現(xiàn)代通信系統(tǒng)概論_04_數(shù)字通信系統(tǒng)概述課件.ppt

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1、第四章數(shù)字通信系統(tǒng)概述第四章數(shù)字通信系統(tǒng)概論4.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型4.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)4.3數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)4.4數(shù)字傳輸信號的處理4.5數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)學(xué)習(xí)要點1．理解數(shù)字通信的基本概念、模型。2．了解數(shù)字復(fù)接技術(shù)。3．掌握數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)。4.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號的通信方式稱為數(shù)字通信，它包括將基帶數(shù)字信號直接送往信道傳輸?shù)臄?shù)字基帶傳輸和經(jīng)載波調(diào)制后再送往信道傳輸?shù)臄?shù)字載波傳輸。對應(yīng)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。一、模型結(jié)構(gòu)完成數(shù)字信號產(chǎn)生、變換、傳遞及接收全過程的系統(tǒng)稱之為數(shù)字通信系統(tǒng)。二、信道的概念信道是信息傳輸?shù)耐ǖ?，是通信系統(tǒng)的重

2、要組成部分。有線信道光纖（光纜）和電纜（雙絞線和同軸電纜）無線信道介質(zhì)是自由空間，電磁波在大氣層、電離層或外層空間傳送（與工作的頻率或波長有關(guān)）。如短波電離層傳播、微波視距傳播等。三、信道中的信號衰減由于介質(zhì)的特性，信號在信道中傳輸，必然會產(chǎn)生能力損耗，也稱為衰減或衰耗四、信道中的干擾和噪聲信號在傳輸過程中，會有各種噪聲和干擾。干擾主要來自外界及設(shè)備的相互影響噪聲主要來自自然界和系統(tǒng)內(nèi)部（如熱噪聲）工作頻率越高，越容易產(chǎn)生干擾和受到干擾。信道中的干擾和噪聲，會使接收信號產(chǎn)生時變和失真。用信噪比（S/N）來表征信號受干擾的程度。五、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標傳輸速率一

3、是信息傳輸速率（Rb），bit/s。一是碼元傳輸速率（RB），又叫符號速率，其單位為波特，常用B表示。簡稱波特率。對于二進制數(shù)字信號，碼元速率與信息速率相等，但單位不同。五、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標誤碼率誤碼用誤碼率來表征：在一定統(tǒng)計時間內(nèi)，數(shù)字信號在傳輸過程中，發(fā)生誤碼的碼元個數(shù)與傳輸?shù)目偞a元數(shù)之比可靠性傳輸指標五、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標抖動容限所謂抖動，是指在噪聲因素的影響下，數(shù)字信號的有效瞬間相對于應(yīng)生成理想時間位置的短時偏離。抖動容限，指某個特定的抖動比特的時間位置相對于該比特抖動時的時間位置的最大部分偏離。4.2數(shù)字復(fù)接技術(shù)為了提高通信系統(tǒng)的傳輸速率

4、，充分利用設(shè)備，絕大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)都采用時分多路復(fù)用技術(shù)（TDM）。數(shù)字復(fù)接技術(shù)是擴大數(shù)字通信傳輸容量的有效方法。一、時分復(fù)用原理時分多路復(fù)用（TDM）以時間作為信號分割的參量，各路信號在時間軸上互不重疊，各路信號輪流在不同的時隙傳輸，每一路所占的頻帶相同。抽樣定理為時分多路復(fù)用提供了依據(jù)。312一、時分復(fù)用原理時分多路復(fù)用的特點：TDM信號中各信號的頻譜分量混疊在一起，從頻譜上不可能分辨各路信息信號。由于時分順序傳送各信息信號一次的周期很短，所以，雖然從微觀上講在時間上可分辨各路信息信號，但人是感覺不到各路信息信號是在不同時間傳送的，宏觀上能感覺到的仍是“同時”

5、傳送。二、PCM30/32路基群幀結(jié)構(gòu)二、PCM30/32路基群幀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖三、數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)復(fù)接就是把兩個以上的低速數(shù)字信號合并成一個高速數(shù)字信號參與復(fù)接的信號稱為支路信號，而復(fù)接以后的信號稱為合路信號或群路信號。分接就是把高速數(shù)字信號分解成低速數(shù)字信號，即把群路信號分離成各個支路信號的過程。三、數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接的方法主要有按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種PCM30/32基群(1)10110101PCM30/32基群(2)11011001PCM30/32基群(3)10011101PCM30/32基群(4)11101011(a)一次群(基群)(b)二次群

6、(按位數(shù)字復(fù)接)(c)二次群(按字復(fù)接)三、數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖三、數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)復(fù)接有同步復(fù)接和異步復(fù)接同一時鐘產(chǎn)生的信號為同源信號，同源信號的復(fù)接稱為同步復(fù)接。不同時鐘產(chǎn)生的信號為異源信號，異源信號的復(fù)接稱為異步復(fù)接。同步復(fù)接各支路的信號速率一致，但因傳輸距離不同，相位可能不同，需要設(shè)置緩沖器在復(fù)接前進行相位調(diào)整。對于異源信號的支路的碼速率有些偏差，需要進行碼速調(diào)整后，再進行復(fù)接。4.3數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一般都采用由世界電信組織建議的統(tǒng)一格式，在一幀的信號中應(yīng)有以下基本信號：幀同步信號（幀定位信號）及同步對告信號；是最重要的信號，幀同步信號

7、是由一定長度、滿足一定要求的特殊碼型構(gòu)成的碼組。信息信號；所需要傳送的信息。其他特殊信號（地址、信令、糾錯等信號）；一些管理指令。勤務(wù)信號；包括監(jiān)測、告警、控制和工作人員勤務(wù)聯(lián)系信號等。復(fù)接信號幀結(jié)構(gòu)以PCM基群幀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，有PDH和SDH兩種方式。一、準同步數(shù)字復(fù)接系列PDHPCM技術(shù)在復(fù)接成一次群時，采用同步復(fù)接。但在復(fù)接成二、三、四次群時要采用異步復(fù)接。規(guī)定了各支路時鐘之間允許的偏差標稱值范圍，這種對比特率偏差的約束就是所稱的準同步工作。相應(yīng)的比特系列稱為準同步數(shù)字系列（PDH，PlesiochronousDigitalHierarchy）。一、準同步數(shù)