基于LMS算法对数字通信接收器中载波恢复系统的研究

数字通信系统的模型

数字通信系统的模型 ? 数字通信系统的分类 ?数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。 1. 数字频带传输通信系统 数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。例如前边提到的第二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。 另外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。这是通过所谓的差错控制编码来实现的。于是，就需要在发送端增加一个编码器，而在接收端相应需要一个解码器。第二，当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。第三，由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有一个与发端相同的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。另外，为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中，称节拍一致为“位同步” 或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。 综上所述，点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。

需要说明的是，图中调制器 / 解调器、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节，在具体通信系统中是否全部采用，这要取决于具体设计条件和要求。但在一个系统中，如果发端有调制 / 加密 / 编码，则收端必须有解调 / 解密 / 译码。通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。 2. 数字基带传输通信系统 与频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 1-4 所示。 图中基带信号形成器可能包括编码器、加密器以及波形变换等，接收滤波器亦可能包括译码器、解密器等。 3. 模拟信号数字化传输通信系统 上面论述的数字通信系统中，信源输出的信号均为数字基带信号，实际上，在日常生活中大部分信号（如语音信号）为连续变化的模拟信号。那么要实现模拟信号在数字系统中的传输，则必须在发端将模拟信号数字化，即进行 A/D 转换；在接收端需进行相反的转换，即 D/A 转换。实现模拟信号数字化传输的系统如图 1-5 所示。

数字通信系统总结性复习

数字通信系统总结性复习 通信系统分为基带和频带传输两类。 数字基带通信系统模型 高速数字通信系统模型 一、A/D转换： 作用：完成模拟信号到数字信号的转换； 过程：采样、量化、编码 方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制ADPCM 1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内 码，具体例子见习题答案。 2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位 编码。 a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt； b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps； 3、PCM与△M的比较： a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量 比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道， 而PCM要求10-4～10-6 b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简 单。 4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码， 其编码可采用N位二进制码。 5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化 二、信源编码：

作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性； 信源分类：语音信号和图像信号 语音压缩编码： 1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码 2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音 编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他 图像编码： 1、图像可压缩的原因:(1) 图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信 息的感受度低. 2、基本的图像压缩编码方法： i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准 ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码标准 iii.MPEG-2：一般视频编码标准 iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准 v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准 vi.H.263：极低码速率的编码标准 3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象 三、码型编码： 目的：选择适合于信道传输特性的码型。 基本的常用码型及特点： NRZ码：无定时 归零码：可提供定时信息 双极性码：减少直流分量，判决电平为“0” HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中 编码步骤： 1）1→+B、-B 2) 经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V， V与前面的B极性一致 差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1” 四、信道编码： 作用：纠检错，提高可靠性 基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制） 常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。 CRC循环冗余编码步骤： 1）生成码：由生成多项式得生成码 2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k） 3）循环码：信息码+监督码 五、其他 眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。 加密： 1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时 2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。

数字通信系统结构

潜艇声纳的原理？ 声纳是利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。声学(声纳)是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声纳可按工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声纳。例如按工作方式可分为主动声纳和被动声纳；按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳、便携式声纳和海岸声纳，等等。声纳装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声纳基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声纳导流罩等。主动声纳技术是指声纳主动发射声波"照射"目标，而后接收水中目标反射的回波以

测定目标的参数。大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。被动声纳技术是指声纳被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位。影响声纳工作性能的因素除声纳本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。例如，声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变，以及出现声阴区，严重影响声纳的作用距离和测量精度。现代声纳根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条件的不利影响，提高声纳探测距离。又如，运载平台的自噪声主要与航速有关，航速越大自噪声越大，声纳作用距离就越近，反之则越远；目标反射本领越大，被对方主动声纳发现的距离就越远；目标辐射噪声强度越大，被对方被动声纳发现的距离就越远。

数字通信技术与应用1

一、判断题（共10道小题，共50.0分） 1.数字通信系统只需做到位同步和帧同步，便可保证通信的正常进行。 A.正确 B.错误 https://www.wendangku.net/doc/ec10378548.html,ITT的G.732建议规定后方保护计数n=2。 A.正确 B.错误 3.收端定时系统产生位脉冲、路脉冲等的方法与发端一样。 A.正确 B.错误

4.PCM30/32路系统信令码的编码没有任何限制。 A.正确 B.错误 5.A律13折线编码器和解码器均要进行7/11变换。 A.正确 B.错误 6.某一位码的判定值与所有其它码元均有关。 A.正确 B.错误 7.A律13折线解码器中串／并变换记忆电路的。

B.错误 8.模拟压扩法是实际常采用的非均匀量化实现方法。 A.正确 B.错误 9.N不变时，非均匀量化与均匀量化相比，大、小信号的量化误差均减小。 A.正确 B.错误 10.时分多路复用的方法不能用于模拟通信。 A.正确

