1、现代通信概论现代通信概论现代通信概论现代通信概论授课教师：徐少毅授课教师：徐少毅办公室办公室：九教南九教南304办公室办公室：九教南九教南304E-mail：公共邮箱公共邮箱dt jl i公共邮箱公共邮箱：密码：密码：xsy2011第第2章 数字通信系统章 数字通信系统2.1 数字通信概述2 2 模拟信号数字化2.2 模拟信号数字化2.3 数字信号的基带传输数字信号的频带传输2.4 数字信号的频带传输2.5 数字同步与复接技术2.6 数字传输的差错控制22.1 数字通信概述数字通信概述传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。数字通信抗干扰能力强数字通信抗
2、干扰能力强;数字通信抗干扰能力强数字通信抗干扰能力强;无噪声累积无噪声累积;便于计算处理便于计算处理便于计算处理便于计算处理;便于加密便于加密;易于小型化、集成化易于小型化、集成化数字通信是当代通信领域的主流技术数字通信是当代通信领域的主流技术31.3.1 通信系统的模型通信系统的模型数字通信 数字通信系统框图数字通信系统框图加入用于差错检测和控制加入用于差错检测和控制的的监督码监督码，以提高数字以提高数字 数字通信系统框图数字通信系统框图模拟模拟信号信号的的监督码监督码，以提高数字以提高数字传输系统的可靠性。传输系统的可靠性。解解调调调调制制信信源源信道信道信信宿宿信信源源信信宿宿信源信源编
3、码编码信道信道编码编码信源信源译码译码信道信道译码译码调调器器制制器器源源信道信道宿宿噪声噪声噪声噪声源源宿宿编码编码编码编码译码译码译码译码噪声噪声噪声噪声经过经过模模/数变换数变换(即即A/D变换变换)形成数字序列，以适宜在数形成数字序列，以适宜在数字系统中的传输字系统中的传输数字数字调制调制数字数字解调解调同步同步字系统中的传输字系统中的传输。数字数字调制调制同步同步2.1.1 数字通信系统的组成数字通信系统的组成数字通信系统组成框图如下数字通信系统组成框图如下:5数字通信系统各部分的作用数字通信系统各部分的作用信源编码与解码：A/D变换+D/A变换。数字复接与分接数字复接与分接：提高信
4、道利用率提高信道利用率难点是码速难点是码速数字复接与分接数字复接与分接：提高信道利用率提高信道利用率。难点是码速难点是码速同步问题。同步问题。信道编码与解码：即抗干扰编码，目的是提高传输的可靠性。调制与解调：频带传输时需要。再生中继再生中继：放大整形并完全恢复原始数字信号放大整形并完全恢复原始数字信号再生中继再生中继：放大整形并完全恢复原始数字信号放大整形并完全恢复原始数字信号。信道噪声：导致误码，难以避免。62.1.2 数字通信系统的特点数字通信系统的特点与模拟通信系统相比数字通信系统有下列一些特点：特点： 抗干扰能力强，无噪声累积抗干扰能力强，无噪声累积 数据形式统一便于计算处理数据形式统
5、一便于计算处理 数据形式统，便于计算处理数据形式统，便于计算处理 易于集成化，小型化易于集成化，小型化 易于加密处理易于加密处理 易于加密处理易于加密处理缺点：缺点：占用较大的传输带宽占用较大的传输带宽 占用较大的传输带宽占用较大的传输带宽 技术技术上较复杂上较复杂72.2 模拟信号数字化模拟信号数字化数字通信系统的典型特征就是信源和信宿都是模拟信号，因此需要进行模拟/数字（A/D）变换，模拟信号，因此需要进行模拟/数字（A/D）变换，把模拟信号转换成数字信号再行传输。模拟信号的数字化需经过抽样抽样、量化量化、编码编码三个阶段常用的技术包括脉冲编码调制（PCM）个阶段。常用的技术包括脉冲编码调
6、制（PCM）、差值脉冲编码（DPCM）和增量调制（DM）等。82.2.1 模数（模数（A/D）变换）变换抽样抽样量化量化编码编码二进制数字序列：二进制数字序列： 抽样：在时间上将模拟信号离散化抽样：在时间上将模拟信号离散化 抽样：在时间上将模拟信号离散化。抽样：在时间上将模拟信号离散化。 量化在幅度上将抽样信号离散化量化在幅度上将抽样信号离散化 量化：在幅度上将抽样信号离散化。量化：在幅度上将抽样信号离散化。 编码：编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。把量化幅度值用二进制数值来表示。整个过程称为脉冲编码调制（PCM）。9抽样抽样抽样定理：抽样定理：如果一个连续信号f(t)所含有的最高频率不超
