数字通信原理与技术(第三版)图文 (6)
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《通信原理》(第3版)课件CH9
二、基本概念
◼ 信道编译码 信道编码是使不带规律性或规律性不强的原始数字信
号变为带上规律性或加强了规律性的数字信号 信道译码器则利用这些规律性来鉴别是否发生错误，
或纠正错误。
❖ 差错控制：包括信道编码在内的一切纠正错误手段。 ❖ 差错控制的工作方式
➢ 前向纠错FEC、检错重发ARQ、信息反馈IF、混合纠错HEC
a0
（2）生成矩阵；
（3）此码的全部码字；
（4）此码的最小码距
d
及纠、检错能力；
0
（5）此码的编码效率 。
三、汉明码
汉明码是一种高效率的纠单个错误的线性分组码，其最小码距 d0 = 3。
0 0 1 0
0 0 0 1
a5
a4 a3
a2
a1
=
0 0 0 0
a0
H A = 0n−k n = 7列
监督方程即为约束关系
简记为
1 0 1 1 0 0 0 H = 1 1 1 0 1 0 0
1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1
(n−k) = 7−3 = 4行
输入二进制信息{bi}
比特速率 Rb a3 , a2 , a1, a0
将 k位信息
分为一组
信道 编码器
长度为 k 的信息组
输出{bˆi }
比特速率 Rb
信道 译码器
编码输出 {di}
比特速率 Rc = Rbn / k b6 , b5 , b4 , b3 , b2 , b1, b0
长度为 n 比特的码字
k 比特信息 n − k 监督位
数字 调制器
有噪声 信道
长度为 n 比特的码字
解调输出{dˆi} 比特速率 Rc
精品文档-数字通信原理与技术(第三版)(王兴亮)-第1章
目前广泛应用的是第二代移动通信系统,采用窄带时分多 址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)数字接入技术,已形成的国家 和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS－95系统、日本的 PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。
第1章 绪 论
第二代移动通信系统实现了区域内制式的统一,覆盖了大 中小城市,为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通 信终端的普及,移动用户数量成倍地增长,第二代移动通信系统 的缺陷也逐渐显现出来,如全球漫游问题、系统容量问题、频 谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此,从20世纪90年代中 期开始,各国和世界组织又开展了对第三代移动通信系统的研 究,它包括地面系统和卫星系统,移动终端既可以连接到地面的 网络,也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在 2000MHz频段,国际电信联盟正式将其命名为IMT－2000。IMT－ 2000的目标和要求是:统一频段,统一标准,达到全球无缝隙覆 盖,提供多媒体业务,传输速率最高应达到2Mb／s,其中,车载为 144kb／s、步行为384kb／s、室内为2Mb／s,频谱利用率高,服 务质量高,保密性能好;易于向第二代系统过渡和演进;终端价 格低。目前,第三代移动通信系统有多个标准, TD－SCDMA标准就是其中之一。这充分体现了我国在移动通信 领域的研究已达到国际领先水平。
第1章 绪 论
2.按信道中所传信号的不同分 信道是传输信号的通路。通常信道中传送的信号可分为数
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位，脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值，且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。模拟信号有时也称连续信号，这 个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)，而不一定在时间上也连续，例如第3章介绍的各种脉冲调 制，经过调制后已调信号脉冲的某一参量是可以连续变化的， 但在时间上是不连续的。这里指的某一参量是指我们关心的并 作为研究对象的那一参量，绝不是指时间参量。当然，对于参 量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问也是模拟信 号，如强弱连续变化的语言信号，亮度连续变化的电视图像信 号等都是模拟信号。
第1章 绪 论