二、单项选择题（共10道小题，共50.0分） 1.PCM30/32路系统收端时钟产生的方法是（）。 A.用石英晶体震荡器产生 B.定时钟提取 C.外同步定时法 D.用原子钟产生 2.PCM30/32路系统第23路信令码的传输位置（即在帧结构中的位置）为（）。 A.F７帧TS16的前４位码 B.F７帧TS16的后４位码 C.F8 帧TS16 的前４位码 D.F8 帧TS16 的后４位码

3.PCM30/32路系统传输复帧同步码的位置为（）。 A.Fo帧TS16前4位码 B.Fo帧TS16后4位码 C.F1帧TS16前4位码 D.F1帧TS16后4位码 4.PCM30/32路系统帧同步码的码型为（）。 A.0011011 B.0110110 C.0000 D.1101110 5.非均匀量化的特点是（）。 A.大、小信号的量化误差相同 B.量化误差>/2

数字通信系统的应用与发展趋势

数字通信系统的应用与发展趋势 发表时间：2018-12-25T10:45:27.833Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：姜鹏张钊诚柴炯炯[导读] 摘要：数字通信是通信行业发展的必然趋势，也是万千用户的愿望所归。 河南理工大学河南焦作 454000 摘要：数字通信是通信行业发展的必然趋势，也是万千用户的愿望所归。数字通信可以大大改善通信质量、提高通信传播速率、丰富通信内容。数字通信也促进了经济的发展进步，本文介绍了数字通信系统的优点和数字通信系统的应用。并简述数字通信技术的发展趋势。希望能以此提高现代通信的稳定性与高效性，进而促进社会向着更好的方向发展。 关键词：数字通信；应用；发展趋势 1 引言 数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式[1]。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号[2]。无论在时间上还是幅度上，它都属于离散的负载数据信息的信号。数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质[3]。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种[4]。 2 数字通信系统的优点 （1）数字信号具有极强的抗干涉能力。由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，而且噪声会跟随信号的传输而进行放大，这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号，虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰，但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰[5]。 （2）数字信号更适合进行高质量的远距离通信。在数字通信系统当中利用再生中继方式，能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响，所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信，通信质量也依然能够得到有效保证。 （3）数字信号具有更强的保密性。与现代技术相结合的形式非常简便，目前的终端接口都采用数字信号。 （4）数字信号应用范围广。数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求，例如电话、电报、图像以及数据传输等等，它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现信息传输的保密处理，便于实现计算机通信网的管理等优点。 3 数字通信系统的应用 编码、调制、解调、解码以及过滤等都是数字通信系统的关键性技术，其中数字信号的调制以及解调更是被广泛各个行业广泛应用。当前，调幅、调相以及调频是最为常见的三种调制方式，数字调制可将信号源转换成符合信道传输数据的格式，通俗说来即是在保证信号传播安全、信息完整的前提下，通过数字调制，将基带信号转变为带通信号[6]。 通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信，从公用移动网络到专用网络，从而实现全球化的数字通信理念[7]。并且，通过现有的综合业务数字网络为基础，通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围，而且还具有更加经济以及灵活的特点，能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善，利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变，还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备，为了提高长距离传输的经济性，未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势，而且随着数字集成电路技术的发展，数字通信系统的设备制造也越来越容易，成本更低、可靠性也更高。 此外，数字通信息系统还可为全球数字化的实现贡献一份力量。用户可通过网络接口，在一地方、任一时间与现有的综合业务数字网络连接，从中获取互联网、多媒体、通话等服务。我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输。 4 数字通信技术的发展趋势 数字通信逐渐占主宰地位，接替原来的模拟通信。程控更换已占优势，取代原来的机电交换，计算机软件技术的重要性十分突出。信息时代的主要标志是电子计算机，而程控交换机又是通信与计算机的结合，这就促使通信的现代化不断前进。 终端技术将朝着数字化、智能化，高效率和多媒体方向发展。通信技术现代化首先要求信息业务的信号要数字化，随着光纤通信技术和交换技术的发展，新型的通信系统倾向于数字化。微电子技术和微处理技术应用于通信设备，必将使终端设备智能化和小型化。传输技术特朝着高速率、大容量远距离和用户线数字化方向发展。 5 总结 综上所述，数字通信网技术在现代社会发展中占有举足轻重的地位，直接影响着国民经济发展与人们的生活质量。目前，我国数字压缩技术已经日臻成熟，通信网中的数据业务也越来越完善，为数字通信网技术的快速发展奠定了坚实基础，有利于提高智能化水平，为人们带来更加优质的通信体验。在光纤传输媒介还没有完全普及以前，数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输，但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统的发展，它将真正便利我们的生活，促进经济的发展和社会的进步。 参考文献： [1]王小文，阎兵早.无线移动激光数字通信系统的设计[J].激光杂志，2017，38（08）：168-171. [2]蔡巧恋.常用数字通信信号的参数估计研究[D].电子科技大学，2013. [3]魏海红.基于数字通信系统特点及应用方法的探究[J].电子世界，2013（07）：10-11. [4]马俊杰.浅谈数字通信的优点以及应用[J].价值工程，2012，31（09）：145. [5]王方淳.数字通信信号模拟器的设计与实现技术[D].西安电子科技大学，2011. [6]张永芹.数字通信系统基带接收机的设计与实现[D].南京理工大学，2010.

