數(shù)字通信系統(tǒng)概述ppt課件.ppt

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1、第4章數(shù)字通信系統(tǒng)概述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)4.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型4.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)通信就是信息的傳遞。用以完成信息傳遞整個過程的通信系統(tǒng)是由一整套技術(shù)設(shè)備硬件、軟件和傳輸煤質(zhì)所構(gòu)成的總體。第1章我們已經(jīng)講過，就信號的傳遞通信系統(tǒng)可以分為兩大類，即模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，我們這里主要講授數(shù)字通信系統(tǒng)。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)。數(shù)字通信系統(tǒng)的模型可用圖4.1來描述。圖4.1數(shù)

2、字通信系統(tǒng)模型圖4.1中，信息源是信息或信息序列的產(chǎn)生源。它泛指一切發(fā)信者，可以是人也可以是機(jī)器。他（它）們可以產(chǎn)生諸如聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像、代碼等電信號。信源編碼的主要功能是把人的話音以及機(jī)器產(chǎn)生的如文字、圖表及圖像等模擬信號變換成數(shù)字信號，即所謂的模/數(shù)（A/D）變換。信源和信源編碼可設(shè)在通一物理體內(nèi)，也可以分設(shè)。如現(xiàn)在的一般電話用戶輸出話音模擬信號（300～3400Hz），通過用戶線送到數(shù)字程控交換局，通過話路模塊（PCM單路編譯碼器）變換成64kb/s的數(shù)字信號，再進(jìn)行時隙交換。（如數(shù)字電話機(jī)的信源輸出就是數(shù)字

3、信號，計算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)信號等，無需信源編碼。此時就可以省去信源編碼部分。）信源編碼：在完成多路數(shù)字信號復(fù)接為寬度數(shù)字信號之后，把此寬帶數(shù)字信號送到傳輸?shù)男诺乐腥ァ８鶕?jù)各種傳輸信道的特性及對傳輸數(shù)字信號的要求（如有一定糾錯能力、減少誤碼、從信碼中提取時鐘等），將信號變換成所謂的傳輸碼型的過程程之為信道編碼。如PCM基帶傳輸碼型HDB3碼，光纖傳輸碼型NRZ碼、5B6B碼、4B1H碼等。數(shù)字調(diào)制：根據(jù)信道煤質(zhì)特性對編碼后的數(shù)字信號還要經(jīng)過調(diào)制后送入信道中，如光纖信道中的光調(diào)制；在無線傳輸中，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字速率、邊帶利用率、功

4、率利用率及誤碼率、設(shè)備的復(fù)雜程度等，可采用數(shù)字頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）、幅移鍵控（ASK）及組合變換、變型等各種數(shù)字調(diào)制方式。信道：指傳輸信號的通道。根據(jù)信號特性，信道可以分為模擬信道和數(shù)字信道；根據(jù)傳輸煤質(zhì)的不同，可以分為有線信道（明線、電纜、光纖信道等）和無線信道（短波電離層、散射信道、微波視距信道和衛(wèi)星遠(yuǎn)程自由空間恒參信道）。在以上信道中，明線和電纜可以用來傳輸速率低的數(shù)字基帶信號，其他信道均要進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。數(shù)字信號只經(jīng)信道編碼而不經(jīng)調(diào)制就可以直接送到明線或電纜中去傳輸。我們把不經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號稱為數(shù)

5、字基帶信號，把數(shù)字基帶信號直接送到信道中傳輸?shù)臄?shù)字通信方式稱為基帶傳輸方式。經(jīng)過調(diào)制后的數(shù)字信號稱為數(shù)字頻帶信號，把調(diào)制后的數(shù)字頻帶信號送到信道中去傳輸為數(shù)字頻帶傳輸。根據(jù)現(xiàn)在接入網(wǎng)的定義，用戶與交換機(jī)之間的所有機(jī)線設(shè)備稱之為用戶接入網(wǎng)。我們把信源（信源編碼）與信道編碼（交換節(jié)點）之間的傳輸稱為接入信道。接入信道也可以分為有線和無線兩類信道，此信道的顯著特點是，突出了終端業(yè)務(wù)是業(yè)務(wù)提供點與最終用戶之間的連接網(wǎng)絡(luò)。這里講的信道，主要是指長途或市話中繼傳輸?shù)臄?shù)字通道。信號在長途傳輸時，到達(dá)接收端的信號總是不理想的，因為信道本

6、身有頻率響應(yīng)特性及衰減，信號在傳輸時會受到信道的干擾和噪聲的影響。人們長期以來在研究、探討并采取各種措施使其衰減、干擾及噪聲降到最低限度。其中，一是采用數(shù)字信號傳輸------數(shù)字通信，它具有抗干擾性強(qiáng)、噪聲不積累等優(yōu)點；二是研究特性優(yōu)良的傳輸信道，采用傳輸頻帶寬、衰減小、抗干擾性強(qiáng)的信道?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用光纖信道以及遠(yuǎn)程自由空間恒參信道（衛(wèi)星通信信道）等來改善信道質(zhì)量。數(shù)字解調(diào)，即完成從數(shù)字頻帶信號中恢復(fù)出原來的寬帶數(shù)字信號，再經(jīng)過信道解碼和碼型反變換后分離成數(shù)字基帶信號的過程；也可以是經(jīng)信源解碼，即D/A變換，還原為原始

7、模擬用戶信號或分路數(shù)字信號（不經(jīng)過信源解碼，如計算機(jī)信號等）的過程。數(shù)字解調(diào)的收端相應(yīng)技術(shù)與設(shè)備是發(fā)端技術(shù)與設(shè)備的逆變換。4.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1.數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸速率1)信息傳輸速率2)碼元(符號)傳輸速率轉(zhuǎn)換公式為(4.1.1)2.誤碼1)誤碼概念在數(shù)字通信中使用的是脈沖信號，即用“1”和“0”攜帶信息。由于噪聲、串音及碼間干擾以及其他突發(fā)因素的影響，當(dāng)干擾幅度超過脈沖信號再生判決的某一門限值時，將會造成誤判成為誤碼，如圖4.2所示。圖4.2噪聲疊加在數(shù)字信號上的波形在傳輸過程中受到干擾（疊加

8、了噪聲）的數(shù)字信號在判決點會出現(xiàn)兩種情況：以單極性信號為例：可能把“1”碼誤判為“0”碼，稱為減碼，也可能把“0”碼誤判為“1”碼，稱為增碼。無論減碼還是增碼，都稱為誤碼，誤碼用誤碼率來表征，定義為：數(shù)字通信系統(tǒng)中在一定統(tǒng)計時間內(nèi)，數(shù)字信號在傳輸過程中發(fā)生錯誤的碼元數(shù)與傳輸?shù)目偞a元數(shù)之比，用符號Pe表示。產(chǎn)生錯誤碼元