第二代移动通信系统实现了区域内制式的统一,覆盖了大 中小城市,为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通 信终端的普及,移动用户数量成倍地增长,第二代移动通信系统 的缺陷也逐渐显现出来,如全球漫游问题、系统容量问题、频 谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此,从20世纪90年代中 期开始,各国和世界组织又开展了对第三代移动通信系统的研 究,它包括地面系统和卫星系统,移动终端既可以连接到地面的 网络,也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在 2000MHz频段,国际电信联盟正式将其命名为IMT－2000。IMT－ 2000的目标和要求是:统一频段,统一标准,达到全球无缝隙覆 盖,提供多媒体业务,传输速率最高应达到2Mb／s,其中,车载为 144kb／s、步行为384kb／s、室内为2Mb／s,频谱利用率高,服 务质量高,保密性能好;易于向第二代系统过渡和演进;终端价 格低。目前,第三代移动通信系统有多个标准, TD－SCDMA标准就是其中之一。这充分体现了我国在移动通信 领域的研究已达到国际领先水平。
第1章 绪 论
2.按信道中所传信号的不同分 信道是传输信号的通路。通常信道中传送的信号可分为数
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位，脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值，且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。模拟信号有时也称连续信号，这 个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)，而不一定在时间上也连续，例如第3章介绍的各种脉冲调 制，经过调制后已调信号脉冲的某一参量是可以连续变化的， 但在时间上是不连续的。这里指的某一参量是指我们关心的并 作为研究对象的那一参量，绝不是指时间参量。当然，对于参 量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问也是模拟信 号，如强弱连续变化的语言信号，亮度连续变化的电视图像信 号等都是模拟信号。
通信原理与技术第6 章模拟信号的数字化
第6 章模拟信号的数字化本章教学要求：1、掌握低通型抽样定理、PCM 基本工作原理。
掌握均匀量化原理、非均匀量化原理（A 律13折线）和编码理论。
2、理解时分复用和多路数字电话系统原理。
3、了解PCM 抗噪声性能、DM 和DPCM 系统原理。
§6.1 引言一、什么是模拟信号数字化？就是把模拟信号变换为数字信号的过程，即模数转化。
这是本章欲解决的中心问题。
二、为什么要进行模数转换？由于数字通信的诸多优点，数字通信系统日臻完善。
致使许多模拟信源的信号也想搭乘数字通信的快车；先将模拟信号转化为数字信号，借数字通信方式（基带或频带传输系统）得到高效可靠的传输，然后再变回模拟信号。
三、怎样进行数字化？就目前通信中使用最多的模数转换方法—脉冲编码调制（PCM）为典型，它包含三大步骤：1.抽样（§2 和§3）；2.量化（§4）；3.编码（§5）1.抽样：每隔一个相等的时间间隙，采集连续信号的一个样值。
2.量化：将量值连续分布的样值，归并到有限个取值范围内。
3.编码：用二进制数字代码，表达这有限个值域（量化区）。
2、解调3、抽样定理从频谱图清楚地看到，能用低通滤波器完整地分割出一个F（ω）的关键条件是ωs≥2ωm，或f s≥2f m。
这里2f m 是基带信号最大频率，2f m 叫做奈奎斯特抽样频率。
抽样定理告诉我们，只要抽样频率不小于2f m，从理想抽样序列就可无失真地恢复原信号。
二、带通抽样带通信号的带宽B=f H-f L，且B<<f H，抽样频率f s 应满足f s=2B(1+K/N)=2f H/N 式中，K=f H/B-N，N 为不超过f H/B 的最大整数。
由于0≤K<1，所以f s在2B～4B 之间。
当f H >> B 即N >>1 时f S =2B。
当f S > 2B(1+R/N) 时可能出现频谱混叠现象（这一点是与基带信号不同的）例：f H= 5MHz，f L = 4MHz，f S =2MHz 或3MHz 时，求M S(f)§6.3 脉冲幅度调制（PAM）理想抽样采用的单位冲击序列，实际中是不存在的，实际抽样时采用的是具有一定脉宽和有限高度的窄脉冲序列来近似。
通信原理第6章 模拟信号的数字传输
可见：量化电平增加一倍，即编码位数每增加一位， 量化信噪比提高6分贝。
2020/1/25
第6章 模拟信号的数字传输
11
6.1.2 量化
对于正弦信号，大信号出现概率大，故量化信噪比近
似为
Sq Nq
dB
6k
2
(dB）
对于语音信号，小信号出现概率大，故量化信噪比近 似为
取样定理描述：一个频带限制在 0 ~ f H内的连续信
号
m(t ) ，如果取样速率
fs
2
f
，则可以由离散样值
H
序列ms (t)无失真地重建原模拟信号 m(t) 。
取样定理证明：
ms (t) m(t) Ts (t)