数字通信系统仿真设计

西南石油大学 “通信工程2012级专业综合实践” 报告 报告题目：数字通信系统仿真和实现 学院：电气信息学院 作者： 联系方式： 辅导老师：苏赋 完成日期 2016年 1月 12日

一、设计任务 （1）通过使用MATLAB中的SIMULINK仿真平台，搭建了仿真模型，来对比分析通信系统的性能， 设计要求： 选择2种以上合适的调制方式；选用2种以上噪声信道； 选择2种以上的信源编码方式；选用2种以上的信道编码方式。 性能分析要求： 比较不同信源、信道编码方式对系统的影响； 比较噪声信道变化时对系统的影响；比较不同的信道带宽对系统的影响； 比较不同调制方法对系统的影响。 性能指标包括：误码率、传输速率、流量。 （2）通过编写MATLAB程序，实现仿真中的具体调制方式、信源编码和信道编码。 二、设计原理 图1 数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图1所示。它的主要组成结构为信源编/译码器、加密/解密模块、信道编/译码器，数字调制/解调器和信道。 由信源编码器输出的二进制数字序列成为信息序列，信源编码的主要目的其一是减少码元数目，降低码元速率，提高通信的有效性，其二可以使模拟信号数字化进行传输。之后它传送到加密模块，信息序列通过加密模块主要是为了保证通信的安全。加密后的序列送入信道编码器。信道编码器的目的是在二进制信息序列中以受控的方式引入一些冗余，以便于在接收机中用来克服信号在信道中传输时所遭受的噪声和干扰的影响。因此，所增加的冗余是用来提高接收数据的可靠性以及改善接受信号的逼真度的。 三、设计软件 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直

数字通信系统

所有的通信系统都包括一个发射器(TX)、一个接收器(RX)和传输介质(图1)。TX和RX使兼容于传输介质的信息信号得以传输，其中可能涉及到调制。一些系统采用某种形式的编码来提高可靠性。将本文中讨论的信息视为不归零(NRZ)二进制数据。而传输介质可能是诸如非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆那样的铜电缆，光缆，或者是用于无线通信的无障空间。在所有情况下，信号都将被介质极大地削弱并叠加上噪声。噪声(而非衰减)通常决定着一种通讯介质是否可靠。 图1：编码在一个通信系统的简化模式中是可选的，但一些系统要求调制。噪声在很大程度上决定了传输范围和可靠性。 通信可分为两大类：基带或宽带。所谓基带传输是数据直接通过介质本身传输，如通过RS-485或I2C链路传送串行数字数据。最初的10Mbps以太网就是基带通信。宽带传输意味着采用调制(在某些情况下是复用)技术。有线电视和DSL也许是最好的宽带通信例子，蜂窝数据也属于宽带。 通信还有同步或异步两种模式。同步数据(如SONET光纤通信中的数据)被计时，而异步方式使用启动和停止位，RS-232及其它一些技术中采用的就是异步方式。 此外，通信链路还分为单工、半双工或全双工。单工链路指的是单向通信，广播就是个简单例子。双工是指双向通信。半双工是将同一条信道交替作为发送和接收信道。全双工意味着同时(或至少是并发)发送和接收，例如电话。 拓扑同样是通信的基础。点对点、一点对多点以及多点对一点都是常用拓扑。组网技术则包括总线、环状和网状网等几种方式。不一定要求它们适用于所有传输介质。 数据速率与带宽 数字通信串行发送各数据位，即一位接着一位。但是，你经常会见到使用多条串行路径的情况，例如四对UTP CAT 5e/6电缆或并行光缆。多输入多输出(MIMO)无线技术也采用两或多个并行位流。在任何情况下，基本数据传输速率(图2)或容量C 是位时间(t)的倒数： C = 1/t C为信道容量或数据速率(以每秒内可传输的位数表示)，t为一个位间隔时间。代表速率的字符R也常被用来指代数据速率。一个位间隔时间为100ns的信号其数据速率是： C = 1/100 ×10-9= 10Mbit/s 需多少带宽(B)才能传输一个数据速率为C的二进制信号是个大问题。事实证明，决定带宽的是位脉冲的上升时间(tR)： B = 0.35/tR B是以MHz表示的3dB带宽，tR以微秒(μs)为单位。该公式将傅立叶理论的效应考虑在内。例如，10ns(或0.01μs)的上升时间需要的带宽为： B = 0.35/0.01 = 35MHz 采用香农-哈特利(Shannon-Hartley)定理可进行更精确的测量。Hartley指出，一个无噪声信道内给定数据速率所需的最窄带宽就是该数据速率的一半。