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北邮版 数字通信原理 第四章

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北邮通信原理讲义

北邮通信原理讲义

线性 时移 频移 比例
a
n 1
n f n (t )
a
n 1
N
n
Fn ( w)
f (t t 0 ) f (t ) e jw0t
f (at )
F ( w) e jwt0 F ( w w0 )
1 F ( w a) a
2f (w)
对偶 复共轭 微 分 时域
F (t )
f * (t )


S f ( w)dw S f ( f )df


பைடு நூலகம்
5．无限周期信号的平均功率和功率谱密度 功率谱密度 S f ( w) 2
n
| C
n
| 2 ( w nwT ) ， 平均功率 P
n
| C

n
|2
Cn 为各个频率点的幅度，|Cn|2 为 nwT 分量的平均功率 四.信号通过线性系统 1．系统的传递函数 以冲激函数 δ (t)作为激励，通过系统后
信噪比
信号平均功率 噪声平均功率
二.数字通信系统性能指标 1． 速度指标 码元速率 RBN：每秒传送码元的数目。单位：B 信息速率 Rb：每秒传送的信息 量。单位：b/s, bps Rb = RBN log2 N (bit/s) 2． 质量指标 误码率 P B：码元被错误接收的概率。 误信率 Pb：传输每比特信息发生错误接收的概率。
第二章
2.1 确知信号的频谱分析 一．付立叶变换
随机信号分析
任一信号有两种表示方法：时域表示法 f (t ) ：信号的大小随时间的变化。
频域表示法 F ( w) ：信号的振幅和相位随频率成分的变化。两种表示法互相对应，记做：
f (t ) F (w) 。变换式为： f (t )

北京邮电大学通信原理课件 第4章 模拟通信系统

北京邮电大学通信原理课件 第4章 模拟通信系统

6/25
6
《通信原理习题解答》
题 7 图(a)
题 7 图(b) 解：解调框图如下，其中理想低通的截止频率是 W。
−5
fm ) +δ
(
f
+
5
fm
)
−δ
(
f
−7
fm
)−δ
(
f
+
7
fm
)⎤⎦
(3)
( ) ( ) ( ) 4.2 已知 s(t) = cos 2π ×104t + 4 cos 2.2π ×104t + cos 2.4π ×104t 是某个 AM 已调
信号的展开式 (1)写出该信号的傅式频谱，画出它的振幅频谱图；
m(t) = cos 2000π t + 2sin 2000π t
(1)写出 m (t ) 的 Hilbert 变换 mˆ (t ) 表达式；
(2)写出下单边带调制信号的时域表达式； (3)画出下单边带调制信号的振幅频谱。
解：(1) cos 200π t 的 Hilbert 变换是 sin 200π t ，sin 2000π t 的 Hilbert 变换是 − cos 200π t ，
解：(1) s(t) = m(t)c(t) = Ac sin (2π fmt )sin (2π fct ) = Ac sin (2π fmt )sin (12π fmt )
(2) s (t ) 可化为
s(t) =
Ac 2
(cos10π
fmt − cos14π
fmt )
于是
S(
f
)
=
Ac 4
⎡⎣δ
(
f
令
{ } m′(t ) = Re ⎡⎣m (t ) + jmˆ (t )⎤⎦ e jϕ = m (t ) cosϕ − mˆ (t )sinϕ

数字通信原理ppt

数字通信原理ppt

数字通信原理
第1章 概述
第2章 语音信号波形编码
第3章 语音信号压缩编码 第4章 时分多路复用及PCM30/32路系统 第5章 图像信号数字化 第6章 数字信号复接 第7章 数字信号的传输
数字通信原理
课程简介
●教学要求 课堂学习、课后自学、 课后习题、 查阅资料、 网络教学平台资源。
●考核方法 平时成绩占30%、期末成绩占70%； 平时成绩包括考勤、平时考试、作业等。
课程简介
数字通信原理数字通信原理Fra bibliotek课程简介
课程简介
数字通信原理
课程简介
●课程性质、学时学分 专业选修课、 32学时2学分。 ●教学目的 通过本课程的学习，主要掌握模拟信号的数字化
信源编码，时分多路复用，数字信号的复接等，为
从事与数字通信相关的工作及科研打下良好的基础。
数字通信原理
课程简介
●教学内容