M s ( f ) M ( f ) Ts ( f )
Ts ( f )
第６章 模拟信号的数字传输
1、数字通信有许多优点:
抗干扰能力强，远距离传输时可消除噪声积累 差错可控，利用信道编码可使误码率降低。 易于和各种数字终端接口中； 易于集成化，使通信设备小型化和微型化 易于加密处理等。
2、实际中有待传输的许多信号是模拟信号
语音信号； 图像信号； 温度、压力等传感器的输出信号。
于前一个时刻的值上升一个台阶；每收到一个代码 “0”就下降一个台阶。 编码和译码器
2020/1/25
第6章 模拟信号的数字传输
25
6.2.2 △Ｍ系统中的噪声
采用△Ｍ实现模拟信号数字传输的系统称为△Ｍ系统
△Ｍ系统中引起输出与输入不同的主要原因是：量化 误差和数字通信系统误码引起的误码噪声。
2020/1/25
第6章 模拟信号的数字传输
《通信原理》(第3版)课件CH6
P2FSK ( f
)=
1 4Ps1(源自f+f1) + Ps1 ( f
−
f1
)
+
1 4
Ps2
(
f
+
f2 ) + Ps2 ( f
−
f2 )
P=1/2
P2FSK (
f
)
=
Tb
16
sin ( (f
f + f1)Tb + f1)Tb
2
+
sin ( f − f1)Tb ( f − f1)Tb
2
+
Tb
16
6.2 二进制数字调制原理
◼ 6.2.1 2ASK（Amplitude shift-keying) ◼ 6.2.2 2FSK(Frequency shift-keying) ◼ 6.2.3 2PSK(Phase shift-keying)
6.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
s(t)
1
0
1
1
0
0
6.2.3 2PSK：功率谱
P2PSK ( f )
0
解决方法：二进制差分相位键控（2DPSK） differential
6.2.3 2PSK：2DPSK定义
（前后相邻码元相位差）=
0，
，
表示数字信息“0” 表示数字信息“1”
相对移相：以前后相邻 码元的载波相位的相对 变化来表示数字信息的
绝对码an与相对码bn间的关系为： bk=akbk−1
ak=bkbk−1
2
条件：1、0等概
P2ASK (
f
)
= Tb 16
sin ( (f
《数字通信原理与技术》课件第5章
从原理上讲,要识别V1是信码还是调整比特,只要1位码 就够了。这里用3位码主要是为了提高可靠性。如果用1位码, 这位码传错了,就会导致对V1的错误处置。例如用“1”表示 有调整,“0”表示无调整,经过传输若“1”错成“0”,就会把调整 比特错当成信码;反之,若“0”错成“1”,就会把信码错当成调 整比特而舍弃。现在用3位码,采用大数判决,即“1”的个数比 “0”多认定是3个“1”码;反之,则认定是3个“0”码。这样,即 使传输中错一位码,也能正确判别V1的性质。
基于30/32路系列的数字复接体系(E体系)的结构图如图 5－4所示。
图5－4 PCM30/32路系列数字复接体系(E体系)
5.2 同步数字体系(SDH)
5.2.1 SDH的基本概念 20世纪80年代中期以来,光纤通信在电信网中获得广泛
应用,其应用范围已逐步从长途通信、市话局间中继通信转 向用户入网。光纤通信优良的宽带特性、传输性能和低廉价 格正使之成为电信网的主要传输手段。然而随着电信网的发 展和用户要求的提高,光纤通信中的传统准同步(PDH)数字体 系暴露出一些固有的弱点,即
图5－3 正码速调整原理
通过图5－3中的比较器可以做到缓存器快要读空时发出 一指令,命令2112kHz时钟停读一次,使缓存器中的存储量增 加,而这一次停读就相当于使图5－2(a)的V1比特位置没有置 入信码而只是一位作为码速调整的比特。图5－2(a)帧结构 的意义就是每212bit比相一次,即作一次是否需要调整的判决。 判决结果需要停读,V1就是调整比特;不需要停读,V1就仍然是 信码。这样一来就把在2048kb/s上下波动的支路码流都变成 同步的2112kb/s码流。
图5－1 数字复接系统方框图
在图5－1中,码速调整单元的作用是把各准同步的输入支路的 数字信号的频率和相位进行必要调整,形成与本机定时信号完全同 步的数字信号。若输入信号是同步的,那么只需调整相位。
第02章-数据通信(第3版)
计算机网络应用技术教程（第三版）
多媒体网络应用
• 随着计算机技术的发展，多媒体技术得到广泛应用 • 与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传 输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性 • 如果每帧图像由1024×768个点阵组成，图像颜色 有256种，每个点阵用1字节二进制数表示，每秒钟 传送30帧图像，则每秒需要传送235,929,601字节 • 如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音信号进 行22,050次取样，每次取样值用1字节表示，单声 道每秒钟需要传送22,050字节；双声道立体声每秒 钟需要传送44,100字节 • 多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提 出更高要求
