现代通信技术现代通信技术第第2版版电子教案(仅供参考) 谭中华 目目 录录第第1 1章章 现代通信技术概述现代通信技术概述第第2 2章章 模拟通信模拟通信第第3 3章章 数字通信数字通信第第4 4章章 数字信号的基带传输数字信号的基带传输第第5 5章章 数字信号的载波传输数字信号的载波传输第第6 6章章 同步与数字复接同步与数字复接第第1章章现代通信技术概述1 11 1 绪论绪论1 12 2 信号信号1 13 3 信道及其容量信道及其容量1 14 4 通信系统通信系统1 15 5 数字通信的发展与现状数字通信的发展与现状1 16 6 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标1.1绪论l通信的发展通信的发展l信息高速公路信息高速公路回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.2信号l信号的定义。信号的定义。 信号是随时间变化的某种物理量信号是随时间变化的某种物理量l信号传递方式信号传递方式。l信号的分类。信号的分类。 连续信号与离散信号连续信号与离散信号 确定信号和随机信号确定信号和随机信号 周期信号与非周期信号周期信号与非周期信号回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.3信道及其容量l数字信道的容量数字信道的容量l模拟信道的容量模拟信道的容量回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.4通信系统l终端设备。终端设备。 终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号进行相互转换上传送的信号进行相互转换l传输链路。传输链路。 传输链路是连接源点和终点的媒介和通路传输链路是连接源点和终点的媒介和通路l交换设备。交换设备。 交换设备的基本功能是完成接入点链路的汇集、交换设备的基本功能是完成接入点链路的汇集、转接和分配转接和分配 回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.4.1 模拟通信模拟通信 模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框图模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框图如图如图1-11-1所示所示图图1-1 1-1 模拟通信系统模拟通信系统信源调制器信道解调器信宿调制器1.4.1 模拟通信模拟通信模拟通信系统的缺点是模拟通信系统的缺点是l传输的信号是连续的，混入噪声后不易清除，抗干扰能传输的信号是连续的，混入噪声后不易清除，抗干扰能力差力差l不易进行保密通信不易进行保密通信l设备不易大规模集成设备不易大规模集成l不能适应数据通信的要求不能适应数据通信的要求1.4.2 数字通信数字通信 数字通信利用数字信号来传递消息。数字通信系统框图数字通信利用数字信号来传递消息。数字通信系统框图如图如图1-21-2所示所示信源编码信源信道编码调制器信道解调器信道译码信源译码信宿发端定时同步发端定时同步噪声图图1-2 1-2 数字通信系统模型数字通信系统模型1.4.3 数字通信系统的优缺点数字通信系统的优缺点数字通信系统的优点数字通信系统的优点l抗干扰能力强抗干扰能力强l容易实现高质量的远距离通信容易实现高质量的远距离通信l便于实现综合业务数字网便于实现综合业务数字网l便于加密便于加密l适于集成化、智能化适于集成化、智能化1.4.3 数字通信系统的优缺点数字通信系统的优缺点数字通信系统的缺点数字通信系统的缺点l占用频带宽占用频带宽l系统和设备比较复杂系统和设备比较复杂1.5数字通信的发展与现状l数字短波通信数字短波通信l数字移动通信数字移动通信l数字微波通信数字微波通信l数字卫星通信数字卫星通信 l数字光纤通信数字光纤通信回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.6通信系统的主要性能指标 一个通信系统往往有很多指标，这些指标从各一个通信系统往往有很多指标，这些指标从各高个方面评价了系统各方面的优劣。常用有效性和高个方面评价了系统各方面的优劣。常用有效性和可靠性两方面进行考虑。可靠性两方面进行考虑。回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页1.6.1 1.6.1 模拟通信系统的基本参数模拟通信系统的基本参数l带宽带宽l可用时间可用时间l最大容许功率范围最大容许功率范围1.6.2 1.6.2 数字通信系统的基本参数数字通信系统的基本参数l有效性有效性 系统的有效性主要从传输效率、功率利用率、和频带利系统的有效性主要从传输效率、功率利用率、和频带利用率三个方面用率三个方面l有效性有效性 在数字通信系统中衡量系统可靠性的重要指标是差错率。在数字通信系统中衡量系统可靠性的重要指标是差错率。另外，为了说明系统正确工作的能力，可靠性指标还包另外，为了说明系统正确工作的能力，可靠性指标还包括可靠度和中断率括可靠度和中断率 回回回回第一第一第一第一章首页章首页章首页章首页第第2章章模拟通信24无线电发射机无线电发射机23角度调制角度调制25无线电接收机无线电接收机26频分多路复用频分多路复用21模拟信号的传输方式模拟信号的传输方式22幅度调制幅度调制2.1模拟信号的传输方式l调制调制 l解调解调 l无线电发射机框图如图无线电发射机框图如图2-1l无线电接收机如图无线电接收机如图2-2 l模拟通信系统组成框图如图模拟通信系统组成框图如图2-3 回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.1 模拟信号的传输方式模拟信号的传输方式天线天线载波产生器载波产生器调制器调制器功率放大器功率放大器基带信号基带信号图图2-1 发射机组成框图发射机组成框图2.1 模拟信号的传输方式模拟信号的传输方式天线天线选频放大器选频放大器解调器解调器基带信号基带信号图图2-2 接收机组成框图接收机组成框图2.1 模拟信号的传输方式模拟信号的传输方式信息源信息源发射机发射机信信道道接收机接收机受信者受信者噪声和干扰源噪声和干扰源图图2-3 通信系统组成框图通信系统组成框图l提高频率，易于辐射提高频率，易于辐射l实现信道复用实现信道复用l改变信号占用的带宽改变信号占用的带宽l改善系统的性能改善系统的性能2.1.1 调制的作用调制的作用 2.1.2噪声和干扰噪声和干扰l乘性乘性噪声噪声 乘乘性性噪噪声声是是由由于于通通信信系系统统的的非非理理想想传传输输特特性性而而引引起起的的，通通常常随随着着信信号号的的消消失失而而消消失失，它它的的存存在在将将引引起起信信号号的的各各种畸变种畸变l加性噪声加性噪声 加性噪声是一种独立于信号而存在的噪声加性噪声是一种独立于信号而存在的噪声 2.2幅度调制l幅度调制是指高频正弦波的幅度随调制信号作线性变化幅度调制是指高频正弦波的幅度随调制信号作线性变化的过程，是发送设备中不可或缺的不部分。与之对应，的过程，是发送设备中不可或缺的不部分。与之对应，接收设备中必须有振幅解调电路，称为检波器接收设备中必须有振幅解调电路，称为检波器回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.2.1双边带调制双边带调制l常规双边带调制常规双边带调制 调幅过程可以看成两个输入端和一个输出端的调幅过程可以看成两个输入端和一个输出端的“黑盒黑盒子子”，如图，如图2-4所示所示l抑止载波的双边带调制抑止载波的双边带调制 常规双边带调制信号中，载波不传送信息，因此，可常规双边带调制信号中，载波不传送信息，因此，可以只发送上、下两个边频，而不发送载波，这称为抑以只发送上、下两个边频，而不发送载波，这称为抑止载波的双边带调制止载波的双边带调制2.2.1双边带调制双边带调制调幅器调幅器u uu uc cu u图图2-4 调幅器示意图调幅器示意图2.2.2单边带调制单边带调制l独立边带调制独立边带调制 独立边带调制可采用滤波法、移项法、移项滤波法实现独立边带调制可采用滤波法、移项法、移项滤波法实现l残留边带制残留边带制 单边带信号具有节省功率和频带的优点，但难于产生单单边带信号具有节省功率和频带的优点，但难于产生单边带信号，为解决此问题，提出残留边带调制边带信号，为解决此问题，提出残留边带调制2.2.3解调解调 从调幅波中不失真的检出调制信号称为解调，它是调从调幅波中不失真的检出调制信号称为解调，它是调制的逆过程，也是一种频谱搬移电路，如图制的逆过程，也是一种频谱搬移电路，如图2-5所示。