7、过fh，则当抽样频率fs2fh时，抽样后得到的率不超过fh，则当抽样频率fs2fh时，抽样后得到的离散信号就包含了原信号的全部信息。10量化量化量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅值的某个固定整数电平值上就完成了量化。值的某个固定整数电平值上就完成了量化。均匀量化均匀量化示示意意图图示图示图11量化量化量化信噪比：量化信噪比：20lg（U /U ）20lg（Us/Uz）均匀
8、量化的局限性均匀量化的局限性：希望希望均匀量化的局限性均匀量化的局限性：当信号幅值与接近时，量化信噪比会显著恶化。希望希望：对小信号部分采用小的量化间隔对大信号部分采用大的量化间隔对大信号部分采用大的量化间隔非均匀量化非均匀量化非均匀量化非均匀量化 非均匀量化非均匀量化原理原理量化级间隔随信号幅度的大小自动调整量化级间隔随信号幅度的大小自动调整 原理原理：量化级间隔随信号幅度的大小自动调整量化级间隔随信号幅度的大小自动调整，当信号幅度小时，量化级间隔变小，量化误差也，当信号幅度小时，量化级间隔变小，量化误差也小小；当信号幅度大时当信号幅度大时，量化级间隔变大量化级间隔变大，量化误量化误小小；当
9、信号幅度大时当信号幅度大时，量化级间隔变大量化级间隔变大，量化误量化误差也大。差也大。 优点：在不增大量化级数优点：在不增大量化级数N的条件下，使信号在的条件下，使信号在较宽动态范围内的信噪比较宽动态范围内的信噪比S/N达到要求。达到要求。 实现框图：实现框图：非均匀量化非均匀量化非均匀量化非均匀量化 压缩特性曲线压缩特性曲线13折线A律：AAXYln1ln1 Aln1 6 .87 A15折线折线律：第律：第1段是第段是第2段的一半，在小信号时量化误差更小。段的一半，在小信号时量化误差更小。编码编码编码和解码编码和解码 编码编码 含义：在发信端对非均匀量化后的样值数字信号利用给定的方案变换成串
10、行的二进码序列，含义：在发信端对非均匀量化后的样值数字信号利用给定的方案变换成串行的二进码序列，即模数变换。即模数变换。 实现方法：逐次反馈型编码实现方法：逐次反馈型编码 解码解码 含义含义：在收信端将收到的二进码序列还原成相在收信端将收到的二进码序列还原成相 含义含义：在收信端将收到的二进码序列还原成相在收信端将收到的二进码序列还原成相应幅度的量化值，即数模变换。应幅度的量化值，即数模变换。 实现方法：将串行实现方法：将串行PCM码流按位存储并分组转码流按位存储并分组转换为并行输出，经过类似标准砝码的加权而得到换为并行输出，经过类似标准砝码的加权而得到PAM信号。信号。编码编码量化后的离散抽
11、样幅值以二进制数值来表示。量化后的离散抽样幅值以二进制数值来表示。最多需要最多需要log N位二进制数位二进制数N是量化级数是量化级数最多需要最多需要log2N位二进制数位二进制数，N是量化级数是量化级数。量化段极性码数值范围段落码段落起始值量化间隔段内码权值（）13折线折线A律二进制编码值（律二进制编码值（256级，级，8比特）比特）量化段号极性码数值范围（）段落码段落起始值（）量化间隔i（）段内码权值a7a6a5a4a3a2a1a010/101600001842120/11631001161842120/116 31001161842130/132630103221684240/16412
12、701164432168450/11282551001288643216850/1128 2551001288643216860/12565111012561612864321670/1512102311051232256128643280/110242047111102464512256128641780/11024 204711110246451225612864编码编码过程：1. 先确定极性（a7）1. 先确定极性（a7）2. 再确定段落码（a6, a5, a4）3找到最接近的段内码（aaaa ）3. 找到最接近的段内码（a3, a2, a1, a0）例如输入值为298 采用13折线A律
13、编码后结果例如，输入值为298, 采用13折线A律编码后结果是什么？a7a6a5a4a3a2a1a0 = 11010011 量化误差？2.2.2数模（数模（D/A）变换）变换数模变换是模数变换的反过程。接收端通过数模数模变换是模数变换的反过程。接收端通过数模变换把收到的二进制数字信号序列还原成相应幅度变换把收到的二进制数字信号序列还原成相应幅度变换把收到的二进制数字信号序列还原成相应幅度变换把收到的二进制数字信号序列还原成相应幅度的模拟信号。的模拟信号。192.2.3 PCM30/32路数字电话系统路数字电话系统国际上有两种标准化制式的多路数字电话通信系国际上有两种标准化制式的多路数字电话通信