北邮数字音视频原理第四章习题及答案

北邮数字音视频原理第四章习题及答案

《第五章　数字视频音频压缩》习题答案1、 设亮度信号Y 的采样频率为13.5MHz/s ，每个样本用8比特量化。

当采用4:1:1的采样格式时，求色差信号r C 与b C 的码率，以及电视图像信号总码率。

答：亮度信号Y 的码率：13.5兆样本/秒 × 8比特/样本=108 Mbit/s由于是4:1:1采样格式，那么色差信号采样频率为13.5/4Mhz ，所以两个色差信号码率都是：13.5/4兆样本/秒 × 8比特/样本=27 Mbit/s所以电视图像信号总码率为162 Mbit/s2、假设一个离散无记忆信源，其全部符号及对应概率如下表：(1).为其构造一个huffman 码表。

(2).计算出平均码长以及编码效率。

答：3、 正交变换有很多种，通常普遍采用了DCT 变换。

（1） 试画出带帧间运动补偿的DCT 混合编码器的原理框图。

（2） 经上述编码器压缩的图像，在解压缩之后会出现“方块效应”，产生“方块效应”的根源是什么？（3） 在DCT 变换之后进行“之”字形扫描的目的是什么？答：（1）（2）方块效应产生的根源：由于视频在压缩编码的时候用到的DCT变换是基于块的，以及帧内帧间编码都是基于宏块划分的。

（3）使变换系数所代表的频率分量由高到低排列，增加连零的个数，提高变字长游程编码效率，将二维8×8 变换系数排列成一维1×64 数据串。

对于隔行扫描图象，可以采用交替的“之”字形扫描。

.流程图：4、MEPG标准为了更有效的去除空间、时间、符号间冗余，定义了三种图像类型：I帧、P帧、B帧。

（1）对比I帧、P帧、B帧压缩编码方式的相同和不同。

（2）画出三种帧的排列顺序示意图。

答：（1）I帧是帧内编码帧，它是一个全帧压缩编码帧。

它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;它与B帧、P帧不同之处在于：I帧是传送的是原始参考图像，数据量较大，而B帧、P帧是预测帧，传送的是预测差值和运动矢量。

