合肥学院 《数据通信原理》课程总结

姓 名：王 雷

导 师：陈 艳 平

专 业：网络工程

班 级：网工（2）班

学 号：11040320xx

20xx年x月x日

《数据通信原理》课程论文

一、数据通信原理概述

“通信原理”是一门主要研究如何传输信息的学科。而信息传输的最基本的问题：简单基本的信道特征、信号在信道上的传输方法。在这门课程中，主要使用的研究方法数学模型，特别是概率模型。

在这门课程中，主要讲解了通信基本概念，确定信号和随机信号分析，模拟调制系统，数字基带传输系统，正弦载波数字调制系统，数字信号的最佳接收，模拟信号的数字传输等内容。

那么，什么是通信呢？通俗点讲，就是传递消息。而通信的目的则是传递消息中所包含的信息。消息是物质或精神状态的一种反映，如有待于传输的文字、符号、数据或者语音、活动图片等。消息是信息的载体。信息是消息中包含的有效（有意义）内容。

实现通信的方式和手段主要有两种：非电的，如旌旗、消息树、烽火台等；电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。在自然科学领域涉及“通信”这一术语时，一般均是指“电通信”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。

信号是消息的承载者，信号常常由消息变换而来，是与消息对应的某种物理量，通常是时间的函数，例如随着时间变化的电压 (电流)。通信系统中传送的是信号。信号主要分为模拟信号和数字信号。模拟信号代表消息的信号参量取值连续，数字信号代表消息的信号参量取值为有限个。通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。在学习这门课程的过程中，也是主要分成这两个体系进行分别研究。

在当今社会，数字化似乎已经成为信息的代名词。

数字通信的主要优点：(1)抗干扰、抗噪声性能好，且噪声不积累；(2) 差错可控；(3)易于与现代技术相结合；(4)易加密，保密性好。当然，它也有一些缺点：(1)频带利用率不高； (2)需要严格的同步系统。

二、现代通信支柱----光纤

互联网与通信时代的迅猛发展，大量信息的传输正在逐渐耗尽现有的带宽。光纤通信系统因其信道容量大、传输速率高、传输距离不受限而倍受青睐。当下最具有吸引力的是光纤通信技术。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱,计算机负责把信息数字化,输入网络中去。光纤则是负担着信息传输的任务。光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的快速发展历史只有二十多年，进入21 世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来

三、对本课程的建议

《数据通信原理》课程已经结束了，在学习期间我们学习到了很多了的知识和一些新的学习方法。下面是我对老师您和该课程的建议。

1、让我们轻松接受知识。虽然大学是学生自学为主，老师为辅，不过还是希望老师能够在上课多多和我们交流，虽不能说是谈笑风生，但是还是希望老师能够多笑点，这样课堂气氛才更加活跃，我们才能更好的学习。

2、师生互动，一同学习，一起进步。老师在授课的过程中，多和我们交流，了解我们的学习情况，根据我们的学习进展并结合自己设计的进度，协调性的授课。

3、主次分明，重点多讲，难点简化。对于重点的知识点，要进行重点的讲，同时在授课的过程中，不断的与同学进行交流，重点可以多讲几遍的。对于难点，适当的进行简化，使之成为简化的、易懂的知识。

结束语：《数据通信原理》课程已经结束，相信在以后的学习、生活和工作中，我都能不断的利用该课程中学习到的知识不断的解决实际问题。同时在其他的课程中，也能够利用该课程中的学习方法，更好的学习其他课程。

 

第二篇：通信原理总结

上面是我画的认为比较完整的通信系统的简单流程图，对此我做一翻解释。

首先日常生活中的信号总是模拟的，我们把这些信号通过滤波等处理，得到带限的信号，这里以基带信号singnal为例子,signal 经过采样保持电路，我们就得到PAM信号，如图，这样的信号就是离散信号了。

离散信号经过量化归属到个档次的幅度中比如我们有2V,4V,6,V,8V四个档次的归类，并且规定1V~3V之间的PAM离散信号就归类到2V的档次中去,一次类推，通

之后将量化了的信号进行编码，编码是一种认为规定的过程比过比较给每个PAM信号进行归类，这就是量化。如我们规定2V用00表示，4V用01表示，6V用10表示，而8V用11来表示,这样就把阶梯信号和二进制信号有了一种对应关系，顺着这种对应关系，我们可以得到刚才量化了的信号的二进制代码，这就是PCM编码得到了可以在存储器中存储的数字信号。

以上从模拟到数字信号的一种转变就是我们常说的A/D转换。至于我们平时要求的转换比特率的求法可以从它的转换过程得出计算方法。一个PAM信号对应一个档次，而一个档次对应几个比特的数字是在编码中体现的，例子中就是一个档次对应两个比特，假设这种对应关系是1对N个比特，对模拟信号的采样率是F,也就是1秒钟有F个PAM信号，这F个PAM信号就要被转换成F*N个比特，所以比特率就是F*N了。