计算机网络应用技术教程（第三版）
双绞线
STP
UTP
课件制作人：谢希仁
最高 传输 频率
3类双绞线 4类双绞线 16MHZ 20MHZ
最高 传输 速率
10Mbp s 16Mbp s
主要应用
最大 网段 长度
100米 100米
(b)
计算机网络应用技术教程（第三版）
单工、半双工与全双工通信
发送 单向通道 (a) 发送 双向通道 接收 (b) 发送 双向通道 接收 (c)
计算机网络应用技术教程（第三版）
接收
接收 发送
接收 发送
同步技术
• 数据通信的同步包括两种： –位同步(bit synchronous) –字符同步(character synchronous) • 同步式(synchronous)：将字符组织成组， 以组为单位连续传输。每组字符之前加上 一个或多个同步字符SYN • 异步式(asynchronous) ：每个字符传输， 字符之间的时间间隔任意。每个字符的第 一位前加1位起始位(逻辑“1”)，最后一 位后加1或2位终止位(逻辑“0”)
数字通信原理与技术(本科)第3章
s (t )
k
(t kT )
s
s(t)的频谱也由一系列冲击函数组成， 即 第 3 章 模拟信号的数字传输
第 3 章 模拟信号的数字传输 利用卷积定理， 我们可以求出(3-3)式的傅氏变换为
第 3 章 模拟信号的数字传输
(a )
Xδ (ω )
0 Xδ (ω )
ω
(b )
第 3 章 模拟信号的数字传输
第 3 章 模拟信号的数字传输
3.1 脉冲编码调制 3.2 增量调制(ΔM) 3.3 时分复用与数字复接原理 3.4 数字复接技术
第 3 章 模拟信号的数字传输
3.1 脉冲编码调制(PCM)
s (t ) {x (k Ts)} 抽样 x s(t ) 量化 x q (k T s ) x q(t ) 编码 {s k } 数字通 信系统 { ＾ sk} 译码 x q (k T s ) 低通 x (t )
第 3 章 模拟信号的数字传输
图 3-5 自然抽样的方框图和各点波形
第 3 章 模拟信号的数字传输 X(f )
－ fx
0 fx S (f )
f
－ 4f s
－ 3f s
－ 2f s
－ fs
4f s 0 fs 2f s 3f s Xs(f )
f
－ 3f s
－ －f s －f x 0 f x 2f s
Q
N q pi ( x mi ) 2 dx
i 1 xi 1
xi
2 Q pi 12 i 1 2 12
第 3 章 模拟信号的数字传输 (3) 量化信噪比。量化信噪比是衡量量化性能好坏的指 标， 其中式(3-14)给出量化噪声功率，按照上面给出的条件， 可得出量化信号功率Sq为
《数字通信原理(第三版)》教材课后习题答案
《数字通信原理》习题解答第1章 概述1-1 模拟信号与数字信号的特点分别就是什么?答:模拟信号的特点就是幅度连续;数字信号的特点幅度离散。
1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码与信源解码的作用就是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。
答:信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号,即完成模/数变换的任务。
信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号,即完成数/模变换的任务。
话音信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些?答:数字通信的特点就是:(1)抗干扰性强,无噪声积累;(2)便于加密处理;(3)采用时分复用实现多路通信;(4)设备便于集成化、微型化;(5)占用信道频带较宽。
1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累?答:对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值),在传输过程中受到噪声干扰,当信噪比还没有恶化到一定程度时,即在适当的距离,采用再生的方法,再生成已消除噪声干扰的原发送信号,所以说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累。
1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ,如采用四电平传输,求信息传输速率及符号速率。
答:符号速率为 Bd N 66101011===-码元时间 信息传输速率为s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=⨯=⋅== 1-6 接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。