北邮阶段作业数字通信原理全

北邮阶段作业数字通信原理全

北邮阶段作业数字通信原理全一、引言数字通信原理是现代通信领域的基础知识之一，它涉及到数字信号的产生、传输和接收等方面。

本文将详细介绍北邮阶段作业数字通信原理全的相关内容。

二、数字信号的产生1. 数字信号的定义：数字信号是在时间和幅度上都离散的信号，由一系列离散的数值组成。

2. 数字信号的产生方式：数字信号可以通过模拟信号的采样和量化得到。

采样是将连续时间信号在一定时间间隔内进行取样，量化是将取样得到的信号幅度量化为离散的数值。

三、数字信号的传输1. 数字信号的编码：为了在传输过程中提高抗干扰能力和传输效率，数字信号需要进行编码。

常用的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码等。

2. 数字信号的调制：为了适应不同的传输介质和传输距离，数字信号需要进行调制。

常用的调制方式有频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）等。

四、数字信号的接收1. 数字信号的解调：接收端需要对接收到的信号进行解调，将其转换为原始的数字信号。

解调的方式要与发送端的调制方式相匹配。

2. 数字信号的恢复：解调后的信号可能会受到噪声的影响，接收端需要进行信号恢复，以减小误码率。

常用的信号恢复技术有前向误差纠正（FEC）等。

五、数字通信系统的性能指标1. 误码率：衡量数字通信系统传输过程中出现误码的概率，通常以比特误码率（BER）来表示。

2. 带宽效率：衡量数字通信系统在单位带宽上能传输的信息量，通常以比特每秒每赫兹（bps/Hz）来表示。

3. 信噪比：衡量数字通信系统中信号与噪声的强度比值，通常以分贝（dB）来表示。

六、案例分析以北邮阶段作业数字通信原理全为例，我们可以通过以下步骤来实现数字通信：1. 信号产生：通过模拟信号的采样和量化，得到数字信号。

2. 信号编码：选择合适的编码方式，如非归零码，对数字信号进行编码。

3. 信号调制：选择合适的调制方式，如频移键控调制，将编码后的信号调制到载波上。

4. 信号传输：将调制后的信号通过传输介质传输到接收端。

数字通信原理第二版课后习题答案 第4章

数字通信原理第二版课后习题答案 第4章
B =3400-300= 3100 Hz 3 f H =3400 Hz = 1× 3100 + × 3100 = nB + kB 31
即 n =1, k = 3 31 。 根据带通信号的抽样定理，理论上信号不失真的最小抽样频率为
3 k f s = 2 B(1 + ) =2 × 3100 × （ 1 + ）= 6800 Hz n 31
13
12
《通信原理》习题第四章
n×
1 1 + =0.3，可求得 n ≈ 3.2，所以量化值取 3。故 c5 c6 c7 c8 =0011。 64 3.93 所以输出的二进制码组为 11100011。 习题 4.8 试述 PCM、DPCM 和增量调制三者之间的关系和区别。 答：PCM、DPCM 和增量调制都是将模拟信号转换成数字信号的三种较简单和
图 4-2 习题 4.4 图
习题 4.5 设有一个均匀量化器，它具有 256 个量化电平，试问其输出信号量噪 比等于多少分贝？ 解：由题意 M=256，根据均匀量化量噪比公式得
(S
q
N q )dB = 20 lg M = 20 lg 256 = 48.16dB
习题 4.6 试比较非均匀量化的 A 律和 µ 律的优缺点。 答：对非均匀量化：A 律中，A=87.6； µ 律中，A=94.18。一般地，当 A 越大时， 在大电压段曲线的斜率越小，信号量噪比越差。即对大信号而言，非均匀量化的 µ 律 的信号量噪比比 A 律稍差；而对小信号而言，非均匀量化的 µ 律的信号量噪比比 A 律稍好。 习题 4.7 在 A 律 PCM 语音通信系统中，试写出当归一化输入信号抽样值等于 0.3 时，输出的二进制码组。 解：信号抽样值等于 0.3，所以极性码 c1 =1。 查表可得 0.3 ∈ （ 1 3.93 ， 1 1.98 ） ， 所以 0.3 的段号为 7， 段落码为 110， 故 c2 c3c4 =110。 第 7 段内的动态范围为： (1 1.98 − 1 3.93) 1 ≈ ，该段内量化码为 n ,则 16 64

北京邮电大学 数电 数字第四章辅导材料part2-2010-1-7介绍

北京邮电大学 数电 数字第四章辅导材料part2-2010-1-7介绍
题图 4.2(b)所示的输入波形，画出输出 Q 的波形(设初始状态 Q 为 1)。
a
&
Q
a b
b c
&
Q
(a)
c
(b) 题图 4.2
1
解：下一状态方程与上题相同，即： Q n +1 = b + c + aQ n 输出波形如图解 4.2 所示：
a
b
c
图解 4.2 4-3 由与或非门构成的触发器如题图 4.3 所示，当 G=1 时，触发器处于什么状态？当 G=0
J
Qn
K
T 0 0 0 1 1 0 1 1
图解 4.9 得到 T = J Q n + KQ n 由此可得逻辑图如图解 4.10 所示:
&
≥1
&
5
图解 4.10
(2)
T→D
∵ Q n +1 = T ⊕ Q n = T Q n + TQ n
(T 触发器)
Q n +1 = D
(D 触发器)
∴ D = T ⊕ Qn ⇒ T = D ⊕ Qn
(D 触发器) (JK 触发器)
∴ 可得J = D, K = D 由此可得逻辑图如图解 4.7(a)所示:
图解 4.7(a)
(2)
JK → T
∵ Q n +1 = T ⊕ Q n = T Q n + TQ n 而Q n +1 = J Q n + KQ n
(T 触发器) (JK 触发器)
可得: ∴ 可得J = K = T 由此可得逻辑图如图解 4.7(b)所示:
4-6 列表小结 RS、D、JK 和 T 触发器的状态方程、状态表以及功能表。