所示。非线性器件非线性器件低通滤波器低通滤波器图图2-5 振幅检波器组成方框图振幅检波器组成方框图2.3角度调制角度调制 在角度调制中，已调信号的频谱不再保持原来基带在角度调制中，已调信号的频谱不再保持原来基带信号的频谱结构，而是基带信号与已调信号频谱之间存在信号的频谱结构，而是基带信号与已调信号频谱之间存在着非线性关系。如果用调制信号去控制载波信号的频率，着非线性关系。如果用调制信号去控制载波信号的频率，使载波的频率随调制信号的规律变化而变化，则称为调频；使载波的频率随调制信号的规律变化而变化，则称为调频；如果用调制信号去控制载波信号的相位，使载波的相位随如果用调制信号去控制载波信号的相位，使载波的相位随调制信号的规律变化而变化，则称为调相。调制信号的规律变化而变化，则称为调相。回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.3.1 调角波的数学表达式调角波的数学表达式 设调制信号表达式为：设调制信号表达式为： 载波信号的表达式为载波信号的表达式为 则调频波和调相波的表达式分别为：则调频波和调相波的表达式分别为：2.3.1 调角波的数学表达式调角波的数学表达式l调频波的数学表达式调频波的数学表达式l调相波的数学表达式调相波的数学表达式2.3.2 调角波的频谱结构与带宽调角波的频谱结构与带宽 l调角信号的频谱调角信号的频谱l调角信号的频谱为一贝塞尔函数调角信号的频谱为一贝塞尔函数 l调角信号的频谱宽度（宽度调制时）调角信号的频谱宽度（宽度调制时）2.3.2 调角波的频谱结构与带宽调角波的频谱结构与带宽l抗抗干扰性干扰性 在相同条件下，调频接收机输出端的信号噪声比要比在相同条件下，调频接收机输出端的信号噪声比要比调幅接收机大得多。调幅接收机大得多。l信号频谱宽度信号频谱宽度 在宽度调角中，调角信号得频谱宽度高于调幅信号得在宽度调角中，调角信号得频谱宽度高于调幅信号得频谱宽度。频谱宽度。l设备利用率设备利用率 调角系统的设备利用率高于调幅系统。调角系统的设备利用率高于调幅系统。2.3.3 调频方法调频方法 l直接调频直接调频 直接调频是指用调制信号直接去控制振荡器的振荡直接调频是指用调制信号直接去控制振荡器的振荡频率。如某典型的调频电路如图频率。如某典型的调频电路如图2-6所示。所示。图图2-6 变容管直接调频电路变容管直接调频电路2.3.3 调频方法调频方法l间接调频间接调频 间接调频就是先将调制信号积分，然后对载波进行调相，间接调频就是先将调制信号积分，然后对载波进行调相，从而间接获得调频。某典型的间接调频电路如图从而间接获得调频。某典型的间接调频电路如图2-7所示。所示。图图2-7 单级回路变容二极管调相电路单级回路变容二极管调相电路2.3.4 解调解调l斜率鉴频斜率鉴频l相位鉴频相位鉴频l脉冲计数式鉴频脉冲计数式鉴频l利用门电路或锁相环进行鉴利用门电路或锁相环进行鉴频频2.4无线电发射机无线电发射机l无线电发射机的作用是产生一个功率足够大的高频振荡无线电发射机的作用是产生一个功率足够大的高频振荡信号送给发射天线，通过天线转换成电磁波传送到接收信号送给发射天线，通过天线转换成电磁波传送到接收端。端。l衡量发射机优劣的技术指标有：衡量发射机优劣的技术指标有： 输出功率、频率范围与频率间隔、频率准确度与频率稳输出功率、频率范围与频率间隔、频率准确度与频率稳定度、邻道频率、寄生辐射、调制特性等。定度、邻道频率、寄生辐射、调制特性等。回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.4.1 调幅发射机调幅发射机调幅发射机的组成框图如图调幅发射机的组成框图如图2-8所示：所示：天线天线振荡器振荡器中间放大器中间放大器输出放大器输出放大器调制器调制器图图2-8 调幅发射机组成方框图调幅发射机组成方框图2.4.1 调幅发射机调幅发射机l在在调幅发射机中，为节约频谱资源，提高能量利用率，调幅发射机中，为节约频谱资源，提高能量利用率，往往采用单边带发射机。某单边带发射机的框图如图往往采用单边带发射机。某单边带发射机的框图如图2-9所示所示:图图2-9 单边带发射机组成方框图单边带发射机组成方框图频率变换部分频率变换部分音音频频放大器放大器平平衡衡调制器调制器混混频频器器放放大大器器末末级级放大器放大器边边带带滤波器滤波器天线天线ALCALC本本机机振荡器振荡器载载波波振荡器振荡器单边调制部分单边调制部分2.4.2 调频发射机调频发射机l使用调频调制方式的发射机称为调频发射机。其组成框使用调频调制方式的发射机称为调频发射机。其组成框图如图图如图2-10所示所示晶晶体体振荡器振荡器频频率率调制器调制器倍倍频频器器倍倍频频器器倍倍频频器器音音频频放大器放大器IDCIDC回回 路路音音频频放大器放大器话话筒筒缓缓冲冲放大器放大器功功率率放大器放大器12.14MHZ12.14MHZ图图2-10 调频发射机组成方框图调频发射机组成方框图322145.68MHZ145.68MHZ2.4.2 调频发射机调频发射机l调频发射机与调幅发射机比较，具有如下特点：调频发射机与调幅发射机比较，具有如下特点： 占用频带宽占用频带宽 具有较强的抗干扰性能具有较强的抗干扰性能 功率利用率功率利用率高高2.5无线电接收机无线电接收机l接收无线电信号的设备称为无线电接收机。接收无线电信号的设备称为无线电接收机。l衡量接收机性能的主要性能指标有：衡量接收机性能的主要性能指标有： 灵敏度灵敏度 选择性选择性 失真度失真度 波段覆盖波段覆盖 工作稳定性工作稳定性回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.5.1 调幅接收机调幅接收机l直接放大式直接放大式 直接放大式接收机称为调谐方法式，其结构方框图如图直接放大式接收机称为调谐方法式，其结构方框图如图2-11所示所示高频放大器高频放大器检波器检波器音频放大器音频放大器本机振荡器本机振荡器图图2-11 直接放大式接收机组成方框图直接放大式接收机组成方框图2.5.1 调幅接收机调幅接收机l超外差接收机超外差接收机 典型超外差接收机框图如图典型超外差接收机框图如图2-12所示所示高高频频放大器放大器混混频频器器中中频频放大器放大器检检波波器器音音频频放大器放大器本本机机振荡器振荡器图图2-12 超外差式接收机方框图超外差式接收机方框图2.5.2 单边带接收机单边带接收机l单边带接收机也是一个频率的搬移过程单边带接收机也是一个频率的搬移过程l单边带接收机设有单边带接收机设有只准只准SSB信号通过的带同滤波器信号通过的带同滤波器2.5.3 调频接收机调频接收机l接收调频信号的接收机称为调频接收机接收调频信号的接收机称为调频接收机l典型的调频接收机框图如图典型的调频接收机框图如图2-13所示所示高高频频放大器放大器第第一一混频器混频器限限幅幅器器第第二二混频器混频器第二中第二中频放大频放大器器第一中第一中频放大器频放大器天线天线第二本第二本机振荡器机振荡器第一本第一本机振荡器机振荡器图图2-13 调频接收机组成方框图调频接收机组成方框图扬扬声声器器鉴鉴频频器器音音频频放大器放大器静静噪噪电电路路2.6频分多路复频分多路复用用l若干路信息在同一信道中传送称为多路复用。若干路信息在同一信道中传送称为多路复用。l按频率分割信号的方法称为频分复用。按频率分割信号的方法称为频分复用。