对于完成转换的数字信号，我们如何处理呢？有的是被放进存储器中存储了，有的是到CPU中进行计算，加密等处理了。

通常为了达到通信目的，我们就要将数字信号传递并且转换成模拟信号，毕竟在生活中模拟信号才是我们可以识别的。

所以我们从存储器中读取数字信号，这些信号是基带信号，不容易传输，经过数字调制系统就可以转换成高频信号而被发送设备以各种形式比如微波，光信号传播出去。发送这些高频信号的速度关系到发送的比特率注意与前面的转换的比特率有不同。假如整个发送端可以发送四中波形A,B,C,D，它们可以分别表示发送了00，01，10，11信号，那么我们就说发送一个符号（即波形）就是发

送了两个比特了。由此得到符号率与比特率的关系B=N*D.D是符号率baud/s, B是比特率bit/s, N表示一个符号与N个比特对应。

接收设备将这些信号转换成电信号，通过解调器，就可以还原基带信号，同样可以将它们放进存储器存储，这可以理解成网络视频在我们的电脑上的缓存。缓存中的信号通过解码器，也就是与编码器功能相反的器件将数字序列转换成各种量化的台阶（档次）信号。

最后将台阶信号进行填充恢复，我们就又可以原来的输入的模拟波形了，由此我们完成一次通信。

如果模拟信号不需要数字化，那么我们可以进行模拟调制，同样可以发送出去，这个过程要简单很多。

当然，这里所讲的只是我们学习中所涉及的一些概念，完整的通信系统还有更多要考虑的，这只是我觉得通信过程的关键的骨架问题。

还有几个概念是对它们的理解和总结，希望可以和大家分享。

1. 二进制比特率与信息量中的比特率。

因为我们假定二进制信号是等概率发生的，也就是P=0.5，而信息量的定义是这样的I=-log2(p)bit,通过此式，我们可以计算发送的一个二进制符号的信

息量I=-log2(0.5)bit=1 bit,所以我们通常说一个0或者1就是一个比特了。

2. 方波的带宽问题。

由上图我们可以注意到，一个持续时间为T的方波，它的频谱是一个SINC函数，零点带宽是1/T，即时间的倒数。当然，方波的带宽是无限大的，因此这样的波形在现实中是很难实现的，我们只能给方波提供一定的带宽，就是说得到的肯定只能是经过了过滤的波形。

在这里我们可以联系到吉布斯现象。我们可以这样理解：频率越大，就说明变化越快，而方波的转折点处就是一个极快的变化也就是有频带的高频部分构成，而经过带限的滤波之后，高频被滤去，得到的波形在转折点处就变化慢下来，于是在需要变化快的地方（如方波的转折点）变化慢，由此产生吉布斯现象。

3. 升余弦滚降滤波器。

我们知道升余弦滚降滤波器是防止码间串扰而设计的。码间串扰是指各个时间点上发送的符号并非准确的方波，而是在规定的时间内仍有余波，于是对下一个时刻发送的符号产生影响，最后可能因为影响的叠加效果而使后果严重，得到相反的采样结果。注意我们这里讲的码间串扰都是发生在基带频率上的。因此升余弦滚降滤波器也是在基带上的应用。

下图是升余弦滚降滤波器的原理图，上半部分是滤波器的频谱相应图，下半部分是滤波结果在时间域上的波形图。

我们可以这样思考，发送的基带波形是在一定的带限内的，假如说要求发送的符号率是D，那么图下半部分中可知1/2f0=1/D，所以f0=1/(2*D),或者说D=2* f0,由下半图我们可以看出我们发送的符号的频率是2* f0，这串符号在频谱上的表示（上半图）是个带宽为f0的信号，这个就是采样定理中说的当波形用SINC函数来表示时，符号率是该波形的带宽的两倍，也就是升余弦滚降滤波器在r=0的时候的特性。

当然，我们这里表示的只是发送一个符号的波形的带宽，但是我们可以这样想象，一个系统在任何时候发送符号是使用的带宽f0都是固定的，在1时间段内发送的波形的带宽在f0以内，那么我们完全有理由相信在2时间段内发送的波形的带宽必然在f0以内，所以这样可以理解多个符号组成的波形的带宽是在f0以内的。

从下半图我们可以看到，随着r的增加，符号波形在一个周期段以外的衰减就会加快，这里我们就可以看到它对码间串扰的影响会减小，这个就是升余弦滚降滤波器的作用，但是我们必须清楚的看到，符号率是不变的2* f0,而系统的绝对带宽在增加。根据升余弦滚降滤波器的定义我们得到这样一个关系D=2* f0/(1+r)。从以上的分析过程我们可以认为1/2*f0就是发送的数字信号的周期，也就是对于同样周期的信号我们需要不同的带宽，这个带宽就是发送的数字信号的带宽，而与原始的模拟波的带宽无关。

4. 调制的一些想法。

在学习调制的过程中，我一直搞不清什么是调制信号，什么是载波。最后总算明白，原来（一般来讲）调制就是将低频信号（调制信号）携带的信息在另外一个高频的信号（载波）上表现出来，表现的方法可以是改变载波的幅度或者相位或者频率等。当我们看到调制完成的波形是，发现它与载波有不同的幅度或者相位或者频率，从这里的变化我们极可以判断处调制信号有那些信息。载波就是用来携带低频信号要表达的意思的高频信号。之所以用高频是因为在一般情况下高频信号便于传输。

以上是我在学习通信原理中觉得关键要明白的只是点，这样知识才可以融会贯通。