数字通信原理第四章课件

数字通信原理第四章课件

B 1 Hz
τ
（4.6）
忽略第一零点以外的频率分量，则门函数的最高频率（截止频
率） f H 为 100 Hz 。由抽样定理可知，奈奎斯特抽样速率为
f s 2 f H 200 Hz
《通信原理课件》
宽平稳随机信号的抽样定理
对于一个携带信息的基带信号，可以视为随机基带信号。若 该随机基带信号是宽平稳的随机过程，则可以证明：一个宽 平稳的随机信号，当其功率谱密度函数限于 fH 以内时，若以 不大于1 2fH 秒的间隔对它进行抽样，则可得一随机样值序 列。如果让该随机样值序列通过一截止频率为 fH 的低通滤波 器，那么其输出信号与原来的宽平稳随机信号的均方差在统 计平均意义下为零。也就是说，从统计观点来看，对频带受 限的宽平稳随机信号进行抽样，也服从抽样定理。
➢在衡量量化器性能时，单看绝对误差的大小是不够的，因为
信号有大有小，同样大的量化噪声对大信号的影响可能不算
什么，但对小信号却可能造成严重的后果，因此在衡量量化
器性能时应看信号功率与量化噪声功率的相对大小，用量化
信噪比表示为
S E x2
Nq E m mq 2
（4.18）
其中，S 表示输入量化器的信号功率， Nq 表示量化噪声功率。
产生，称为量化误差，用 ekTs 表示：
ekTs = mq kTs mkTs
其中，Ts 表示抽样间隔。 mkTs 为抽样值， mq kTs 为量化值。
➢量化后的信号 mq kTs 是对原来信号 mkTs 的近似，最大的量化误差不超
过半个量化间隔 Δ/ 2 。当量化值选择适当时，随着量化级数的增加，可 以使量化值与抽样值的近似程度提高，即量化误差减小。
因此将PAM信号转换成PCM信号之前，将幅度连续的PAM信 号利用预先规定的有限个量化值（量化电平）来表示，这个 过程叫“量化”。

精品课件-数字通信原理PPT课件

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

数字通信原理与技术(第四版)第4章多路复用与数字复接

数字通信原理与技术(第四版)第4章多路复用与数字复接

它主要用于实现数字信号的传输 和交换，是数字通信系统中的重
要技术之一。
数字复接技术可以大大提高数字 信号的传输效率和带宽利用率。
数字复接的原理
数字复接的基本原理是按照一定的顺序将多个低速数字信号依次送入高速数字信号 的帧结构中，形成一个高速数字信号。
在复接过程中，需要对各个低速数字信号进行时间对准和相位调整，以确保它们能 够正确地合并成一个高速数字信号。
通信。
在卫星通信中，由于带宽资源 有限，数字复接技术可以将多 个低速数字信号合并成一个高 速数字信号，从而提高频谱利 用率和传输效率。
在光纤通信中，数字复接技术 可以将多个低速数字信号合并 成一个高速数字信号，从而实 现在光纤上传输高速数据和多 媒体信息。
THANKS
感谢观看
透明性
WDM技术对传输的数据格 式和速率不敏感，可以同时 传输不同协议和速率的数据 信号。
可靠性
由于WDM技术采用光信号 传输，具有抗电磁干扰和信 号衰减的能力，保证了数据 传输的可靠性。
灵活性
WDM技术可以方便地增加 或删除波长，适应不同的业 务需求。
WDM的应用实例
跨洋光缆通信
WDM技术广泛应用于 跨洋光缆通信中，实现 了高速、大容量的数据 传输，满足了日益增长 的网络需求。
宽带接入
在宽带接入中，频分多路复用技术被用于将多个用户的信号调制到不同的频率通道上，从而实现多用 户同时接入。
局域网
在局域网中，频分多路复用技术可以用于实现多路信号在同一电缆Байду номын сангаас的传输，从而提高网络带宽的利 用率。
03
时分多路复用（TDM）
TDM原理
时分多路复用（TDM）是一种数字通信技术，它将多个低速信道组合成 一个高速信道，实现多路信号在同一传输线上的传输。

通信原理 第四章答案

通信原理 第四章答案


12. 13. 设 4 种基带传输系统的发送滤波器、信道及接收 滤波器组成的 H f 如图题 4.13 所示， 若要求以 1 Ts 波特的速率进行数字传输， 问它们是否会造成码间 干扰。
Hf
1