l在频分多路复用中，信道的可用频带被分割成若干互不在频分多路复用中，信道的可用频带被分割成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，以实现多路交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，以实现多路复用复用的的FDM信号在同一信道中传输。信号在同一信道中传输。l频分多路复用的框图如图频分多路复用的框图如图2-14所示。所示。回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页2.6 频分多路复用频分多路复用CHCH2 2CHCHN NCHCH1 1LPFLPF调制器调制器BPFBPFBPFBPF解调器解调器LPFLPFLPFLPF解调器解调器BPFBPFLPFLPF调制器调制器BPFBPFLPFLPFBPFBPF调制器调制器BPFBPFLPFLPF解调器解调器信信道道输出输出CHCH1 1CHCH2 2CHCHN N信信号号图图2-14 频分多路复用原理方框图频分多路复用原理方框图回回回回第二第二第二第二章首页章首页章首页章首页第第3章章数字通信数字通信 3.1 绪论绪论3.2 信源编码信源编码3.3 时分多路复用时分多路复用3.4 数据压缩技术简介数据压缩技术简介3.1 绪论绪论l通信系统按传输的信号形式可分为模拟通信系统和数字通信系统按传输的信号形式可分为模拟通信系统和数字通信系统通信系统l按传输媒介可分为有线通信系统和无线通信系统按传输媒介可分为有线通信系统和无线通信系统l按通信业务可分为电话、电报、传真、电视按通信业务可分为电话、电报、传真、电视等等回回回回第三第三第三第三章首页章首页章首页章首页3.1.1 数字信号数字信号l信号是信息的表现形式信号是信息的表现形式l基带信号和频带信号基带信号和频带信号 基带信号是指含有低频成分甚至直流成分的信号，通常，基带信号是指含有低频成分甚至直流成分的信号，通常，原始信号都是基带信号原始信号都是基带信号 频带信号的中心频率相对较高，因而相对带宽窄频带信号的中心频率相对较高，因而相对带宽窄3.1.1 数字信号数字信号l模拟信号模拟信号 模拟信号是指时间和状态都连续的信号模拟信号是指时间和状态都连续的信号l数字信号数字信号 数字信号是指时间和状态都离散的信号数字信号是指时间和状态都离散的信号l典型的数字信号波形如图典型的数字信号波形如图3-1所示所示3.1.1 数字信号数字信号图图3-1 数字信号波形数字信号波形3-1a 二进制数字信号二进制数字信号 图图3-1b 四进制数字信号四进制数字信号 a）b）1 0 1 0 11 0 1 0 100 01 10 00 01 10 11 11 01013.1.2 数字通信系统的模型数字通信系统的模型典型数字通信的模型如图典型数字通信的模型如图3-2所示所示图图3-2 数字通信系统的模型数字通信系统的模型同步同步信信源源信信源源编编码码信信道道编编码码调调制制信信道道解解调调信信道道解解码码信信源源解解码码干干扰扰同同步步3.1.3 数字通信系统的主要性能指标数字通信系统的主要性能指标l比特比特l概率概率l码元码元l信息量信息量l传信率传信率l传码率传码率l误码率误码率l频带利用率频带利用率3.1.4 数字通信的特点数字通信的特点 l抗抗干扰能力强干扰能力强l通信效率高通信效率高l保密性能好保密性能好l便于构成综合数字网和综合业务数字网便于构成综合数字网和综合业务数字网l占用频带宽占用频带宽3.2 信源编码信源编码 信源编码的任务包含两个方面：信源编码的任务包含两个方面： 将输入信号变换成适于在数字通信系统处理和传输的数将输入信号变换成适于在数字通信系统处理和传输的数字信号。字信号。 通过信源编码提高数字信号的有效性，尽可能减小信号通过信源编码提高数字信号的有效性，尽可能减小信号中的多余度，进行压缩信号带宽的编码，使单位时间单位中的多余度，进行压缩信号带宽的编码，使单位时间单位系统频带上所传输的信息量最大。系统频带上所传输的信息量最大。回回回回第三第三第三第三章首页章首页章首页章首页3.2.1 脉冲编码调制（脉冲编码调制（ PCM ）l取样取样 取样也称为抽样，它是把时间连续的模拟信号转换为时取样也称为抽样，它是把时间连续的模拟信号转换为时间离散的信号的过程，取样示意图如图间离散的信号的过程，取样示意图如图3-3所所示。示。3.2.1 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCM）s(t)s(t)PAMPAMms(t)ms(t)m(t)m(t)t tt tt tK K图图3-3 取样过程示意图取样过程示意图3.2.1 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM） 对于上限频率对于上限频率为为Fh的限带信号，如果用的限带信号，如果用Fs 2Fh的信的信号对它进行取样，则原信号将被所得到的取样值完全地确号对它进行取样，则原信号将被所得到的取样值完全地确定。或者可以通过截止频率为定。或者可以通过截止频率为Fh的的理想低通滤波器完全地理想低通滤波器完全地恢复原信号。这就是著名的奈奎斯特取样定理恢复原信号。这就是著名的奈奎斯特取样定理 。3.2.1 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM）取样时，由于模拟信号取样时，由于模拟信号m(t)的值是连续变化的，取样的值是连续变化的，取样后，取样器输出的脉冲顶部是变化的，为获得近似不变的后，取样器输出的脉冲顶部是变化的，为获得近似不变的准确的取样值，要求准确的取样值，要求s(t)的脉冲宽度的脉冲宽度 应尽可能窄。应尽可能窄。另一方面，在后面的量化过程中，为保证量化编码的另一方面，在后面的量化过程中，为保证量化编码的要求，取样值必须保持一段时间，这一过程称为取样保持。要求，取样值必须保持一段时间，这一过程称为取样保持。3.2.1 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM）l量化量化 取样后的取样后的PAM信号幅度仍是连续变化的，不能进行信号幅度仍是连续变化的，不能进行编码。因此，还必须进行数字化的第二步编码。因此，还必须进行数字化的第二步幅度离散幅度离散化处理，即量化化处理，即量化 量化分为：量化分为： 均匀量化均匀量化 非均匀量化非均匀量化3.2.1 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCM）均匀量化：均匀量化： 对对PAM信号的样值幅度进行量化处理，也称为分层或信号的样值幅度进行量化处理，也称为分层或分级。在数字技术中，量化过程实际上是将样值信号的最分级。在数字技术中，量化过程实际上是将样值信号的最大幅度范围（设大幅度范围（设为为-um+um）划分为划分为2n个区间，即可用个区间，即可用2n个离散值来表示个离散值来表示PAM的样值幅度变化，并且经量化后，每的样值幅度变化，并且经量化后，每一个样值都将被这些离散值所取代，这些电平被称为量化一个样值都将被这些离散值所取代，这些电平被称为量化电平，用量化电平取代每个取样值的过程称为量化，分层电平，用量化电平取代每个取样值的过程称为量化，分层区间电平是一致的，因此称为区间电平是一致的，因此称为均匀量化均匀量化。 3.2.1 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM）非均匀量化：非均匀量化： l取样信号量化后的信噪比与量化取样信号量化后的信噪比与量化比特数比特数n成正比成正比。n每增加或减小每增加或减小1bit，信噪比将信噪比将相应变化相应变化6dB。l随输入信号幅度的下降，信噪比将严重恶化。因随输入信号幅度的下降，信噪比将严重恶化。因为在量化器确定为在量化器确定后，后，N和和 确定，随输入信号幅度确定，随输入信号幅度的下降，相当于被量化的级数小于的下降，相当于被量化的级数小于N，使量化误差使量化误差增大，噪声增大增大，噪声增大 。