14、系统统，即即PCM 30/32路制式路制式（E体系体系）和和PCM 24统统，即即PCM 30/32路制式路制式（E体系体系）和和PCM 24路制式（路制式（T体系），我国和欧洲采用体系），我国和欧洲采用E体系。体系。下面以下面以PCM30/32多路数字电话通信系统为例多路数字电话通信系统为例下面以下面以PCM30/32多路数字电话通信系统为例多路数字电话通信系统为例，具体说明模拟话音数字化传输过程。，具体说明模拟话音数字化传输过程。20E体系各项关键指标数据体系各项关键指标数据PCM30/32路系统称为基群或一次群，简称路系统称为基群或一次群，简称E1指标名称指标值指标名称指标值话音频带（话
15、音频带（Hz）300-3400）300-3400抽样频率抽样频率（Hz）80008000抽样频率抽样频率（Hz）80008000量化级数256量化压缩律A律（量化级数256量化压缩律A律（A=87.6）样值编码位数样值编码位数8 8样值编码位数样值编码位数8 8单路数码率（单路数码率（kbit/s）64帧长（）64帧长（s）125）125时隙数时隙数/帧32话路数帧32话路数/帧30一帧30一次群复用速率次群复用速率（kbit/s）2048）204821次群复用速率次群复用速率/E1体系的帧结构体系的帧结构PCM基群传输速率的计算基群传输速率的计算32路路PCM基群传输速率是基群传输速率是80
16、00(帧帧/秒秒)32(时隙时隙/帧帧)8(bit/时隙时隙)= 2.048Mbit/s。帧帧)8(b t/时隙时隙).0 8b t/s23PCM30/32路数字电话系统终端框图路数字电话系统终端框图242.2.4 模拟信号数字化的其它方法模拟信号数字化的其它方法利用相邻抽样幅值的相对变化特性，对抽样信号利用相邻抽样幅值的相对变化特性，对抽样信号进行编码也是进行编码也是一一类较常用的模数转换方法类较常用的模数转换方法。常见的常见的进行编码也是类较常用的模数转换方法进行编码也是类较常用的模数转换方法。常见的常见的有差值脉冲编码（有差值脉冲编码（DPCM）、自适应差值脉冲编码）、自适应差值脉冲编码
17、（ADPCM）、增量调制增量调制（DM）和自适应增量调和自适应增量调（ADPCM）、增量调制增量调制（DM）和自适应增量调和自适应增量调制（制（ADM）等。）等。251.差值脉冲编码调制差值脉冲编码调制(DPCM)仅对两个相邻抽样幅值的差值进行编码，则由于仅对两个相邻抽样幅值的差值进行编码，则由于差值信号变化较小差值信号变化较小，可大大地减少量化级数可大大地减少量化级数，从而从而差值信号变化较小差值信号变化较小，可大大地减少量化级数可大大地减少量化级数，从而从而减少编码的位数。这样，在相同传输速率下，可以减少编码的位数。这样，在相同传输速率下，可以成倍地提高信道的传输容量成倍地提高信道的传输容
18、量。成倍地提高信道的传输容量成倍地提高信道的传输容量。26DPCM举例举例对模拟话音信号按照对模拟话音信号按照8000Hz/s抽样，话音信号的变化范围是抽样，话音信号的变化范围是3v，若采用二进制数，若采用二进制数PCM编码，量化为编码，量化为256级，级，每级约每级约23.4mv。编码后的数据速率是？编码后的数据速率是？log2256bit8000=64kb/s假定相邻抽样差值变化范围是假定相邻抽样差值变化范围是0.1v，把其化分为，把其化分为16个个均匀量化级均匀量化级每级为每级为均匀量化级均匀量化级，每级为每级为12.5mv编码后的数据发送速率？编码后的数据发送速率？log216bit8
19、000=32Kb/s效率提高一倍！效率提高一倍！27DPCM抽样差值图示抽样差值图示nS()d( )S(1)d()0nninniS ()d ( )S (1)d ()0nninni280i2.脉冲增量调制脉冲增量调制(M或或DM)仅对当前抽样值与其前一个抽样值的符号进行仅对当前抽样值与其前一个抽样值的符号进行编码编码，而不对差值的大小编码而不对差值的大小编码。编码编码，而不对差值的大小编码而不对差值的大小编码。如果两个前后抽样差值为正就编为如果两个前后抽样差值为正就编为“1”码码如果两个前后抽样差值为正就编为如果两个前后抽样差值为正就编为“1”码码；差值为负就编为“；差值为负就编为“0”码。因此