1
Hf

1 2Ts
0 （a）
1 2Ts
f
3 2Ts
0 （b）
3 2Ts
f
2
m T
2 a 2 s k

k k GT f Ts Ts
k
2
1 A2Ts 2 fTs 1 Sa 4 2 4Ts 4 2 4Ts A2Ts A2 4 fTs Sa 16 16 2
k ） p 2Ts ( f ） Ts 故该二进制序列不存在离散分量 f s 1/ Ts 2 p 1
| Sa(k ) |2 ( f

（3） 若基带脉冲波形 g t 为
4-5
Ts t 1 g t 4 0 其他 则 g t 的傅立叶变换 G f 为 Ts Ts f
2 N0 B
dr
2

1 rA
r 1 1 e N 0 B 3 VT 2 1 1 e V A T 3 N0 B 2
u2 2
1 rA 2 N0 B
d
r N0 B
2 NB 1 0 e 3 2
Hf
1

1
Hf

2 Ts
0 （c）
2 Ts f
1 Ts
0 （d）
1 Ts
f
图
题 4.13

通信原理经典讲义四

通信原理经典讲义四

2.
偶校验码
偶校验码把 k 比特分组编码为 n = k + 1 个比特。编码率是 收端一定可以知道发生了错误。
k 。如果发生奇数个错，则接 k +1
3.
汉明(Hamming)码
Hamming码的数据分组长度是k=4。对于k个信息比特 u3u2u1u0 ，编码器添加了 3 个校验
比特 p2 p1 p0 使得Fig. 2中每个圆内始终有偶数个 1。 发送的码字是 7 比特的 u3u2u1u0 p2 p1 p0 。
4 的(7,4)分组码。我们后面将会讲到：Fig. 2这个码只 7
三 随机错与突发错
如果传输的一个码字中，每个位置上出错的概率是统计独立的，这种错叫独立随机错， 简称随机错。如果传输的一个码字中，错误只出现在连续的 L 个位置上，其它地方不出错， 这种错叫突发错。注意突发错只表示错误集中在一个范围内，不表示这 L 个比特都错。若 无特别说明，我们缺省假设错误类型是随机错。 一个码字中具体哪个位置对、哪个位置错的描述叫错误图案。Fig. 3中的两种描述都表 示在一个 7 比特的码字发生了 2 比特错， 错误位置是第 5 和第 3 比特， 注意右起第 1 位编为 第 0 比特，不过如何编号（左起或右起，0 起或 1 起）无关紧要。Fig. 3(a)中用√表示对， 用×表示错，Fig. 3(b)中用 0 表示对，用 1 表示错。我们将采用Fig. 3(b)中的方法来表示错误
Fig. 2 Hamming 码
1/2
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北京邮电大学电信工程学院
《通信原理 II》Lecture Notes 7
2006/03/21
可以验证：如果码字中 1 比特出错，则可以根据编码规则猜出错在哪里。但如果错误数 多于 1 个，则译码后一定会有至少 3 比特错误。即：译码器所以为的发送的码字和真正发送 的码字之间至少有 3 处不一样。 上述Hamming码是一个编码率为 是Hamming码家族中的一员。

电子科技大学李晓峰老师通信原理课件第四章解析

电子科技大学李晓峰老师通信原理课件第四章解析

56/108
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
57/108
4.4 *多元信号的接收
方法与误码分析
电子科技大学通信学院 58/108
4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
59/108
4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
60/108
与误码分析
电子科技大学通信学院 28/108
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
29/108
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
30/108
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
31/108
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
电子科技大学通信学院
电子科技大学通信学院
18/108
4.2 数字信号的功率谱与带宽
电子科技大学通信学院
19/108
4.2 数字信号的功率谱与带宽
电子科技大学通信学院
20/108
4.2 数字信号的功率谱与带宽
电子科技大学通信学院
21/108
4.2 数字信号的功率谱与带宽
电子科技大学通信学院
22/108
4.2 数字信号的功率谱与带宽
电子科技大学通信学院 4/108
参考书籍

周炯槃. 庞沁华. 续大我. 吴伟陵. 通信原理 （合订本），北京邮电大学出版社，2005 John G. Proakis, Masoud Salehi. Communication systems engineering, 2nd ed. 改编版，高等教育出版社，2006（或中译版）