l为克服均匀量化过程中造成的小信号量化信噪比为克服均匀量化过程中造成的小信号量化信噪比恶化的缺点，提出了非均匀量化，所谓非均匀量恶化的缺点，提出了非均匀量化，所谓非均匀量化，指当信号幅度小时，量化台阶也小，信号幅化，指当信号幅度小时，量化台阶也小，信号幅度大时，量化台阶也大。度大时，量化台阶也大。3.2.1 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM）l非非均匀量化一般采用均匀量化一般采用13折线折线A率压扩特性，可采用逐次反馈比较率压扩特性，可采用逐次反馈比较型型PCM编编码器，其组成框图如图码器，其组成框图如图3-4所示所示PAMPAM取样器取样器整流器整流器保持电路保持电路比较器比较器本地译码器本地译码器极性码极性码图图3-4 逐次反馈比较型逐次反馈比较型PCM编码器编码器3.2.2 预测编码预测编码 所谓预测编码，是根据上一时刻的信号样值预测所谓预测编码，是根据上一时刻的信号样值预测下一个样值，并仅把预测值与当前的实际样值之差下一个样值，并仅把预测值与当前的实际样值之差（即预测误差）加以量化、编码后进行传输的方式。（即预测误差）加以量化、编码后进行传输的方式。也可以说，预测编码是利用信号的相关性，根据当前也可以说，预测编码是利用信号的相关性，根据当前和过去的信号值来预测未来的信号值。这样，预测误和过去的信号值来预测未来的信号值。这样，预测误差信号与原信号相比，功率减小，幅度范围减小，但差信号与原信号相比，功率减小，幅度范围减小，但原信号所包含的信息仍保持完整。如果解调，在量化原信号所包含的信息仍保持完整。如果解调，在量化噪声相同的情况下，传输预测误差所需的量化比特数噪声相同的情况下，传输预测误差所需的量化比特数将将比比PCM方式的要少，这就有效地去除了多余信息，方式的要少，这就有效地去除了多余信息，达到了压缩频带、提高效率地目的达到了压缩频带、提高效率地目的 。3.2.2 预测编码预测编码l简单增量调制简单增量调制（ M ）l总和增量调制（总和增量调制（ - M ）l自适应增量调制自适应增量调制（ADM）l差值脉码调制差值脉码调制（DPCM）l自适应预测编码自适应预测编码（ADPCM）l霍夫曼编码霍夫曼编码 （属于最佳的不等长编码，即按信号的大小配置不同的码元，从而属于最佳的不等长编码，即按信号的大小配置不同的码元，从而提高编码效率，压缩频带）提高编码效率，压缩频带） 3.3时分多路复用（TDM） 为了提高通信系统的传输速率，充分利用设备，绝为了提高通信系统的传输速率，充分利用设备，绝大多数数字通信系统都采用时分多路复用技术（大多数数字通信系统都采用时分多路复用技术（TDM）。）。在时分多路传输系统中，各路信号轮流在不同的时隙传在时分多路传输系统中，各路信号轮流在不同的时隙传输，每一路所占的频带相同。输，每一路所占的频带相同。 对采用对采用PCM方式的数字电话而言，采用时分多路复方式的数字电话而言，采用时分多路复用是很适合的用是很适合的 。回回回回第三第三第三第三章首页章首页章首页章首页3.3.1时分多路复用的基本概念时分多路复用的基本概念 在时分多路复用时，每路信号脉冲重复出现的周期在时分多路复用时，每路信号脉冲重复出现的周期称为帧。一帧的时间是称为帧。一帧的时间是125us，一帧内包含了每路信号一帧内包含了每路信号的一个样值脉冲。的一个样值脉冲。 图图3-5 时分多路复用示意图时分多路复用示意图3.3.230/32路路PCM通信系统的帧结构通信系统的帧结构30/32路路PCM基群的帧结构示意图如图基群的帧结构示意图如图3-6所示：所示： 同步时隙同步时隙话路时隙话路时隙标志时隙标志时隙话路时隙话路时隙1 1帧帧=32=32个时隙个时隙=256=256比特比特=125u=125us s TS0 TS1 TS2 TS15TS16TS17 TS29TS3TS31 TS0 TS1 TS2 TS15TS16TS17 TS29TS3TS31 图图3-6 30/32路路PCM通信系统的帧结构通信系统的帧结构3.4数据压缩技术简介数据压缩技术简介l为了存储、处理和传输这些数据，必须进行压缩。相比为了存储、处理和传输这些数据，必须进行压缩。相比之下，语音的数据量较小，且基本压缩方法己经成熟，之下，语音的数据量较小，且基本压缩方法己经成熟，目前的数据压缩研究主要集中于图像和视频信号的压缩目前的数据压缩研究主要集中于图像和视频信号的压缩方面方面 l数据压缩方法种类繁多，可以分为无损压缩和有损压缩数据压缩方法种类繁多，可以分为无损压缩和有损压缩两大类两大类 回回回回第三第三第三第三章首页章首页章首页章首页3.4数据压缩技术简介数据压缩技术简介 l无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到数据统计冗余始数据而不引入任何失真，但压缩率受到数据统计冗余度的理论限制，一般为度的理论限制，一般为2:1到到5:1 。l损压缩方法利用了人类视觉对图像中的某些频率成分不损压缩方法利用了人类视觉对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响较小，却换来了大得多的压缩比。有损压缩广像的影响较小，却换来了大得多的压缩比。有损压缩广泛应用于语音、图像和视频数据的压缩。泛应用于语音、图像和视频数据的压缩。 3.4 数据压缩技术简介数据压缩技术简介lJPEG静止图像压缩标准静止图像压缩标准lMPEG运动图像压缩编码运动图像压缩编码lH.261视频通信编码标准视频通信编码标准回回回回第三第三第三第三章首页章首页章首页章首页第第4章章数字信号的基带传输数字信号的基带传输4.1 数字基带传输系统数字基带传输系统4.2 数字基带数字基带信号的再生中继信号的再生中继传输传输4.3 中继传输性能的分析中继传输性能的分析4.4 基带传输的常用码基带传输的常用码型型4.5 扰码与解扰扰码与解扰4.6 PCM中继传输系统的测量中继传输系统的测量4.7 差错控制编码差错控制编码4.1数字基带传输系统数字基带传输系统基带传输系统主要由波形变换器、发送滤波器、信道、基带传输系统主要由波形变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器和取样判决器等组成。其组成框图如图接收滤波器和取样判决器等组成。其组成框图如图4-1所所示示 。接收滤波器接收滤波器基带信号输出基带信号输出基带信号输入基带信号输入波形变波形变换器换器发送发送滤波滤波器器信信道道匹配滤匹配滤波器波器取样取样判决判决器器均均衡衡器器干扰干扰取样定时取样定时图图4-1 数字基带传输示意图数字基带传输示意图回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.1.1限带信道传输对信号波形的影响限带信道传输对信号波形的影响单位冲击响应的特点单位冲击响应的特点l响应响应h(t)在在t=0时有最大的输出，随时间的推移，输出响时有最大的输出，随时间的推移，输出响应的幅度逐渐减小，波形形成一种拖尾现象应的幅度逐渐减小，波形形成一种拖尾现象 l在时间轴上有很多的零点，相邻的两个零点的距离为在时间轴上有很多的零点，相邻的两个零点的距离为（除低频部分）（除低频部分）l在冲击响应的波形图上有很多的峰值点，但随着时间的在冲击响应的波形图上有很多的峰值点，但随着时间的推移，峰值越来越小。所以，冲击响应的主要能量集中推移，峰值越来越小。所以，冲击响应的主要能量集中在低端在低端 4.1.2无码间串扰的条件无码间串扰的条件 如信号传输速率如信号传输速率f=2fc(fc为信道带宽为信道带宽)，各码元，各码元的间隔为的间隔为 ，则该数字序列就可以做到无码间，则该数字序列就可以做到无码间干扰传输。其中称干扰传输。其中称fc为奈奎为奈奎斯特带宽；斯特带宽；T为奈奎斯特为奈奎斯特间隔；间隔； 响应波形为奈奎斯特脉冲响应波形为奈奎斯特脉冲 。4.1.3无码间干扰的滚降系统特性无码间干扰的滚降系统特性 虽然数字基带传输系统的理想低通滤波特性达到了虽然数字基带传输系统的理想低通滤波特性达到了有效性能的极限，但这种特性实现起来不容易。而且即有效性能的极限，但这种特性实现起来不容易。