20、，“”码。因此，“1”和“”和“0”代表的是信号相对于前时刻的增减代表的是信号相对于前时刻的增减不代表信不代表信代表的是信号相对于前代表的是信号相对于前一一时刻的增减时刻的增减，不代表信不代表信号的绝对值。号的绝对值。29DM波形及编码结果示意图波形及编码结果示意图30DM波形及编码波形及编码当输入信号的斜率陡变时，量化误差会非常大，会产生过载误差或者叫斜率过载噪声。会产生过载误差或者叫斜率过载噪声。解决方法解决方法：减小采样时间间隔或者增大采样频率2.3 数字信号的基带传输数字信号的基带传输模数变换后的数字信号频谱，往往是含有直流、模数变换后的数字信号频谱，往往是含有直流、基波基波、高次谐波
21、等不同频率分量的信号高次谐波等不同频率分量的信号，称为基带称为基带基波基波、高次谐波等不同频率分量的信号高次谐波等不同频率分量的信号，称为基带称为基带数字序列信号，简称数字序列信号，简称基带信号基带信号。把基带数字序列信号经适当码型变换后直接送入把基带数字序列信号经适当码型变换后直接送入信道传输信道传输称为基带数字序列信号传输称为基带数字序列信号传输简称简称基带基带信道传输信道传输，称为基带数字序列信号传输称为基带数字序列信号传输，简称简称基带基带传输传输。322.3.1 基带传输系统模型基带传输系统模型码型变换：基带信号适应信道特性。码型变换：基带信号适应信道特性。波形形成网络波形形成网络：
22、形成无码间干扰的波形形成无码间干扰的波形波形形成网络波形形成网络：形成无码间干扰的波形形成无码间干扰的波形。33数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（1）数字信号的表示方法：电压或电流的脉冲。二元码（二进制码）：在幅度上有两种不同的取值，分别与两种不同的物理状态有明确的对应值，分别与两种不同的物理状态有明确的对应关系。例如：电报信号0空号空号ITU-T规定了二进制编码与物理信号状态规定了二进制编码与物理信号状态01空号空号传号传号的对应关系。的对应关系。数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（2）二进制数字信号分类：波形特点及应用场合波形特点及应用场合单极性码单极性码01包含较大包含较大直流
23、直流功率，功率，不直接用于信道传不直接用于信道传按按幅度幅度取值取值0T不直接用于信道传不直接用于信道传输，常在输，常在设备内部设备内部或或短距离短距离场合应用。场合应用。按按幅度幅度取值取值双极性码双极性码0+1判决判决可靠性高可靠性高，抗抗干扰性强干扰性强适于适于长长双极性码双极性码0T-1干扰性强干扰性强，适于适于长长途途传输。传输。数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（3）二进制数字信号分类：波形特点及应用场合波形特点及应用场合1归零码归零码在在基带基带处理及处理及传输中常用传输中常用01T/2按信号电压或按信号电压或电流电流是否占满是否占满归零码归零码传输中常用传输中常用，便于提取
24、。，便于提取。011电流电流是否占满是否占满整个符号的持续期间整个符号的持续期间T01典型的电位脉冲典型的电位脉冲-1不归零码不归零码0T0+1典型的电位脉冲典型的电位脉冲，抗干扰强，用于，抗干扰强，用于高频高频。0T-1高频高频数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（4）多进制数字信号：每个码元可能的状态取值有多个（4816即：2n，n2，3，4）（4、8、16 即：2 ，n2，3，4）3波形波形2310特点及应用场合信号波形常采用特点及应用场合信号波形常采用双极不归零码双极不归零码，适用于高速传输。，适用于高速传输。数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（5）二进制与多进制的对应波形及编码
25、规则 二二四进制四进制 二二四进制四进制对应波形编码规则对应波形编码规则二进制码组四进制电平000AA/3二进制二进制000011102113四进制四进制数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（6）二进制与多进制的对应波形及编码规则 二二八进制八进制 二二八进制八进制对应波形编码规则对应波形编码规则二进制码组八进制电平00000011A/7A二进制二进制001101020113100410151106八进制八进制1117数字信号的基本形式（数字信号的基本形式（7）多进制数字信号系统的可靠性和有效性 可靠性：进制越多，级差越小（如四进制的级可靠性：进制越多，级差越小（如四进制的级差为差为A/3，