北邮通信原理考研复习要点吐血版总结

北邮通信原理考研复习要点吐血版总结

注：本文章转载英特网，为方便大家下载故上传之，请大家用完即删，谢谢《通信原理》考试知识点第1章绪论掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。

熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。

了解内容：通信的概念与发展；1.1---1.3 基本概念1、信号：消息的电的表示形式。

在电通信系统中，电信号是消息传递的物质载体。

2、消息：信息的物理表现形式。

如语言、文字、数据或图像等。

3、信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。

4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。

5、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。

6、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。

它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。

7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的。

8、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。

9、通信系统的一般模型10、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。

11、模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。

模拟信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输，需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的频带信号，并可在接收端进行反变换。

完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。

12、数字通信系统是传输数字信号的通信系统。

数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等。

13、数字信道模型14、通信系统的分类1 、按通信业务分类分为话务通信和非话务通信。

2、根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。

3、按照信道中所传输的是模拟信号还是数字相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。

通信原理第四章2

通信原理第四章2
《通信原理课件》
现分析随机二元序列的功率谱特性，根 据给定条件不同，可以采用不同的分析方 法：对广义平稳随机过程，典型的分析方 法是用随机过程的相关函数去求过程的功 率谱；对非平稳过程的数字脉冲序列，采 用一种简便方法，即
《通信原理课件》
先取有限项（2N+1）项的傅立叶变换， 然后用N→∞取极限的方法求得功率谱密度 函数S(f)。
《通信原理课件》
《通信原理课件》
例：三角特性的传递函数

~ 传输函数H(ω) 是一个三角形，在 之间段叠加 Ts Ts 之后构成理想低通传输特性，即矩形低通滤波器。


本例中，i的取值为3个，即 -1，０，１ 2 i 2 2 H ( - ) H ( ) H H T T T i s s s
{ak }
d (t )
发送 滤波器 GT(ω)
传输 信道 C(ω)
接收 滤波器
+
n (t )

GR(ω)
y (t )
抽 样 判 决
{a k }
d (t )
位同步
发送滤波器输入信号可以表示为：
d (t ) ak (t kTb )
《通信原理课件》
k
发送滤波器至接收滤波器总的传输特性为：