而且即便获得了相当逼近理想的特性，但由于便获得了相当逼近理想的特性，但由于h(t)的的“尾巴尾巴”，在判决时刻出现偏差时，码间串扰仍可能达到很大的，在判决时刻出现偏差时，码间串扰仍可能达到很大的值。所以，实际的通信系统一般不采用这种特性，而采值。所以，实际的通信系统一般不采用这种特性，而采用具有升余弦传输特性用具有升余弦传输特性的的H（j ） 。4.1.4部分响应基带传输系统部分响应基带传输系统l合成的部分响应信号带宽为合成的部分响应信号带宽为 ，在相同进制的条件下，在相同进制的条件下，其频带的利用率与理想低通特性传输系统的频带利用率其频带的利用率与理想低通特性传输系统的频带利用率相同相同 。l部分响应可以改善理想低通特性传输系统的拖尾幅度。部分响应可以改善理想低通特性传输系统的拖尾幅度。 l用部分响应信号的脉冲波形作为系统的传输波形，当以用部分响应信号的脉冲波形作为系统的传输波形，当以码元宽度为间隔进行判决时，只在相邻的两个码元之间码元宽度为间隔进行判决时，只在相邻的两个码元之间发生串扰，其它判决时刻不会发生发生串扰，其它判决时刻不会发生串扰串扰 。4.2数字基带信号的再生中继传输数字基带信号的再生中继传输l传输信道传输信道l再生中继系统再生中继系统回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.2.1PCM信号基带传输信道信号基带传输信道 传输距离越长，波形失真越严重。当传输距离增加传输距离越长，波形失真越严重。当传输距离增加到一定长度时，接收到的信号很难识别。因此到一定长度时，接收到的信号很难识别。因此，PCM数数字信号的传输距离将受到限制，为了延长通信距离，在字信号的传输距离将受到限制，为了延长通信距离，在传输通道的适当位置应设置再生中继设备，把已失真的传输通道的适当位置应设置再生中继设备，把已失真的信号整形后再向更远的距离传输，这就是信号整形后再向更远的距离传输，这就是PCM的再生中的再生中继传输继传输 。4.2.2再生中继系统和再生中继器再生中继系统和再生中继器 再生中继器的作用是：再生中继器的作用是： 经经过过一一段段距距离离的的传传输输，当当信信噪噪比比变变差差时时，及及时时识识别别判判决决以以防防止止信信道道误误码码。只只要要不不误误判判，经经过过再再生生中中继继器器后后的输出脉冲，会恢复成和原来一样的标准脉冲波形的输出脉冲，会恢复成和原来一样的标准脉冲波形 再生中继器包括：再生中继器包括： 均均衡衡放放大大、定定时时和和判判决决再再生生，其其组组成成框框图图如如图图4-2所所示示 。4.2.2再生中继系统和再生中继器再生中继系统和再生中继器判决再生判决再生时钟提取时钟提取均放均放抽样判决抽样判决码形成码形成微分微分整流整流调谐调谐相位调整相位调整 限幅整形限幅整形图图4-2 再生中继器方框图再生中继器方框图4.2.2再生中继系统和再生中继器再生中继系统和再生中继器 为了在正确的最佳的时刻识别判决均衡波是为了在正确的最佳的时刻识别判决均衡波是“1”码还是码还是“0”码，并把它恢复成一定宽度和幅度的脉冲，码，并把它恢复成一定宽度和幅度的脉冲，各再生中继器必须具有与发送定时绝对同步的定时电路。各再生中继器必须具有与发送定时绝对同步的定时电路。通常有外同步定时法和自同步定时法两种办法来产生接通常有外同步定时法和自同步定时法两种办法来产生接收端的定时时钟信号收端的定时时钟信号 。4.2.2再生中继系统和再生中继再生中继系统和再生中继器器l外同步定时法：发送端在发送外同步定时法：发送端在发送PCM信号序列的同时用另信号序列的同时用另外的信道同时发送时钟信号，以供各中继器和接收端使外的信道同时发送时钟信号，以供各中继器和接收端使用。此方法可在各中继器和接收端获得与发端完全同频用。此方法可在各中继器和接收端获得与发端完全同频同相的定时时钟，但需要有一条附加的信道，所以在实同相的定时时钟，但需要有一条附加的信道，所以在实际中很少采用际中很少采用 。l自同步定时法：从传送自同步定时法：从传送的的PCM信号序列中提取定时信号，信号序列中提取定时信号，由于不需要附加信道传送定时信号，所以，目前一般采由于不需要附加信道传送定时信号，所以，目前一般采用这种方法用这种方法 。4.2.2再生中继系统和再生中继器再生中继系统和再生中继器l再生判决由判决和脉冲形成两部分组成，其功能有三个：再生判决由判决和脉冲形成两部分组成，其功能有三个： 1）在最佳门限带电压下判决）在最佳门限带电压下判决 2）在最佳判决时刻取样）在最佳判决时刻取样 3）再生形成所需要的码型）再生形成所需要的码型 4.3中继传输性能的分析中继传输性能的分析 数字信号传输系统中反映传输质量的指标是误码和数字信号传输系统中反映传输质量的指标是误码和时钟抖动，这两者是由于数字信号传输时信道特性的不时钟抖动，这两者是由于数字信号传输时信道特性的不理想以及信道中的噪声和干扰造成的。关于信道的特性理想以及信道中的噪声和干扰造成的。关于信道的特性已在前面讨论过，这里要讨论的是信道噪声和干扰特性已在前面讨论过，这里要讨论的是信道噪声和干扰特性及其对传输性能的影响。及其对传输性能的影响。 回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.3.1信道噪声及干扰信道噪声及干扰 电缆信道中的传输噪声和干扰主要有两个方面：电缆信道中的传输噪声和干扰主要有两个方面：信道噪声；信道噪声；电缆线对之间的相互电缆线对之间的相互串扰串扰 4.3.2误码率及误码率的积累误码率及误码率的积累 PCM系统中的误码主要发生在传输信道（含再生中系统中的误码主要发生在传输信道（含再生中继器）中，产生的原因是多方面的，包含噪声、干扰、继器）中，产生的原因是多方面的，包含噪声、干扰、串音以及码间干扰等，当总干扰幅度超过判决电平时将串音以及码间干扰等，当总干扰幅度超过判决电平时将产生误判而出现误码。传输系统产生的误码在接收端解产生误判而出现误码。传输系统产生的误码在接收端解码后，必然使重建码后，必然使重建的的PAM信号发生偏离，造成信号的失信号发生偏离，造成信号的失真真 。4.3.2误码率及误码率的积累误码率及误码率的积累 为便于分析，假设接收的单极性码是矩形脉冲，幅为便于分析，假设接收的单极性码是矩形脉冲，幅度度为为A，判决门限电平判决门限电平为为A/2；随机噪声是叠加在信码脉随机噪声是叠加在信码脉冲上，如图冲上，如图4-3所示。由图可知，在判决时刻，当噪声电所示。由图可知，在判决时刻，当噪声电压压 A/2时，将使时，将使“1”码误判为码误判为“0”码，即产生误码；码，即产生误码；当噪声电压当噪声电压 A/2时，将使时，将使“0”码误判为码误判为“1”码，即产码，即产生误码。生误码。 4.3.2误码率及误码率的积累误码率及误码率的积累AA/20TBt判决门限判决门限图图4-3 噪声叠加在数字信号上的波形噪声叠加在数字信号上的波形4.3.2 误码率及误码率的积累误码率及误码率的积累 如果每个中继站的误码率为，而且各中继站如果每个中继站的误码率为，而且各中继站误码率之间相互独立，两终端之间的中继站数目误码率之间相互独立，两终端之间的中继站数目为个，则总误码率为：为个，则总误码率为：4.3 相位抖动相位抖动 PCM信号的脉冲码流经过信道传输，各中继站和终信号的脉冲码流经过信道传输，各中继站和终端站接收的脉冲在时间上不再是等间隔的，而是随时间端站接收的脉冲在时间上不再是等间隔的，而是随时间变动，这种现象称为相位抖动。相位抖动不仅使再生判变动，这种现象称为相位抖动。相位抖动不仅使再生判决时刻的时钟偏离信号的最大值而产生误码，而且由于决时刻的时钟偏离信号的最大值而产生误码，而且由于解码后重建解码后重建的的PAM信号脉冲发生相位抖动，使重建后的信号脉冲发生相位抖动，使重建后的信号产生波形失真。信号产生波形失真。 4.3 相位抖动相位抖动 引起相位抖动的原因是多方面的，包含定时电路的引起相位抖动的原因是多方面的，包含定时电路的不理想、信道干扰及噪声以及码元组合方式的变化等。不理想、信道干扰及噪声以及码元组合方式的变化等。