答:76105.210221)()(-⨯=⨯⨯==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024,可传输s kbit /2048的比特率,试问其频带利用率为多少Hz s bit //?答:频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//33=⨯⨯==（频带宽度信息传输速率η 1-8数字通信技术的发展趋势就是什么？答:数字通信技术目前正向着以下几个方向发展:小型化、智能化,数字处理技术的开发应用,用户数字化与高速大容量等。
精品课件-通信原理与通信技术(第三版)(张卫钢)-第20章
信息传输的过程或方式。例如移动体（车辆、船舶、飞机、人） 与固定点之间或移动体之间的通信都属于移动通信。
第20章 移动通信技术
移动通信可以应用于任何条件之下，特别是在有线通信不 可及的情况下（如无法架线、埋线缆等）更能显示出其优越性。 由于是无线方式，并且是在运动中进行通信，因此形成了许多 特点：
第20章 移动通信技术
(2)中级阶段：20世纪60年代中期到70年代中期，在这一 阶段模拟移动通信系统有了较大的发展，如美国的改进型汽车 电话系统。这一阶段的特点是实现了用户全自动拨号，采用了 晶体管使设备体积变小、功耗降低，频段由原来的30MHz、 80MHz发展到150MHz和450MHz，公安、消防、列车、新闻等行 业出现了大量的专用移动通信系统。
第20章 移动通信技术
有差别才能鉴别，能鉴别才能选择。多址技术的基础是信 号特征上的差异。一般来说，信号的这种差异可以表现在某些 参数上，例如信号的工作频率、信号的出现时间以及信号具有 的特定波形等，其要求是各信号的特征彼此独立，或者说正交， 或者说任意两个信号波形之间的互相关函数等于0或接近0。
第20章 移动通信技术
小区制为了克服大区制系统容量不大这一限制，适合更大 范围（大城市）、更多用户的服务。小区制一般是指覆盖半径 为2～10km的多个无线区链接合成而形成整个服务区的制式， 此时的基站发射功率很小（8～20W）。由于通常将小区绘制 成六角形（实际小区覆盖地域并非六角形），多个小区结合后 看起来很像蜂窝，因此称这种组网为蜂窝网。用这种组网方式 可以构成大区域大容量的移动通信系统，进而形成全省、全国 或更大区域的系统。
第20章 移动通信技术
4．按系统组成结构分类 （1）蜂窝状移动电话系统。蜂窝状移动电话是移动通信 的主体，它是具有全球性且用户容量最大的移动电话网。 （2）集群调度移动电话。它可将各个部门所需的调度业 务进行统一规划建设，集中管理，每个部门都可建立自己的调 度中心台。它的特点是共享频率资源、通信设施、通信业务， 共同分担费用。
第20章 移动通信技术
移动通信可以应用于任何条件之下，特别是在有线通信不 可及的情况下（如无法架线、埋线缆等）更能显示出其优越性。 由于是无线方式，并且是在运动中进行通信，因此形成了许多 特点：
第20章 移动通信技术
(2)中级阶段：20世纪60年代中期到70年代中期，在这一 阶段模拟移动通信系统有了较大的发展，如美国的改进型汽车 电话系统。这一阶段的特点是实现了用户全自动拨号，采用了 晶体管使设备体积变小、功耗降低，频段由原来的30MHz、 80MHz发展到150MHz和450MHz，公安、消防、列车、新闻等行 业出现了大量的专用移动通信系统。
第20章 移动通信技术
有差别才能鉴别，能鉴别才能选择。多址技术的基础是信 号特征上的差异。一般来说，信号的这种差异可以表现在某些 参数上，例如信号的工作频率、信号的出现时间以及信号具有 的特定波形等，其要求是各信号的特征彼此独立，或者说正交， 或者说任意两个信号波形之间的互相关函数等于0或接近0。
第20章 移动通信技术
小区制为了克服大区制系统容量不大这一限制，适合更大 范围（大城市）、更多用户的服务。小区制一般是指覆盖半径 为2～10km的多个无线区链接合成而形成整个服务区的制式， 此时的基站发射功率很小（8～20W）。由于通常将小区绘制 成六角形（实际小区覆盖地域并非六角形），多个小区结合后 看起来很像蜂窝，因此称这种组网为蜂窝网。用这种组网方式 可以构成大区域大容量的移动通信系统，进而形成全省、全国 或更大区域的系统。
第20章 移动通信技术
4．按系统组成结构分类 （1）蜂窝状移动电话系统。蜂窝状移动电话是移动通信 的主体，它是具有全球性且用户容量最大的移动电话网。 （2）集群调度移动电话。它可将各个部门所需的调度业 务进行统一规划建设，集中管理，每个部门都可建立自己的调 度中心台。它的特点是共享频率资源、通信设施、通信业务， 共同分担费用。
精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
精品课件-通信原理与通信技术(第三版)(张卫钢)-第9章
2 ··— — —
T—
3 ···— —
U ··—
4 ····—
V ···—
5 ·····
W ·— —
6 — ····
X — ··—
7 — — ···
Y — ·— —
8 — — — ··