26、八进制的级差为，八进制的级差为A/7），抗干扰能力越差。），抗干扰能力越差。 有效性：进制愈多，每个符号所携带的信息量越大。有效性：进制愈多，每个符号所携带的信息量越大。例如：在例如：在M进制系统中（进制系统中（M2n），若每个符号出现的概率相等，则），若每个符号出现的概率相等，则Pi1/M，Ilog2 Pilog2M当当M2时时，I1bit；当当M4时时，I2bit；当当M8时时， I3bit当当M2时时，I1bit；当当M4时时，I2bit；当当M8时时， I3bit1. 数字基带传输码型选择原则数字基带传输码型选择原则 直流或低频信号衰减快，信号传输一定距离后直流或低频信号衰减快，信号传
27、输一定距离后严重畸变严重畸变所以所以不应含直流或低频频率分量不应含直流或低频频率分量严重畸变严重畸变，所以所以不应含直流或低频频率分量不应含直流或低频频率分量。高频分量越大，对邻近信道产生的干扰就越严高频分量越大，对邻近信道产生的干扰就越严重重所以所以高频分量应尽量少高频分量应尽量少重重，所以所以高频分量应尽量少高频分量应尽量少。为方便从接收到的基带信号中提取位同步信息，为方便从接收到的基带信号中提取位同步信息，应包含定时频率分量应包含定时频率分量应包含定时频率分量应包含定时频率分量。便于增加冗余码，使码型带有便于增加冗余码，使码型带有规律性规律性。码型变换过程与信源的统计特性无关码型变换过程
28、与信源的统计特性无关即对信即对信码型变换过程与信源的统计特性无关码型变换过程与信源的统计特性无关，即对信即对信源消息类型无任何限制并源消息类型无任何限制并具有透明性具有透明性。41数字信号的码型（数字信号的码型（1）单极不归零码（NRZ码）10111100011011110001形式：形式：高电平代表符号“高电平代表符号“1”，零电平代表符号“，零电平代表符号“0”；电平在整个码元中保持不变；电平在整个码元中保持不变；取样时刻设在中心，判决门限为半幅度电平。取样时刻设在中心，判决门限为半幅度电平。优点优点：方式简单方式简单优点优点方式简单方式简单缺点：代码易受线路特性改变，不宜进行长距离传输。
29、缺点：代码易受线路特性改变，不宜进行长距离传输。数字信号的码型（数字信号的码型（2 ）单极归零码（RZ码）1011110001形式形式形式形式：高电平代表符号“高电平代表符号“1”，零电平代表符号“，零电平代表符号“0”；占空比小于占空比小于1，即每个脉冲在码元周期内总要回归到零电平。，即每个脉冲在码元周期内总要回归到零电平。数字信号的码型（数字信号的码型（3 ）双极性不归零码1011110001形式形式形式形式：正电平代表符号“正电平代表符号“1”，负电平代表符号“，负电平代表符号“0”；电平在整个码元期间保持不变。优点：直流分量近似为零，有利于有线信道的传输。电平在整个码元期间保持不变。优
30、点：直流分量近似为零，有利于有线信道的传输。数字信号的码型（数字信号的码型（4 ）双极性归零码双极性归零码10111100011011110001形式形式形式形式：正电平代表符号“正电平代表符号“1”，负电平代表符号“，负电平代表符号“0”；占空比小于占空比小于即每个脉冲在码元周期内总要回即每个脉冲在码元周期内总要回占空比小于占空比小于1，即每个脉冲在码元周期内总要回即每个脉冲在码元周期内总要回归到零电平。归到零电平。优点：有利于保持收发双方的位同步。优点：有利于保持收发双方的位同步。数字信号的码型（数字信号的码型（5 ）差分编码差分编码形式：用信号的极性变化来代表数据，如：用 “极性有变形式
31、：用信号的极性变化来代表数据，如：用 “极性有变化化”代表符号代表符号“1”，用用 “极性无变化极性无变化” 代表符号代表符号“0”。化化代表符号代表符号，用用极性无变化极性无变化代表符号代表符号0这种表示叫传号差分编码；相反则表示空号差分编码。这种表示叫传号差分编码；相反则表示空号差分编码。优点优点：当线路极性发生反转时不会影响对符号的判决当线路极性发生反转时不会影响对符号的判决。优点优点：当线路极性发生反转时不会影响对符号的判决当线路极性发生反转时不会影响对符号的判决。数字信号的码型（数字信号的码型（6 ） 曼彻斯特编码曼彻斯特编码10111100011011110001形式：每个码元用两