其中，信道噪声及干扰引起的相位抖动称为非系统性抖其中，信道噪声及干扰引起的相位抖动称为非系统性抖动，它将按动，它将按 关系积累，显然其影响是不大的。而系关系积累，显然其影响是不大的。而系统性抖动是由于中继器和终端站采用自定时方式而产生统性抖动是由于中继器和终端站采用自定时方式而产生的，其来源包括码间干扰、有限脉冲宽度效应、码元组的，其来源包括码间干扰、有限脉冲宽度效应、码元组合方式的变化等。合方式的变化等。 4.4数字基带传输的常用码型数字基带传输的常用码型l码型设计的主要任务是提高通信的可靠性指标码型设计的主要任务是提高通信的可靠性指标。 回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.4.1 数字基带传输的码型设计l码型设计的原则：码型设计的原则： 1）能在接收端获取同步信息。即为了接收端能够与发）能在接收端获取同步信息。即为了接收端能够与发送端同步，从而保证接收机在最佳的时刻对所接收的信送端同步，从而保证接收机在最佳的时刻对所接收的信号进行判决，需要从接收的信码中获取位同步信息。号进行判决，需要从接收的信码中获取位同步信息。 2）由于信道不适合传输直流成分，所以基带信号中应）由于信道不适合传输直流成分，所以基带信号中应无直流成分或极小的低频成分。无直流成分或极小的低频成分。 3）尽量减小基带信号频谱中的高频分量。这样可以节）尽量减小基带信号频谱中的高频分量。这样可以节省传输频带，提高信道的频谱利用率，还可以减小干扰省传输频带，提高信道的频谱利用率，还可以减小干扰 4）在信源信码的统计特性发生变化时，不会因此而使）在信源信码的统计特性发生变化时，不会因此而使系统传输受到影响。如当信源信码中出现连系统传输受到影响。如当信源信码中出现连0或连或连1码时，码时，接收端不会因此而失步接收端不会因此而失步 。 4.4.1数字基带传输的码型设计数字基带传输的码型设计l码型设计的原则：码型设计的原则： 5)能提高系统的可靠性能提高系统的可靠性 。 6)系统的有效性指标不能下将过多。系统的有效性指标不能下将过多。 7)对于某些基带传输码型，信道中产生的单个误码会扰乱对于某些基带传输码型，信道中产生的单个误码会扰乱一段译码过程，从而导致译码输出信息中出现多个错误，一段译码过程，从而导致译码输出信息中出现多个错误，这种现象称为误码增值（或误码扩散）。总是希望误码这种现象称为误码增值（或误码扩散）。总是希望误码增值越少越好增值越少越好 。4.4.2常用码型常用码型l数字基带信号的波形及其特点数字基带信号的波形及其特点1)单极性非归零码单极性非归零码2）双极性非归零码双极性非归零码3）单极性归零码）单极性归零码4）差分码）差分码5）数字双相码）数字双相码4.4.2常用常用码型码型l常用传输码常用传输码1）信号交替反转码）信号交替反转码2）三阶高密度双极性码）三阶高密度双极性码4.4.2常用码型常用码型l传输码型变换的误码增值传输码型变换的误码增值 数数字字信信号号在在电电缆缆中中传传输输时时由由于于信信道道的的不不理理想想和和噪噪声声干干扰扰，接接收收端端会会出出现现误误码码，当当线线路路传传输输码码中中出出现现一一位位错错码码时时，在在码码型型反反变变换换后后的的数数字字码码中中出出现现一一个以上的数字码错误的现象称为误码增值。个以上的数字码错误的现象称为误码增值。4.5扰码和解扰码和解扰扰 减少连减少连“0”码以保证位定时恢复质量是数字基带信码以保证位定时恢复质量是数字基带信号传输的一个重要问题。将二进制数字信息先作号传输的一个重要问题。将二进制数字信息先作“随机随机化化”处理，变为伪随机序列，也能限制连处理，变为伪随机序列，也能限制连“0”码的长度。码的长度。这种对数字基带信号进行的这种对数字基带信号进行的“随机化随机化”处理称为处理称为“扰码扰码” 。回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.5.1m序列序列lm序序列列是是最最常常用用的的一一种种伪伪随随机机序序列列，它它是是最最长长先先性性反反馈馈移移位寄存器序列的简称。位寄存器序列的简称。l带线性反馈逻辑的移位设定各级寄存器的初始状态后，带线性反馈逻辑的移位设定各级寄存器的初始状态后，在时钟触发下，每次移位后各级积存器状态会发生变化。在时钟触发下，每次移位后各级积存器状态会发生变化。观察其中一级寄存器（通常为末级）的输出，随着移位时观察其中一级寄存器（通常为末级）的输出，随着移位时钟节拍的推移会产生一个序列，称为移位寄存器序列。移钟节拍的推移会产生一个序列，称为移位寄存器序列。移位寄存器序列是一个周期性序列，其周期不但与移位寄存位寄存器序列是一个周期性序列，其周期不但与移位寄存器的级数有关，而且还与线性反馈逻辑有关器的级数有关，而且还与线性反馈逻辑有关 。l如某遵从如某遵从 的的4级级m序列发生器如图序列发生器如图4-4所示。所示。4.5.1m序列序列输出输出DDDD图图4-4 遵从的遵从的4级级m序列发生器序列发生器 该该m序序列列可可以以得得到到 100010011010111，周周期期15的序列。的序列。4.5.2扰码与解扰原理扰码与解扰原理 扰扰码码原原理理是是以以线线性性反反馈馈移移位位寄寄存存器器理理论论为为基基础础的的。扰扰码码的的一一般般原原理理框框图图如如图图4-5 所所示示。分分析析扰扰码码器器的的工工作作原原理理时时引引入入一一个个运运算算符符号号“D”，D表表示示将将序序列列延延时时一一位位，DkS表表示示将将序序列列延延时时k位位。采采用用延延时时运运算算符符后后，可可得得到到扰扰码原理的表达式：码原理的表达式：4.5.2扰码与解扰原理扰码与解扰原理C0=1C3Cn-1Cn=1an-2an-3a1a0SGC1C2输出输出图图4-5 扰码器的一般形式扰码器的一般形式an-14.5.2扰码与解扰原理扰码与解扰原理解扰原理：解扰原理：C0=1an-1C3Cn-1Cn=1an-2an-3a1a0GSC1C2图图4-6 解扰器的一般形式解扰器的一般形式4.5.2扰码与解扰原理扰码与解扰原理l采采用用扰扰码码和和解解扰扰能能使使包包括括连连“0”码码（或或连连“1”码码）内内的的任任何何输输入入序序列列变变为为伪伪随随机机码码，因因而而可可以以在在基基带带传传输输系系统统中代替旨在限制连中代替旨在限制连“0”码的各种复杂的码型变换。码的各种复杂的码型变换。l采用扰码和解扰的主要缺点是对系统的误码率有影响；采用扰码和解扰的主要缺点是对系统的误码率有影响；另一个缺点是当输入序列为某些伪随机码形式时，扰码器另一个缺点是当输入序列为某些伪随机码形式时，扰码器的输出可能是全的输出可能是全0码或全码或全1码。但对于实际的输入数据序列，码。但对于实际的输入数据序列，出现这种码组的可能性出现这种码组的可能性很小很小 4.6PCM中继传输系统的测量中继传输系统的测量l误误码码率率是是PCM中中继继传传输输系系统统衡衡量量质质量量的的重重要要指指标标，它它对数字系统的设计和日常维护是很必要的。对数字系统的设计和日常维护是很必要的。lPCM中继传输系统传输中继传输系统传输的是的是PCM信码，它是一个随信码，它是一个随机的数字信号，通常采用机的数字信号，通常采用m序列码（伪随机码）作为测序列码（伪随机码）作为测试信号试信号 回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.6PCM中继传输系统的测量中继传输系统的测量lPCM再再生生中中继继系系统统中中再再生生中中继继器器的的数数目目很很多多，且且都都采采用用无无人人值值守守方方式式，一一旦旦再再生生中中继继器器发发生生故故障障，必必须须立立即即判判断断故故障障点点的的具具体体位位置置，以以便便迅迅速速采采取取措措施施，使使传传输输系系统统正正常常工作。工作。l再生中继系统的故障位置的测定是在终端局进行远距离再生中继系统的故障位置的测定是在终端局进行远距离测试，再生中继器的故障分为两种，一种是全中断，中继测试，再生中继器的故障分为两种，一种是全中断，中继无输出；另一种是由于部件变质或接触不良，虽然还未到无输出；另一种是由于部件变质或接触不良，虽然还未到全中断的程度，但误码已大增，通信质量明显下降。