Z — — ··
9 ————·
1 ·— — — — 0 — — — — —
第9章 数据通信与通信网
其实，只要将莫尔斯码中的“点”、“划”用数字“0”、 “1”代替，莫尔斯码就变成了我们熟悉的二进制码。
第9章 数据通信与通信网
9.1.4 数据通信系统的组成 从宏观上看，数据通信系统与第1章介绍的通信系统一样具
有信源、信宿和传输信道（介质）三大部分。如果结合数据通 信的具体特点更深入地讨论数据通信系统的话，我们认为一个 数据通信系统可以由七个部分构成，它们是：
（1）信源数据终端设备DTE（DataTerminalEquipment）。 （2）信源数据终端设备和数据通信设备之间的接口。 （3）信源的数据通信设备DCE （DataCommunicationEquipment）。
第9章 数据通信与通信网
9.1.2 数据、模拟和数字通信的异同点 对于模拟信号而言，信号本身就是所传输的模拟消息，比
如语音信号、电视信号。通信系统完成了信号传输也就完成了 信息的传输，因此，模拟通信系统只要尽量不失真地将信号从 信源传送到信宿即可完成通信任务。
从宏观上看，模拟通信系统信宿接收的信号就是信源发出 的信号，所不同的是接收的信号相对于发送的信号有不同程度 的变形（失真）；信号在传输过程中不能停顿，只有因电磁波 传输而带来的时延，因此，模拟通信是实时通信。模拟通信通 常不需要通信协议。
通信原理与通信技术(第三版)第6章 数字信号的基带传输
第6章 数字信号的基带传输
HDBn码中应用最广泛的是HDB3码。在HDB3 n=3，所以连“0”个数不能大于3。每当出现4个连“0”码时， 就用取代节B00V或000V代替，其中B表示符合极性交替变 化规律的传号，V表示破坏极性交替规律的传号，也称为破 坏点。当两个相邻V脉冲之间的传号数为奇数时，采用000V 取代节；若为偶数时采用B00V取代节。这种选取原则能确 保任意两个相邻V脉冲间的B脉冲数目为奇数，从而使相邻 V脉冲的极性也满足交替规律。原信息码中的传号都用B脉 冲表示。HDB3码的波形如图6－3（b）所示。
第6章 数字信号的基带传输
5．差分码 在差分码中，1和0分别用电平的跳变或不变来表示。在 电报通信中，常把1称为传号，把0称为空号。用电平跳变表 示1，称为传号差分码；若用电平跳变表示0，则称为空号差 分码。传号差分码和空号差分码分别记做NRZ（M）和NRZ （S）。 这种码型的信息1和0不直接对应具体的电平幅度，而是 用电平的相对变化来表示。其优点是信息存在于电平的变化 之中，可有效地解决PSK同步解调时因收信端本地载波相位 倒置而引起信息“1”和“0”的倒换问题（详见7.3.4节），故 得到了广泛应用。由于差分码中电平只具有相对意义，因此 又称为相对码。
第6章 数字信号的基带传输
第6章 数字信号的基带传输
6.1 基带信号的概念 6.2 数字基带信号的码型 6.3 无码间串扰的传输波形 6.4 扰码和解扰 6.5 眼图 6.6 小资料——真空管的发明
第6章 数字信号的基带传输
6.1 基带信号的概念
在第1章中我们知道数字通信系统包括数据通信系统都 是以数字信号为载体传输信息的。而数字信号可以是模拟信 号经数字化处理后而形成的脉冲编码信号，也可能是来自数 据终端设备（比如计算机）的原始数据信号。
精品文档-数字通信原理与技术(第三版)(王兴亮)-第9章
第9章 差错控制编码
设分组码中信息位k=4,又假设该码能纠正一位错码,这 时,d0≥3。要满足2r-1≥n,取r≤3,当r=3时,n=k+r=7,这样 就构成了(7,4)汉明码。这里用A=［a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0］表示码字,其中,前4位是信息元,后3位是监督元。用 S1,S2,S3表示由3个监督方程得到的3个校正子。3个校正子 S1,S2,S3指示23-1种不同的错误图样。校正子与错码位置的 对应关系如表9－5所示。
第9章 差错控制编码 表9-3 3∶2 恒比码
第9章 差错控制编码
9.4 线 性 分 组 码
9.4.1 基本概念 在(n,k)分组码中,若每一个监督元都是码组中某些信息
元按模二和而得到的,即监督元是按线性关系相加而得到的, 则称线性分组码。或者说,可用线性方程组表述码规律性的分 组码称为线性分组码。线性分组码是一类重要的纠错码,应用 很广泛。
第9章 差错控制编码
码的最小距离d0直接关系着码的检错和纠错能力； 任一(n,k)分组码，若要在码字内:
(1) 检测e个随机错误，则要求码的最小距离d0≥e+1;
(2) 纠 正 t 个 随 机 错 误 ， 则 要 求 码 的 最 小 距 离 d0≥2t+1;
(3) 纠正t个同时检测e(≥t)个随机错误，则要求码 的最小距离d0≥t+e+1。
第9章 差错控制编码
在前面讨论奇偶监督码时,如考虑偶监督,用式(9－2)作 为监督方程,而在接收端译码时,实际是按下式计算:
S an1 an2 a1 a0 (9－6)