32、个连续的极性相反的跳变脉冲来表示，形式：每个码元用两个连续的极性相反的跳变脉冲来表示，正正负负代表符号代表符号“1”负负正正代表符号代表符号“0”正正负负代表符号代表符号1”，负负正正代表符号代表符号0”。优点：不存在直流分量，便于接收器提取位同步信息以达。优点：不存在直流分量，便于接收器提取位同步信息以达到同步到同步；到同步到同步；数字信号的码型（数字信号的码型（7）传号交替反转码（AMI码）1011110001形式：用交替的正负脉冲代表相邻的符号”形式：用交替的正负脉冲代表相邻的符号”1”，用无脉冲表示符，用无脉冲表示符号号“0”一一般采用归零方式般采用归零方式也可以采用不归零的全宽脉冲也
33、可以采用不归零的全宽脉冲号号0 ，般采用归零方式般采用归零方式，也可以采用不归零的全宽脉冲也可以采用不归零的全宽脉冲。优点：无直流和低频成分，便于收方提取时钟，特别适用于信号。优点：无直流和低频成分，便于收方提取时钟，特别适用于信号通过用变压器耦合的线路的传输通过用变压器耦合的线路的传输通过用变压器耦合的线路的传输通过用变压器耦合的线路的传输。数字信号的码型（数字信号的码型（8）数字信号的码型（数字信号的码型（9）HDB3码的编码过程：1. 先变为AMI码。2检查连0的情况如果连0码个数大于3时把第4个02. 检查连0的情况，如果连0码个数大于3时，把第4个0变为V，称为破坏点，而原来码元中所
34、有1为B，称为信码。B与V的正负满足以下条件：1）B和V始终保持正负交替2）V必须与前一个B极性相同2）V必须与前个B极性相同3）如果不能做到，就把4个连0的第一个0变为与V同极性的B，称为补信码4）调整使B码和B码合起来保持1）中的信码（含B和B4）调整，使B码和B码合起来保持1）中的信码（含B和B）极性交替数字信号的码型（数字信号的码型（10）数字信号的码型（数字信号的码型（11）HDB3码的译码过程：1找到两个同极性的码后面的那个就是V1. 找到两个同极性的码，后面的那个就是V2. V码的前3个码必为03如果前数第3个码不为0则表明这是个补信码3. 如果前数第3个码不为0，则表明这是个补
35、信码B，则把它变回04. 把其余的+1和-1都变为12.常用基带数字传输码型常用基带数字传输码型练习：已知消息代码是10000000011000011100已知消息代码是10000000011000011100，请将其编成如下的码型，并画出波形1) AMI码(规定第个“1”编为+1)1) AMI码(规定第一个“1”编为+1)2) HDB3码(规定第一个“1”编为+1，第一个V编为V)为+V)数字信号的码型（数字信号的码型（12）的编的编总结总结HDB3码码的编的编码和译码：码和译码：总结总结数字信号的码型（数字信号的码型（13）1码用交替的码用交替的“11”和和“00”表示表示0码用码用“01
36、”表示表示1码用交替的码用交替的“11”和和“00”表示表示，0码用码用“01”表示表示。没有直流分量，便于提取定时信息，且具有误码检测能力没有直流分量，便于提取定时信息，且具有误码检测能力编译码电路简单编译码电路简单容易实现容易实现，编译码电路简单编译码电路简单，容易实现容易实现。2.3.3 无码间干扰的基带数字传输无码间干扰的基带数字传输基带传输信道（即波形形成网络）可以等效为一基带传输信道（即波形形成网络）可以等效为一个理想低通滤波器个理想低通滤波器，其传输特性及单位冲击响其传输特性及单位冲击响个理想低通滤波器个理想低通滤波器，其传输特性及单位冲击响其传输特性及单位冲击响应如下图：应如下
37、图：sin2()ft tNd21|()dNjfteffH f当当sin2()( )22()ft tNdh tfNft tNd0|Nff当56码间干扰码间干扰码间干扰码间干扰Nyquist准则准则如果波形形成网络具有图示理想低通滤波器传如果波形形成网络具有图示理想低通滤波器传输特性输特性，则该系统传输的码元速率为则该系统传输的码元速率为Rb= 2fN（码码输特性输特性，则该系统传输的码元速率为则该系统传输的码元速率为Rb2fN（码码元周期元周期T=1/2fN）时，系统输出波形在峰值点（即）时，系统输出波形在峰值点（即判决抽样点判决抽样点）上不会产生前后码元间的干扰上不会产生前后码元间的干扰，这这