全中断的程度，但误码已大增，通信质量明显下降。 4.7差错控制编码差错控制编码l由由于于通通信信线线路路上上总总有有噪噪声声存存在在，噪噪声声和和有有用用信信息息中中的的结结果果，就就会会出出现现差差错错。噪噪声声可可分分为为两两类类，一一类类是是热热噪噪声声，另另一一类类是是冲冲击击噪噪声声，热热噪噪声声引引起起的的差差错错是是一一种种随随机机差差错错， 亦即某个码元的出错具有独立性，与前后码元无关。亦即某个码元的出错具有独立性，与前后码元无关。l冲冲击击噪噪声声是是由由短短暂暂原原因因造造成成的的，例例如如电电机机的的启启动动、停停止止，电电器器设设备备的的放放弧弧等等，冲冲击击噪噪声声引引起起 的的差差错错是是成成群群的的，其差错持续时间称为突发错的长度。其差错持续时间称为突发错的长度。l衡量信道传输性能的指标之一是误码率。衡量信道传输性能的指标之一是误码率。l误码率误码率=错误接收的码元数错误接收的码元数/接收的总码元数接收的总码元数 。回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页4.7.1差错控制方式差错控制方式l差差错错控控制制方方式式基基本本上上分分为为两两类类，一一类类称称为为“反反馈馈纠纠错错”，另另一一类类称称为为“前前向向纠纠错错”。在在这这两两类类基基础础上上又又派派生生出出一种称为一种称为“混合纠错混合纠错”。 1）反馈纠错反馈纠错 2）前向纠错）前向纠错 3）混合纠错）混合纠错4.7.2纠错编码原理纠错编码原理l纠错编码的基本原理纠错编码的基本原理l差错控制编码的分类差错控制编码的分类 1）按照误码控制的不同功能分类）按照误码控制的不同功能分类 2）按照误码产生的原因不同分类）按照误码产生的原因不同分类 3）按照信息码元与监督附加码元之间的约束方式不同分）按照信息码元与监督附加码元之间的约束方式不同分类类 4）按照信息码元在编码之后是否保持原来的形式是否不）按照信息码元在编码之后是否保持原来的形式是否不变分类变分类4.7.2纠错编码原理纠错编码原理l有关误码控制编码的几个基本概念有关误码控制编码的几个基本概念 1）信息码元与监督码元）信息码元与监督码元 2）许用码组与禁用码组）许用码组与禁用码组 3）码）码重与码距重与码距4.7.3常用差错控制编码常用差错控制编码l奇偶校验码奇偶校验码l正反码正反码l线性分组码线性分组码l纠错原理纠错原理回回回回第四第四第四第四章首页章首页章首页章首页第第5章章数字信号的载波传输数字信号的载波传输l5.1 二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制l5.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制l5.3 二进制数字相位调制二进制数字相位调制l5.4 二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能l5.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统5.1 二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制 二进制振幅二进制振幅键控键控ASK(Amplitude Shift Keying)系系统所用的基带信号是表示二进制数据的原始矩形脉冲信统所用的基带信号是表示二进制数据的原始矩形脉冲信号。设二进制数字信号为单极性不归零脉冲，号。设二进制数字信号为单极性不归零脉冲，以以s(t)表表示，载波示，载波以以Acosct表示。那么，二进制振幅键控信号表示。那么，二进制振幅键控信号由由s(t)与载波信号相乘而得到，图与载波信号相乘而得到，图5-1示出了示出了2ASK信号信号的波形。的波形。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1 二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制e(t)回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页 图图5-1 2ASK信号波形信号波形5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制 从图从图5-1中看出，基带信号中看出，基带信号s(t)相当于开关，当其相当于开关，当其值取值取“1”时，载波原样输出，当其为时，载波原样输出，当其为“0”时，则没时，则没有载波输出。整个过程相当于一个电子开关的开关控有载波输出。整个过程相当于一个电子开关的开关控制，因此这种调制称为振幅键控调制。图制，因此这种调制称为振幅键控调制。图51所示的所示的调制波形仅仅是调制波形仅仅是2ASK信号中典型的一种，信号中典型的一种，2ASK调制调制信号为基带信号与载波信号的乘积。信号为基带信号与载波信号的乘积。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制l一个典型的二进制一个典型的二进制ASK信号为信号为 即即 ， 发发“1”码；码； ， 发发“0”码。码。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制调制：调制：l二进制二进制ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。l二进制二进制ASK信号的带宽是原基带信号带宽的两倍，故频信号的带宽是原基带信号带宽的两倍，故频带利用率仅有直接传输基带信号的一半。带利用率仅有直接传输基带信号的一半。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制解调：解调：l从已调信号中恢复基带信号的过程叫解调，解调是调从已调信号中恢复基带信号的过程叫解调，解调是调制的逆过程。二进制振幅键控信号的解调方法主要有制的逆过程。二进制振幅键控信号的解调方法主要有两种：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步两种：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检波法）。相应的接收系统方框图如图检波法）。相应的接收系统方框图如图5-2所示所示 。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制带通带通滤波器滤波器半波或全波半波或全波整流器整流器低通低通滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器输出输出输入输入定时脉冲定时脉冲(a)带通带通滤波器滤波器相乘器相乘器低通低通滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器输出输出输入输入定时脉冲定时脉冲(b)cosc ct图图5-2 二进制振幅键控信号的接收系统组成方框图二进制振幅键控信号的接收系统组成方框图(a)非相干解调方式非相干解调方式 (b) 相干解调方式相干解调方式回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1 二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制非相干解调：非相干解调： 常常用用的的非非相相干干解解调调是是包包络络检检波波法法，简简单单的的包包络络检检波波器器电电路路示示于于图图5-3，它它能能够够得得到到一一个个与与输输入入信信号号瞬瞬时时振振幅幅大大小小成成正正比比的的输输出出电电压压。由由于于这这种种检检波波器器比比较较简简单单，并并具具有有稳稳定定性性好好、可可靠靠性性高高和和价价格格便便宜宜等等优优点点，所所以以ASK接接收收机机中中用得最广泛。用得最广泛。 