若S=0，就认为无错；若S=1，就认为有错，我们称上式为监督 方程，S校正子（校验子），又称伴随式。如果增加一位监督 元，就可以写出两个监督方程，计算出两个校正子S1和S2。 S1S2为00时，表示无错；S1S2为01、10、11时，指示3种不同 的错误图样。由此可见，若有r位监督元，就可以构成r个监督 方程，计算得到的校正子有r位，可用来指示2r-1种不同的错 误图样，r位校正子为全零时，表示无错。
数字通讯原理第6章
互调干扰是频分多址方式中的一个严重问题。目前，常用 的减少互调干扰的主要方法有：
第6章 多址通信
(1) 合理规划载波中心频率，控制各载波中心频率的间隔， 合理配置各载波频率的位置。在互调干扰中， 影响最大的是 (f1+f2－f3)形式和(2f1－f2)形式的三阶互调干扰。另外，在各载 波等间隔配置时，随着载波数的增加， (f1+f2－f3)形式的干扰 要比(2f1－f2)形式大得多。因此，在载波很多时， 应认真选择 各载波中心频率的间隔，而不能简单等间隔地配置载波。
FDMA系统既可传送模拟信号，也可传送数字信号。在模拟蜂 窝通信系统中，采用FDMA 方式是惟一的选择，例如北美800 MHz 的AMPS体制和欧洲的TACS体制，如图6-3(a)所示。 通常信道带 宽为传输一路模拟话音所需的带宽(例如25 kHz)， 采用频分双 工(FDD)方式来实现双工通信，即发送频率与接收频率不同。 分 配给用户的信道是一对频率。其中一个频率用于基站(BS)至移动 台(MS)的前向信道；另一个频率则用于移动台至基站的反向信道。 基站能同时发射和接收多个不同频率的信号，信道资源由移动交 换中心(MSC)进行分配和管理。 图6-3(b)给出了FDMA模拟蜂窝系 统的频谱分割，其中，前向信道占用较高的频段， 反向信道占 用较低的频段，中间为保护频段， 用户频道之间留有保护间隔
第6章 多址通信
信号正交分割的原理是使分割域内的各个信号相互正交，
即若信号集合｛s1(t), s2(t), …, sN(t)｝中任意两个信号满足
t2 t1 t2 t1
si (t)s j (t)dt si (t)s j (t)dt
1, 0,
i=j i≠j
(6.1-1)
则称｛ s1(t), s2(t), …, sN(t)｝为正交信号族，其中的任意两个信 号si(t)、sj(t)在区间(t1, t2)内称为正交信号。
第6章 多址通信
(1) 合理规划载波中心频率，控制各载波中心频率的间隔， 合理配置各载波频率的位置。在互调干扰中， 影响最大的是 (f1+f2－f3)形式和(2f1－f2)形式的三阶互调干扰。另外，在各载 波等间隔配置时，随着载波数的增加， (f1+f2－f3)形式的干扰 要比(2f1－f2)形式大得多。因此，在载波很多时， 应认真选择 各载波中心频率的间隔，而不能简单等间隔地配置载波。
FDMA系统既可传送模拟信号，也可传送数字信号。在模拟蜂 窝通信系统中，采用FDMA 方式是惟一的选择，例如北美800 MHz 的AMPS体制和欧洲的TACS体制，如图6-3(a)所示。 通常信道带 宽为传输一路模拟话音所需的带宽(例如25 kHz)， 采用频分双 工(FDD)方式来实现双工通信，即发送频率与接收频率不同。 分 配给用户的信道是一对频率。其中一个频率用于基站(BS)至移动 台(MS)的前向信道；另一个频率则用于移动台至基站的反向信道。 基站能同时发射和接收多个不同频率的信号，信道资源由移动交 换中心(MSC)进行分配和管理。 图6-3(b)给出了FDMA模拟蜂窝系 统的频谱分割，其中，前向信道占用较高的频段， 反向信道占 用较低的频段，中间为保护频段， 用户频道之间留有保护间隔
第6章 多址通信
信号正交分割的原理是使分割域内的各个信号相互正交，
即若信号集合｛s1(t), s2(t), …, sN(t)｝中任意两个信号满足
t2 t1 t2 t1
si (t)s j (t)dt si (t)s j (t)dt
1, 0,
i=j i≠j
(6.1-1)
则称｛ s1(t), s2(t), …, sN(t)｝为正交信号族，其中的任意两个信 号si(t)、sj(t)在区间(t1, t2)内称为正交信号。
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第 6 章 数字信号的基带传输
4. 双极性归零(RZ)码
双极性归零码构成原理与单极性归零码相同，如图6 1(d)所示。 “1”和“0”在传输线路上分别用正和负脉冲表示， 且相邻脉冲间必有零电平区域存在。因此，在接收端根据接收 波形归于零电平便知道1比特信息已接收完毕， 以便准备下一 比特信息的接收。所以，在发送端不必按一定的周期发送信息。 可以认为正负脉冲前沿起了启动信号的作用，后沿起了终止信 号的作用, 因此，可以经常保持正确的比特同步。 即收发之 间无需特别定时，且各符号独立地构成起止方式， 此方式也 叫自同步方式。此外，双极性归零码也具有双极性不归零码的 抗干扰能力强及码中不含直流成分的优点。双极性归零码得到 了比较广泛的应用。
第 6 章 数字信号的基带传输