38、判决抽样点判决抽样点）上不会产生前后码元间的干扰上不会产生前后码元间的干扰，这这一条件称为一条件称为奈奎斯特准则奈奎斯特准则。fN称为奈奎斯特带宽，奈奎斯特带宽， Rb称为称为奈奎斯特速率奈奎斯特速率59无码间干扰的接收波形无码间干扰的接收波形只要按照只要按照Nyquist准则传输，当处于某个码元准则传输，当处于某个码元的幅度峰值时的幅度峰值时，恰好其它码元幅值是过零点恰好其它码元幅值是过零点。的幅度峰值时的幅度峰值时，恰好其它码元幅值是过零点恰好其它码元幅值是过零点。60具有滚降特性的波形形成网络具有滚降特性的波形形成网络具有滚降特性的波形形成网络，从技术上实现起来比理想低通容易，而且也满足
39、Nyquist条件。起来比理想低通容易，而且也满足Nyquist条件。612.4 数字信号的频带传输数字信号的频带传输当基带数字信号频率范围与信道不相匹配时，把当基带数字信号频率范围与信道不相匹配时，把基带数字信号进行调制后再行传输基带数字信号进行调制后再行传输即数字信号的即数字信号的基带数字信号进行调制后再行传输基带数字信号进行调制后再行传输，即数字信号的即数字信号的频带传输。频带传输。多进制数字调制多进制数字调制复合调制概念复合调制概念复合调制概念复合调制概念。622.4.1 多进制数字调制多进制数字调制多进制数字调制是利用多进制数字信号调制载波信号的幅度、频率或相位。多进制数字调制是利用
40、多进制数字信号调制载波信号的幅度、频率或相位。与二进制数字调制相比与二进制数字调制相比，多进制数字调制可提多进制数字调制可提与二进制数字调制相比与二进制数字调制相比，多进制数字调制可提多进制数字调制可提高比特率或有效性，但因为需要多电平来表示信号，因而抗噪声性能较低，实现起来也较复杂。高比特率或有效性，但因为需要多电平来表示信号，因而抗噪声性能较低，实现起来也较复杂。631. 多进制数字调幅多进制数字调幅(MASK)四进制MASK642. 多进制数字调频（多进制数字调频（MFSK）k=log2M位码元为一组对应地转换成有M种状态的多进制码。的多进制码。653. 多进制数字调相（多进制数字调相（
41、MPSK）利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息。与二进制数字相位调制相同，多进制数字相位调与二进制数字相位调制相同，多进制数字相位调制也有绝对相位调制（MPSK）和相对相位调制（MDPSK）。（MDPSK）。66矢量图表示的矢量图表示的MPSK（A和和B方式）方式）67QPSK的调制的调制QPSK的解调的解调两个相互正交的相干载波cosct和sinct分别检测出两个分量a和b。2.4.2 复合调制与多级调制复合调制与多级调制对同一载波信号的两个参数同时进行调制称为对同一载波信号的两个参数同时进行调制称为复合调制复合调制，目的是进目的是进一一步提升信道利用率步提升信道利用率。例如例如，复合调
42、制复合调制，目的是进步提升信道利用率目的是进步提升信道利用率。例如例如，数字微波通信中采用的图示复合调制，数字调相数字微波通信中采用的图示复合调制，数字调相用于传送数字信号用于传送数字信号，模拟调频用于话音通信模拟调频用于话音通信。用于传送数字信号用于传送数字信号，模拟调频用于话音通信模拟调频用于话音通信。70调相加调幅实现调相加调幅实现16进制复合调制进制复合调制71多级调制多级调制多级调制是指把同一基带信号实施两次或更多多级调制是指把同一基带信号实施两次或更多次的调制过程次的调制过程。次的调制过程次的调制过程。722.5 数字同步与复接技术数字同步与复接技术数字同步是指数字通信系统中各关键
43、节点数字同步是指数字通信系统中各关键节点位置的动作频率保持位置的动作频率保持一一致致。位置的动作频率保持致位置的动作频率保持致。数字复接是把若干个低速率分支数字码流数字复接是把若干个低速率分支数字码流数字复接是把若干个低速率分支数字码流数字复接是把若干个低速率分支数字码流汇接成一路高速数字码流的过程。汇接成一路高速数字码流的过程。2.5.1 数字同步技术数字同步技术两种同步方式：位同步和帧同步两种同步方式：位同步和帧同步 位同步位同步：收发两端以比特为单位严格对齐收发两端以比特为单位严格对齐位同步位同步：收发两端以比特为单位严格对齐收发两端以比特为单位严格对齐 位同步位同步：收发两端以比特为单
44、位严格对齐收发两端以比特为单位严格对齐位同步位同步：收发两端以比特为单位严格对齐收发两端以比特为单位严格对齐 必要条件：双方时钟频率完全同频同必要条件：双方时钟频率完全同频同必要条件：双方时钟频率完全同频同必要条件：双方时钟频率完全同频同相相相相相相相相 帧同步：收发两端以帧为单位严格对齐。帧同步：收发两端以帧为单位严格对齐。帧同步：收发两端以帧为单位严格对齐。帧同步：收发两端以帧为单位严格对齐。 必要条件：必要条件：利用利用帧同步码帧同步码必要条件：必要条件：利用利用帧同步码帧同步码742.5.1 数字同步技术数字同步技术 位同步实现方法：位同步实现方法： 独立同步：独立同步：各个节点独立设
