第6章数字通信系统概述祥解.ppt

第6章 数字通信系统概述 6.1 数字通信系统模型 6.2 数字复接技术 6.3 数字传输信号帧结构 6.4 数字传输信号的处理 6.5 数字信号的调制与解调 6.1 数字通信系统模型 6.1.1 数字通信系统模型结构 数字通信系统是指完成数字信号产生、变换、传递及接收全过程的系统，图6.1为数字通信系统模型结构示意图。 信息源：信息或信息序列的产生源； 信源编码：模拟信号变换成数字信号； 信道编码：数字信号变换为适合信道传输的码型； 数字调制器：调制编码后的数字信号； 信道：传输信号的通道； 数字解调：从频带数字信号恢复宽带数字信号； 信道解码：通过码型反变换恢复基带数字信号； 信源解码：数字信号变换为模拟信号； 受信者：信息或信息序列的接收源。 6.1.2 数字通信系统的主要性能指标 1 数字传输系统传输速率 1) 信息传输速率 单位时间内传送的信息量，单位是比特/秒。 2) 码元传输速率 单位时间传输的码元数，单位为波特。 信息传输速率fB和码元传输速率N的转换公式： 其中：M为码元进制数。 2 误码 1) 误码概念 干扰幅度超过脉冲信号再生判决的门限时，会造成误判成为误码，如图6.2所示。 误码用误码率表征，误码率Pe指传输过程中发生错误的码元数与传输的总码元数之比 2) 误码积累 数字通信系统中含有多个再生中继段，传输系统的的误码率与每个再生中继段内的误码率相关，即误码具有累计特性。 一个有m个再生中继段的传输系统，总误码率为： 其中，i为再生中继段序号， 为第i个再生中继段的误码率。 若每个再生中继段的误码率相同，则总误码率为： 3 抖动 1) 抖动概念 噪声因素影响下数字信号的有效瞬间对应理想时间位置的短时偏离，图6.3为脉冲抖动意义示意图。 2) 抖动容限 抖动容限一般是用峰—峰抖动 来描述，指某特定的抖动比特的时间位置相对于该比特抖动时的时间位置的最大部分偏离。 数字脉冲1比特宽为T，偏离位置用 表示，则抖动容限为 6.2 数字复接技术 6.2.1 数字多路通信原理 1 数字多路通信的理论基础 数字多路通信也叫时分多路通信，利用多路数字信号在信道上占有不同的时间间隙来进行通信。 数字多路通信的理论基础源于信号的正交性： 对于数字信号，用离散和代替积分 图6.4为脉冲信号的正交示意图： 说明两个数字信号符合正交条件，利用数字信号的正交性可实现时分多路通信。 数字多路通信模型 模拟话音信号的抽样频率为8000Hz，其抽样周期T=1/8000s=125μs。利用时间的可分性在T内间插n路数字信号，即能实现多路数字信号的传输。 图6.5为多路通信模型示意图，两端旋转开关的起始位置和旋转速度要完全相同，旋转开关旋转一圈为一个周期，对应于抽样周期T=125μs。 发端，用单片PCM编/解码器把每路话音信号抽样编码为数字信号，利用时间间隙合路后传输信道；收端，先分路各路数字信号，然后用PCM编/解码器恢复各路话音信号。 6.2.2 数字信号复接技术 数字复接指利用时间的可分性，采用时隙叠加方法把多路低速数字码流(支路码流)在同一时隙内合并成高速数字码流的过程。 数字复接方式：按位复接、按字复接和按帧复接。按位复接指按一个码位时隙宽度进行时隙叠加；按字复接指按一个码字时隙宽度进行时隙叠加。 图6.6为按位复接和按字复接示意图，采用时隙叠加使原来每位码或每个码字宽度缩小，提高了码率，实现了低速数字码流变为高速数字码流。 6.3 数字传输信号帧结构 帧结构一般采用CCITT建议的统一格式，一帧信号中应包含以下信号： ① 帧同步信号(帧定位信号)及同步对告信号； ② 信息信号； ③ 特殊信号(信令、纠错、加密信号等)； ④ 勤务信号(监测、告警信号等)。 6.3.1 PCM30