T0+Ts时刻，h(t)=0
《通信原理课件》


合理的是采用另一种波形。虽然t0+Ts到达以前没有衰 减到0，但它在t0+Ts 和t0+2Ts等后面码元采样判决时刻 正好为0，如图。 又考虑到，实际中，定时采样判决时刻不一定非常准 确，如果拖尾太长，定时不准，后面一个码元都要受 到前面几个码元的串扰。因此要求拖尾不能太长。
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图4.21单片集成编解码器构成的PCM30/32路系统方框图
»① •
本方案的帧同步系统共有三种时标脉冲， 即读出时标脉冲Pr，比较时标脉冲Pc以及监 视码时标脉冲Pm。
• • •
a.读出脉冲Pr 在同步系统中，首先要解决帧同步码的检 出，而帧同步码检出应在规定时间完成。 b.比较时标Pc
•
•
在帧同步时，Pc＝偶帧· TS0· D8· CP，即在偶 帧TS0D8时间产生Pc。
•
• T后＝(n-1)Ts
» 3.
» (1) 帧同步系统的工作流程图
•
根据ITU-T的G.732建议画出如图4.15所示的 帧同步系统工作流程图。图中A表示帧同步状 态；B表示前方保护状态；C表示捕捉状态；D 表示后方保护状态。
图 帧 同 步 系 统 工 作 流 程 图
4.15
» (2) 帧同步系统方框图及其工作原理
» (3) 帧同步码的识别检出方式
a.逐位比较方式：接收端产生一组与发送端 插入的帧同步码组相同的本地帧码，在识别电 路中使本地帧码与接收的PCM序列码逐位进行 比较。 • b.码型检出方式：接收端设置一个移位寄存 器，该寄存器的每级输出端的组合是按发送的 帧同步码型设计的，当接收的PCM序列中帧同 步码全部进入移存器时才能有识别检出脉冲。
» （3）
•
路脉冲是用于各话路信号的抽样和分路以 及TS0、TS16路时隙脉冲的形成等。
» （４）
•
TS0路时隙脉冲用来传送帧同步码；TS16路 时隙脉冲用来传送标志信号码。TS0、TS16路时 隙脉冲的重复频率为８kHz，脉宽为８比特， 0.488μs×8=3.91μs。
的图 位 脉 冲由 发环 生行 器移 极位 其寄 输存 出器 波组 形成 4.13
假同步：失步后再捕捉过程中误把信息码当做同步码 前方保护：避免假失步 后方保护：避免假同步
前方保护？ 后方保护？
图4-6 带有保护电路的同步系统框图
» 4. 对帧同步系统的要求以及有关问
题的讨论
•
•
（1） 同步性能稳定，具有一定的抗
•
• •
（2） （3） （4） 构成系统的电路简单。
c.监视码时标Pm
图4.16 一种帧同步系统方框图
» ② 帧同步码的检出
•
检出电路由８级移位寄存器与检出 门组成。
» ③ 前、后方保护与捕捉
•
系统是否同步，采用比较时标Pc与 帧同步时标Ps在时间上进行比较的方法。
图4.17 帧同步码组检出
图 帧 同 步 系 统 的 时 间 图
4.18
» 4. •
»
» 4.1.4 时分多路复用系统中的帧同步
» 1. 帧同步的概念
•
帧同步的目地是要求收端与发端相 应的话路在时间上要对准，就是要从收 到的信码流中分辨出哪8位是一个样值 的码字，以便正确地解码；还要能分辨 出这8位码是哪一个话路的，以便正确
» 2.
• PCM复用系统为了完成帧同步功能，在
接收端还需要有两种装置：一是同步码 识别装置，二是调整装置。 • 同步码识别装置用来识别接收的PCM信 号序列中的同步标志码位置； • 调整装置的作用就是当收、发两端同步 标志码位置不对应时，对收端进行调整 以使其两者位置相对应。 • 这些装置统称为帧同步电路。
• (1) 帧同步码的选择
使伪同步码出现的概率最小 • (2) • 所谓帧同步码插入的方式是指在发送端同 步码是怎样与信息码合成的。通常有两种插入
• • •
a.分散插入：r位同步码组分散地插入到信 b.集中插入：r位同步码组以集中的形式插 这两种插入方式的示意图如图4-7所示。
图4-7 同步码插入的两种方式
•
路时隙：和路的PAM信号每个样值所 允许的时间间隔(tC=T/n)
•
位时隙：1位码占用的时间 （tB=tC/l）。
•
4.1.3 时分多路复用系统中的位同步 • 数字通信的同步是指收发两端的设备 在指定的时间协调一致地工作，也称为定 时。 • 位同步就是码元同步、时钟同步。 • 所谓时钟同步是使收端的时钟频率与 发端的时钟频率相同。
» (1)
•
平均失步时间是指帧同步系统真正失步 开始到确认帧同步业已建立所需要的时间。 它包括失步检出、捕捉、校核三段时间。其 中捕捉和失步检出时间是主要的。

m m Ts 1 mp
m : 前方保护计数 1 l p ( ) , l为帧同步码位数 2
» (2) 误失步平均时间间隔
•
误失步平均时间间隔是帧同步系统可靠 性的指标，希望误失步平均时间间隔越长越 好。
采用帧同步方法可以解决以上问题。
•
•
» 1. PCM30/32路系统帧同步的实现方法 •
PCM30/32路系统的帧同步码是采用集中插入 方式的。 » 2. 前、后方保护 » (1) • 前方保护是为了防止假失步。
• T前＝(m-1)Ts
» (2)
•
PCM30/32路系统的同步捕捉方式是采用 逐步移位捕捉方式。 • 从捕捉到第一个真正的同步码到系统进入 同步状态这段时间称为后方保护时间，可表 示为：
图4-1时分制示意图
抽样器 和路器
分路器
图4-2 时分多路复用示意图
要求：SA1、SA2同频同相， 收发端严格同步
低通： » 4.1.2 PCM时分多路通信系统的构成 0.3~3.4kHz
记忆一个路时 隙并展宽
采样频率： fs=8kHz 图4-3 PCM时 分多路复用通信系统的构成
几个基本概念 帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的 总时间（即开关旋转一周的时间），也就 是一个抽样周期（tF=T）。
T误失步

