数字通信原理

1.
2002年秋天课程编号6.450，该课程乃是针对数位通讯所开，一个相当新的选修课程。该课程乃针对现今许多通讯系统背后的理论与实际操作提供简介。6.450乃是针对数位通讯所开两阶段式课程的第一阶段课程。第二阶段的课程6.451则将在春天开课。

课中涵盖的主题包括：有关数位通讯的模块图表层级、Lempel-Ziv算法、数值与向量量化、抽样与混迭(或称图像失真)、耐奎斯特原则、PAM与QAM调变器、讯号群、有限能量波形空间、侦测、无线通讯的模型与系统设计。

6.450 was offered in Fall 2002 as a relatively new elective on digital communication. The course serves as an introduction to the theory and practice behind many of today’s communications systems. 6.450 forms the first of a two-course sequence on digital communication. The second class, 6.451, is offered in the spring.

Topics covered include: digital communications at the block diagram level, data compression, Lempel-Ziv algorithm, scalar and vector quantization, sampling and aliasing, the Nyquist criterion, PAM and QAM modulation, signal constellations, finite-energy waveform spaces, detection, and modeling and system design for wireless communication.

2.
本课程为接续课程6.450之两学期课程的第二学期。重点主要在编码的技术，以处理加成性白色高斯杂讯(AWGN)的通道中进似Shannon极限、其效能的分析与设计原理。在复习6.450课程和在加成性白色高斯杂讯通道中的Shannon极限后，课程开始讨论小讯号座标，效能分析，编码增益，和硬式决策与软式决策的解码。紧接着二元区块码，Reed-Muller码，有限场，Reed-Solomon码和BCH码，二元线性摺积码及Viterbi算法。

This course is the second of a two-term sequence with 6.450. The focus is on coding techniques for approaching the Shannon limit of additive white Gaussian noise (AWGN) channels, their performance analysis, and design principles. After a review of 6.450 and the Shannon limit for AWGN channels, the course begins by discussing small signal constellations, performance analysis and coding gain, and hard-decision and soft-decision decoding. It continues with binary linear block codes, Reed-Muller codes, finite fields, Reed-Solomon and BCH codes, binary linear convolutional codes, and the Viterbi algorithm.

更进阶的主题包含二元线性区块码的篱栅表示和基于篱栅的解码、编码(过程)图形化、和-积与最小和算法、BCJR算法、涡轮码、LDPC码和RA码、和使用反覆迭代解码方式的LDPC码的效能。最后，课程谈到编码对于有限频宽的策略，包含莱迪思码，基于篱栅式编码的调变，多阶层编码和(脉波)整形。若时间允许，将涵盖线性高斯通道的等化处理。

More advanced topics include trellis representations of binary linear block codes and trellis-based decoding; codes on graphs; the sum-product and min-sum algorithms; the BCJR algorithm; turbo codes, LDPC codes and RA codes; and performance of LDPC codes with iterative decoding. Finally, the course addresses coding for the bandwidth-limited regime, including lattice codes, trellis-coded modulation, multilevel coding and shaping. If time permits, it covers equalization of linear Gaussian channels.

学校概述

麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，缩写：MIT）是美国一所综合性私立大学，有“世界理工大学之最”的美名。位于麻萨诸塞州的波士顿，查尔斯河（Charles River）将其与波士顿的后湾区（Back Bay）隔开。今天MIT无论是在美国还是全世界都有非常重要的影响力，培养了众多对世界产生重大影响的人士，是全球高科技和高等研究的先驱领导大学，也是世界理工科菁英的所在地。麻省理工是当今世界上最富盛名的理工科大学，《纽约时报》笔下“全美最有声望的学校”。入选中国世界纪录协会世界综合实力最强的大学

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。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。 　　模拟信号数字化有多种方法，最基本的是脉码调制（PCM）、差值编码（DPCM）、自适应差值编码（ADPCM）以及各种类型的增量调制。 　　数字通信的早期历史是与电报的发展联系在一起的。1937年，英国人A．H．里夫斯提出脉码调制（PCM），从而推动了模拟信号数字化的进程。 1946年，法国人E．M．德洛雷因发明增量调制。1950年C．C．卡特勒提出差值编码。1947年，美国贝尔实验室研制出供实验用的24路电子管脉码调制装置，证实了实现PCM的可行性。1953年发明了不用编码管的反馈比较型编码器，扩大了输入信号的动态范围。1962年，美国研制出晶体管24路1．544兆比/秒脉码调制设备，并在市话网局间使用。 　　数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。它抗干扰能力强，通信质量不受距离的影响，能适应各种通信业务的要求，便于采用大规模集成电路，便于实现保密通信和计算机管理。不足之处是占用的信道频带较宽。 　　20世纪90年代，数字通信向超高速大容量长距离方向发展，高效编码技术日益成熟，语声编码已走向实用化，新的数字化智能终端将进一步发展。

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