1.单极性不归零(NRZ)码 传输码型的选择，主要考虑以下几点： (1) 码型中低频、 高频分量尽量少； (2) 码型中应包含定时信息， 以便定时提取； (3) 码型变换设备要简单可靠； (4) 码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律性， 则就可根据这一规律性来检测传输质量，
6.1数字基带信号的常用码型
在实际基带传输系统中，并非所有原始基带数字信号 都能在信道中传输，例如，有的信号含有丰富的直流和低 频成分，不便于提取同步信号；有的信号易于形成码间串 扰等。因此，基带传输系统首先面临的问题是选择什么样 的信号形式，包括确定码元脉冲的波形及码元序列的格式 (码型)。
为了在传输信道中获得优良的传输特性，一般要将信 码信号变化为适合于信道传输特性的传输码(又叫线路码)， 即进行适当的码型变换。
(e) 差分码；(f) 交替极性码(AMI)； (g) 三阶高密度双极性码(HDB3)； (h) 分相码；(i) 信号反转码(CMI)
第 6 章 数字信号的基带传输
1. 单极性不归零(NRZ)码 如图6-1(a)所示。此方式中“1”和“0”分别对应正电平和 零电平，或负电平和零电平。在表示一个码元时，电压均无需 回到零，故称不归零码。它有如下特点： (1) 发送能量大，有利于提高接收端信噪比；
第 6 章 数字信号的基带传输
5. 差分码
差分码是利用前后码元电平的相对极性来传送信息的， 是一种相对码。 对于“0”差分码，它是利用相邻前后码元电 平极性改变表示“0”，不变表示“1”。而“１”差分码则是利 用相邻前后码元极性改变表示“1”，不变表示“0”，如图61(e)所示。这种方式的特点是，即使接收端收到的码元极性与字信号的基带传输
第 6 章 数字信号的基带传输
6.1 数字基带信号的常用码型 6.2 数字基带传输系统 6.3 无码间串扰的基带传输系统 6.4 基带数字信号的再生中继传输 6.5 眼图 6.6 时域均衡 6.7 部分响应技术 6.8 数字信号的最佳接收
第 6 章 数字信号的基带传输
(2) 接收端判决门限为0， 容易设置并且稳定， 因此抗干 扰能力强；
(3) 可以在电缆等无接地线上传输。
第 6 章 数字信号的基带传输
3. 单极性归零(RZ)
如图6-1(c) 所示。在传送“1”码时发送1个宽度小于码元 持续时间的归零脉冲；在传送“0”码时不发送脉冲。其特征是 所用脉冲宽度比码元宽度窄，即还没有到一个码元终止时刻就 回到零值，因此，称其为单极性归零码。脉冲宽度τ与码元宽 度Tb之比τ/Tb叫占空比。单极性RZ码与单极性NRZ码比较， 除 仍具有单极性码的一般缺点外，主要优点是可以直接提取同步 信号。此优点虽不意味着单极性归零码能广泛应用到信道上传 输，但它却是其它码型提取同步信号需采用的一个过渡码型。 即它是适合信道传输的，但不能直接提取同步信号的码型， 可先变为单极性归零码，再提取同步信号。
(2) 在信道上占用频带较窄；
(3) 有直流分量，将导致信号的失真与畸变；且由于直流 分量的存在，无法使用一些交流耦合的线路和设备；
(4) 不能直接提取位同步信息；
(5) 接收单极性NRZ码的判决电平应取“1”码电平的一半。
第 6 章 数字信号的基带传输
2. 双极性不归零(NRZ) 此编码中，“1”和“0”分别对应正、负电平，如图6-1(b) 所示。其特点除与单极性NRZ码特点(1)、 (2)、 (4)相同外， 还有以下特点： (1) 从统计平均角度来看，“1”和“0”数目各占一半时无 直流分量， 但当“1”和“0”出现概率不相等时，仍有直流成 份；
第 6 章 数字信号的基带传输
(5) 编码方案对发送消息类型不应有任何限制， 适合于 所有的二进制信号。这种与信源的统计特性无关的特性称为 对信源具有透明性；
(6) 低误码增殖； (7) 高的编码效率。
第 6 章 数字信号的基带传输
图6 –1 (a) 单极性(NRZ)码 ；(b) 双极性(NRZ)码；(c) 单极性(RZ)码； (d) 双极性(RZ)码；
第 6 章 数字信号的基带传输
传输码型的选择，主要考虑以下几点： (1)码型中低频、高频分量尽量少。 (2)码型中应包含定时信息，以便定时提取。 (3)码型变换设备要简单可靠。 (4)码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律 性，则就可根据这一规律性来检测传输质量，以便做到自 动监测。 (5)编码方案对发送消息类型不应有任何限制，适合于 所有的二进制信号。这种与信源的统计特性无关的特性称 为对信源具有透明性。 (6)低误码增殖。 (7)高的编码效率。
上面所述的NRZ码、 RZ码及差分码都是最基本的二元码。
第 6 章 数字信号的基带传输
6. 交替极性(AMI)码
AMI是交替极性(Alternate Mark Inversion)码。这种码 名称较多，如双极方式码、平衡对称码、信号交替反转码等。 此方式是单极性方式的变形， 即把单极性方式中的“0”码仍 与零电平对应，而“１”码对应发送极性交替的正、负电平， 如图6-1(f)所示。这种码型实际上把二进制脉冲序列变为三 电平的符号序列(故叫伪三元序列)， 其优点如下：