通信概论2章--数字通信.wps课件.ppt

《现代通信概论》第2章 数字通信 2.1 数字通信系统 2.2 语声信号数字化编码 2.3 时分多路复用及数字复接技术 2.4 差错控制编码 2.5 数字信号的基带传输 2.6 数字信号的频带传输 2.7 数字系统同步技术 2.1 模拟通信和数字通信（2/3） 数字通信的含义：传送数字信号的通信称为数字通信。 数字通信系统框图 2.1 模拟通信和数字通信（3/3） 数字通信系统中的几个常用概念 信源编码：将信源产生的模拟信号转换成数字信号，以便在数字通信系统传送，这个过程又称为模拟/数字变换。 信道编码：在发送端对信源编码后的信号按一定规则附加一些监督码元，以便接收端检测误码。 基带传输：将编码后的数字脉冲信号直接送人传输媒介中进行传输。 调制：将数字脉冲变换成适合于金属线路传输的正弦振荡信号，或适合于光纤传送的光脉冲信号。 2.2 数字通信的特点 抗干扰能力强，无噪声积累 便于加密处理 有利于采用时分复用实现多路通信 设备便于集成化、小型化 占用较宽信道频带（缺点） 2.2 语声信号数字化编码 2.2.1 基本概念 电话信号的数字化称为语声编码，图像信号的数字化称为图像编码。 语声信号编码示意图 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（1/8） 模拟信号数字化的基本过程：对模拟信号在时间域和幅度域上都进行离散化处理，然后再把离散化的幅度值变换为数字信号代码。 脉冲编码调制（PCM）系统结构框图 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（2/8） PCM系统的组成 发送端：完成对模拟话音信号的抽样、量化、编码三步处理，然后将信号直接送入信道进行传送，即完成模/数变换过程； 接收端：收到数字脉冲信号后，通过再生、译码等反变换，最后经低通滤波器平滑成原始的模拟语音信号，即完成数/模变换过程； 信道传输设备：当传输距离较长时，在信道中间每隔一定距离需要设置再生中继设备。 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（3/8） 抽样 含义：将话音信号在时间上离散化的过程。 实现方法：对话音信号s(t)按周期间隔T抽取其瞬时幅值，得到一系列时间上离散的样值序列s’(t)。 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（4/8） 量化 含义：将抽样后时间离散、幅值连续的信号样值幅度分层，将在一定范围内变化的无限个值，用不连续的有限个值来代替的过程称为“量化”。 分类 均匀量化：在幅值变化范围内均匀等间隔量化； 非均匀量化：将小信号量化级间隔细分，大信号量化级间隔粗分，可以提高信号较小状况下的信噪比。 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（5/8） 量化 均匀量化（线性量化） 实现方法：设被量化信号u(t)的电平幅值变化范围为±U，将 -U~+U均匀等分为N个量化间隔每个间隔为△=2U/N，N为量化级数，量化值通常取每个量化级电压（或电流）的中间值。 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（6/8） 量化 非均匀量化 原理：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，量化误差也小；当信号幅度大时，量化级间隔变大，量化误差也大。 优点：在不增大量化级数N的条件下，使信号在较宽动态范围内的信噪比S/N达到要求。 实现框图： 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（7/8） 量化 非均匀量化 压缩特性曲线 13折线A律： 2.2.2 脉冲编码调制（PCM）技术（8/8） 编码和解码 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行的二进码序列，即模数变换。 实现方法：逐次反馈型编码 解码 含义：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。 实现方法：将串行PCM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PAM信号。 2.3.2 PCM 30/32 路系统的帧结构（1/4） PCM 30/32 路系统帧结构图 2.3.2 PCM 30/32 路系统的帧结构（2/4） 总数码传输率 ∵ 抽样频率＝8000Hz 又：经量化编码，每个抽样信号变成8位二进码 30路共有30×8＝240位二进码元 再加帧同步时隙TS0的8位帧同步码 再加信令时隙TS16的8位信令码 共有256位二进码 ∴ PCM 30/32 路系统总数码传输率 2.3.2 PCM 30/32 路系统的帧结构（3/4） 信令（标志信号）传送方式 信令的含义：在数字通信系统中，用于在通信中建立接续、拆除和控制以及网络管理有关的信息，如占用、拨号、应答、拆线等状态信息。 信令传送方式： 时隙内信令方式：信令固定或周期性地占据话路时隙内一位比特来传输； 时隙外信令方式：在话路时隙外单设一路时隙专用于传送信