45、置高精稳度的时各个节点独立设置高精稳度的时钟；钟； 主从主从同步同步：某一节点设置高精稳度的时钟作某一节点设置高精稳度的时钟作同步同步为基准时钟，其他节点通过基准时钟传输线路提取时钟信号；为基准时钟，其他节点通过基准时钟传输线路提取时钟信号； 传输线路传输线路上选择合适的传送码型，以利于定上选择合适的传送码型，以利于定时提取时钟频率时提取时钟频率。时提取时钟频率时提取时钟频率2.5.1 数字同步技术数字同步技术 帧同步实现方法：在每一帧的一个固定时隙中插入特定码组（称为帧同步码），在接收端接收判断是帧同步实现方法：在每一帧的一个固定时隙中插入特定码组（称为帧同步码），在接收端接收判断是否收到了
46、这码组否收到了这码组并以此为界区分帧的首尾并以此为界区分帧的首尾否收到了这否收到了这一一码组码组，并以此为界区分并以此为界区分一一帧的首尾帧的首尾，即可区分出各路信号。，即可区分出各路信号。2.5.2 数字复接技术数字复接技术数字复接是把支路低次群按时分复用方式合并成一个单一的高次群；由定时、码速调整和复接单元组成；数字复接是把支路低次群按时分复用方式合并成一个单一的高次群；由定时、码速调整和复接单元组成；分接器的功能是把高次群数字信号分解成原来的低次群数分接器的功能是把高次群数字信号分解成原来的低次群数字信号；它由同步、定时、分接和码速恢复等单元组成。字信号；它由同步、定时、分接和码速恢复等
47、单元组成。为促进数字通信标准化，为促进数字通信标准化，ITU-T早期推荐准同步数字体系（早期推荐准同步数字体系（PDH）；后期推荐同步数字体系 （）；后期推荐同步数字体系 （SDH）771.数字复接系统框图数字复接系统框图782. 码速调整码速调整被复接的各支路数字信号彼此之间必须同步并与复接器的定时信号同步，否则需要做出适当的被复接的各支路数字信号彼此之间必须同步并与复接器的定时信号同步，否则需要做出适当的码速调整，以实现对复接后的高速数据码流的传输同步定时控制。码速调整，以实现对复接后的高速数据码流的传输同步定时控制。同步复接、准同步复接和异步复接。同步复接、准同步复接和异步复接。通常，码
48、速调整后速率高于调整前的结果，称通常，码速调整后速率高于调整前的结果，称为正码速调整。为正码速调整。793. 数字复接方法数字复接方法按位、按字、按帧复接，下图是按位和按字复接：按位、按字、按帧复接，下图是按位和按字复接：80数字信号复接的概念数字信号复接的概念PCM数字复接的实现方法：将若干个经过PCM复用的信号（如30/32路基群系统）进行时分复用以形成更多路数的数字通信。更多路数的数字通信。注意：复接后形成的数码率注意：复接后形成的数码率高于高于复接前各复接前各PCM复用信号码流速率之和复用信号码流速率之和复用信号码流速率之和复用信号码流速率之和。数字信号复接的概念数字信号复接的概念2.
49、5.3 准同步数字体系准同步数字体系ITU-T早期推荐了两类从基群到五次群复接等级的数字速率系列。一类以早期推荐了两类从基群到五次群复接等级的数字速率系列。一类以1.544 Mb/s为基群速率，为基群速率，另一类以另一类以2.048 Mb/s为基群速率。为基群速率。因这两类各次群比特率相对于其标准值有因这两类各次群比特率相对于其标准值有一一个规个规因这两类各次群比特率相对于其标准值有个规因这两类各次群比特率相对于其标准值有个规定的容差，而且是异源的，各节点时钟允许存在少定的容差，而且是异源的，各节点时钟允许存在少量的频率漂移误差量的频率漂移误差，因此这是因此这是一一种准同步复接方式种准同步复接
50、方式，量的频率漂移误差量的频率漂移误差，因此这是种准同步复接方式因此这是种准同步复接方式，统称为准同步数字体系（统称为准同步数字体系（PDH）。）。831. 两类两类PDH系列标准系列标准表2-4 PDH两类标准数字速率系列和复接等级表2-4 PDH两类标准数字速率系列和复接等级2M2M系列系列1 5M1 5M系列系列群号群号2M2M系列系列1 1. .5M5M系列系列速率（速率（Mb/s）话路数速率（）话路数速率（Mb/s）话路数）话路数基群2.048301.544 24二次群8.44830基群2.048301.544 24二次群8.448304=1206.312 246.312 244=9
