数字通信原理李白萍课后答案第六章（数字通信的基本理论）

数字通信的基本理论

数字信号的基本特性

数字信号是用二进制数表示的离散信号，具有以下的特性： 1. 无限离散性：数字信号是由一系列的离散采样点组成的，可以看作是一条由点组成的折线，因此具有无限离散性； 2. 有限带宽性：数字信号的频谱范围有限，是由采样频率决定的，因此具有有限带宽性； 3. 可以被编码和压缩：数字信号可以被有效地编码和压缩，以便于存储和传输； 4. 具有容错性：数字信号可以通过差错控制和纠错编码来降低误码率，从而具有容错性。 因此，数字信号在通信系统中得到了广泛的应用，特别是在现代通信领域。

数字通信系统的组成部分

数字通信系统包括以下的组成部分： 1. 发送端：将模拟信号转换成数字信号，并进行编码、压缩、调制等处理后，将数字信号发送到信道中； 2. 信道：数字信号在传输过程中受到了噪声和干扰的影响，从而产生了误码。信道可以是有线的或无线的，例如，光纤、同轴电缆、电视、卫星等； 3. 接收端：接收到由发送端发送的数字信号后，进行解调、解码、恢复等处理，最终得到原始的模拟信号； 4. 控制系统：负责控制数字通信系统的运行和管理，包括资源调度、差错控制、安全保障等功能。 数字通信系统的设计旨在保证传输速率的高、误码率的低、抗干扰性强、容错性好等特点。

数字调制的基本原理

数字调制是将数字信号转换成模拟信号的过程，是数字通信系统中的重要环节。常用的数字调制方法有以下几种： 1. 二进制振幅移移调制(BPSK)：根据数字信号的“0”和“1”决定调制信号的幅值正负，符号数为2，可以提高频谱利用率，但抗噪声能力较差。 2. 四位移移调制(QPSK)：将数字信号分成两个比特一组，每组对应4种调制状态，可以扩大调制状态的数量，提高频谱利用率，但调制复杂度和抗噪声能力较低。 3. 8PSK调制：将数位信号分为3个比特一组，每组对应8种调制状态，可以进一步提高频谱利用率，但调制复杂度和抗噪声能力较低。 4. 正交振幅调制(QAM)：将数字信号分为m和n两个等级，每个等级对应的信号波形正交，实现了一次多传，是一种高效的频谱利用技术，但需要使用高复杂度的调制算法。 因此，数字通信系统的数字调制技术需要平衡调制复杂度、频谱利用效率和抗噪声能力，从而实现高速、可靠和高带宽的数字通信。