Ts ( Pel ) m
m : 前方保护方保 Pe : 误码率,l：帧同步码位数
例：m 3, Pe 10 , l 7, Ts 250us T s 25010 6 11 T误失步 年 6 3 7.3 10 s 23000 m (10 7 ) ( Pel )
在PCM信码流中，不可避免地随机地形成 与帧同步码相同的码组，即伪同步码组。
• 要求：伪同步概率小，码位数适当
• 7位，码型为0011011，集中插入方式
图
4.19PCM
综 合 码 流 分 区 图
» 5. 帧同步系统性能的近似分析
•
衡量帧同步系统性能的主要因素有：
• 平均失步时间 • 误失步的平均时间间隔。
图4-4逐步移位法同步电路原理图
图4-5逐步比较移位过程说明
» 3. 帧同步系统中的保护电路
•
由前述工作原理可以知道，帧同步系统总
是处于检测和比较状态，即使系统是正常同
步工作状态也要进行检测和比较。加入保护
电路的同步系统原理框图如图4-6
捕捉时间：失步检出到重新回到同步的时间
假失步：同步码误码引起误判失步
6
» 四、 PCM30/32路系统的构成
•
在前面讨论的抽样、量化、编码以及时分 多路复用等基本原理的基础上，下面介绍 PCM30/32路系统方框图。图4.20为集中编码方 式PCM30/32路系统方框图，图4.21为单片集成 编解码器构成的PCM30/32路系统方框图。
图4.20集中编码方式PCM30/32路系统方框图
几个标准数据 帧周期125us，帧长：32*8=256bit 路时隙：tc=T/n=125/32=3.91us 位时隙：tB=Tc/l=3.91/8=0.448us 数据率：fB=1/tB=1/0.448us=2.048Mbps
» 4.2.2 PCM30/32路定时系统 •
定时系统产生数字通信系统中所需要的各种 a.供抽样与分路用的抽样脉冲（也称为路脉 b.
» 2. 收端定时钟提取
•
接收端定时系统与发送端定时系统
基本相同，不同之处是它没有主时钟
源（晶体震荡器），而是由时钟提取 电路代之。时分多路复用系统的一个 重要问题是同步问题（即位同步、帧 同步和复帧同步）。
图4.14 谐振槽提取定时钟的方框图
» 4.2.3 PCM30/32路帧同步系统
•
•
a.要能从收到的信码流中，分辨出哪8位码 是一个抽样值所编的码字，以便能正确解码； b.还要能分辨出每一个码字（8位码）是属
3.11
» (1) 时钟脉冲
•
时钟频率的频率稳定度一般要求
小于50×10-6，即允许2048kHz的误 差应在±100kHz以内，其占空比为 50％，即脉冲宽度占重复周期的一 半。
图4.12 由晶体震荡器组成的时钟脉冲发生器
» （2）
•
位脉冲用于编码、解码以及产生路脉冲、 帧同步码和标志信号码等。
图4.9 PCM30/32路系统帧结构
• (1) 30个话路时隙：
TS1～TS15，TS17～TS31 • (2) 帧同步时隙： TS0 ,分奇偶帧
偶帧：发送同步码 奇帧：发送帧失步告警码
• (3) 信令与复帧同步时隙：TS16
抽样频率500Hz，周期2ms，一路码长4bit； 15帧传送30路的信令码+1帧传送复帧同步码 和复帧对告码
第四章 时分多路复用及PCM30/32路系统
1
时分多路复用通信 PCM30/32路系统
2
4.1
•
时分多路复用通信
» 4.1.1 时分多路复用的概念
1.目前多路复用方法中用得最多的有两大 类：频分多路复用（FDM）和时分多路复用 (TDM)。 2. • 所谓时分多路复用（即时分制）是利用各 路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征 来分开各路信号的。
•
• •
c.
» 1. 发端定时系统
•
此方框图主要由时钟脉冲发
生器、位脉冲发生器、路脉冲 发生器、TS0和TS16路时隙脉冲发 生器以及复帧脉冲发生器等部 分组成。