传输的保密性。扩频数字通信系统的组成部分信 源 信道编码器 数字调制器信源编码器伪随机模式 噪声 信 道发生器输出转换器 信源解码器信道解码器 数字解调器5.1.5 扩频调制-信道编/解码器、调制/解调器等设备是数字通信系统的基本组成部分。-在扩频数字通信系统中增加了 2 个伪随机模式发生器，分别与发送端调制器和接收端解调器相连。-发生器产生伪随机序列（或伪噪声序列） ，用于发送端扩频调制和接收端的扩频解调。扩频调制的主要类型-直接序列扩频产生可隐藏于背景噪声中的低功率传送的通信信号在同一条信道上容纳多个并发信号的传输-跳频扩频用于多用户共享带宽的 CDMA 通信-混合型扩频-跳时扩频-Chirp 调制