检波的过程很简单，即电容充电放电的过程，检波器检波的过程很简单，即电容充电放电的过程，检波器输出波形示于图输出波形示于图53。为了使检波出来的基带信号接近于为了使检波出来的基带信号接近于方波，电路中元件应满足于：二极管正向电阻足够小，反方波，电路中元件应满足于：二极管正向电阻足够小，反向电阻足够大（后者一般为前者的几十倍），二极管的极向电阻足够大（后者一般为前者的几十倍），二极管的极间电容要小间电容要小，RC值要远大于载波的周期，而又必须比基带值要远大于载波的周期，而又必须比基带信号的码元间隔足够小。信号的码元间隔足够小。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1 二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制图图5-3 包络检波器及其输出波形包络检波器及其输出波形回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.1二进制数字振幅调制二进制数字振幅调制相干解调：相干解调： 通通常常也也称称同同步步检检波波器器为为相相干干检检波波器器或或相相干干解解调调器器并称本机振荡信号为相干振荡信号。并称本机振荡信号为相干振荡信号。 采用同步解调法接收端必须提供一个与采用同步解调法接收端必须提供一个与ASK信号的信号的载波保持同频同相的相干振荡信号否则会造成解调后的载波保持同频同相的相干振荡信号否则会造成解调后的波形失真。通常接收端本身是无法独立产生这种相干信波形失真。通常接收端本身是无法独立产生这种相干信号的而此相干信号原则上可以通过窄带滤波（如果已调号的而此相干信号原则上可以通过窄带滤波（如果已调信号中含有载波分量）或锁相环路来提取。但是实现起来信号中含有载波分量）或锁相环路来提取。但是实现起来还是比较困难，将给设备增加复杂性。还是比较困难，将给设备增加复杂性。 因此，目前在实际因此，目前在实际设备中、很少采用同步检波法来解调设备中、很少采用同步检波法来解调ASK信号不过，这信号不过，这种方法是那些不能用包给检波器解调出信号的一种有效解种方法是那些不能用包给检波器解调出信号的一种有效解调方法调方法 。5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制 频率调制频率调制(FM)是利用载波的频率变化来传输信息是利用载波的频率变化来传输信息的，其中最简单的一种方式是二进制频移键的，其中最简单的一种方式是二进制频移键控控(FSK)调调制，它是继振幅键控信号之后出现比较早的一种调制制，它是继振幅键控信号之后出现比较早的一种调制方式。由于它的抗噪声、抗衰减性能优于方式。由于它的抗噪声、抗衰减性能优于ASK，设备设备又不算复杂，实现也比较容易，所以一直在很多场合，又不算复杂，实现也比较容易，所以一直在很多场合，例如在中低速数据传输，尤其在有衰减的无线信道中例如在中低速数据传输，尤其在有衰减的无线信道中广泛应用。广泛应用。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制 l二二进进制制频频移移键键控控(2FSK)用用靠靠近近载载波波的的两两个个不不同同频频率率表表示示两个二进制数。信号具有如下形式：两个二进制数。信号具有如下形式：l二进制频移键控二进制频移键控（ 2FSK ）信号波形如图信号波形如图5-4所示。所示。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制图图5-4 FSK信号波形信号波形回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制FSK信号有两种产生方法：载波调频法和频率选择法信号有两种产生方法：载波调频法和频率选择法 ，其框图分别如图，其框图分别如图5-5(a）、（）、（b）所示。所示。l载波调频法产生的是相位连续载波调频法产生的是相位连续的的FSK信号信号, 相位连续相位连续FSK信号一般由一个振荡器产生，用基带信号改变振荡器信号一般由一个振荡器产生，用基带信号改变振荡器的参数，使振荡频率发生变化，这时相位是连续的，如图的参数，使振荡频率发生变化，这时相位是连续的，如图5-5(a)所示。所示。 l频率选择法产生的一般是相位不连续频率选择法产生的一般是相位不连续的的FSK信号，如信号，如图图5-5(b)，相位不连续相位不连续FSK信号一般由两个不同频率的振信号一般由两个不同频率的振荡器产生，由基带信号控制这两个频率信号的输出。由于荡器产生，由基带信号控制这两个频率信号的输出。由于这两个振荡器是相互独立的，因此这两个振荡器是相互独立的，因此在在f1转换转换为为f2或相反的过或相反的过程中，不能保证程中，不能保证f1与与f2之间相位的连续。之间相位的连续。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制模拟模拟调频器调频器e0(t)s(t)载波载波f f1 1载波载波f2开关电路开关电路e0(t)图图55 二进制频移键控二进制频移键控(2FSK)信号的产生信号的产生回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页（a a a a）（b b b b）5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制l相位不连续相位不连续FSK信号的功率信号的功率谱与谱与ASK信号相似，同样由信号相似，同样由连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两个双边谱叠加连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两个双边谱叠加而成，而离散谱出现而成，而离散谱出现在在f1和和f2这两个频率位置，并对称于这两个频率位置，并对称于标称载标称载频频f0 。l若两个载频相隔较远，则连续谱出现双峰，峰值对应干若两个载频相隔较远，则连续谱出现双峰，峰值对应干这两个载频位置。这两个载频位置。当当f减少时，双峰随之靠近，最后并减少时，双峰随之靠近，最后并为单峰，其峰值对应于标称载为单峰，其峰值对应于标称载频频f0的位置的位置 。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制 FSK信号的解调方法很多。由于信号的解调方法很多。由于从从FSK信号中提取信号中提取相干载波较困难，因此目前大多采用非相干解调。非相相干载波较困难，因此目前大多采用非相干解调。非相干解调法又有鉴频法、零交点法、分路滤波包络检波法干解调法又有鉴频法、零交点法、分路滤波包络检波法等。等。 l分路滤波法原理框图如图分路滤波法原理框图如图5-6所示。所示。 正常工作的条件是正常工作的条件是两路两路ASK信号的频谱不重叠，目而频信号的频谱不重叠，目而频带利用率不高，但是因为实现比较容易，因而在实际系带利用率不高，但是因为实现比较容易，因而在实际系统中用得不少。统中用得不少。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制带通带通滤波器滤波器f1检波器检波器1带通带通滤波器滤波器f2低通低通滤波器滤波器检波器检波器2低通低通滤波器滤波器取样取样判决器判决器2FSK信号输入信号输入c cd de ef fb b图图5-6 分路滤波解调原理方框图分路滤波解调原理方框图a a回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制l零交点法的出发点是提取数字零交点法的出发点是提取数字FSK信号的过零点，然后信号的过零点，然后从这些过零点形成的脉冲序列中提取低频基带分量，这从这些过零点形成的脉冲序列中提取低频基带分量，这个分量将与发送的数序基带信号相对应图个分量将与发送的数序基带信号相对应图5-7是零交点法是零交点法非相平解调器的框图，图非相平解调器的框图，图58是相应各点的波形是相应各点的波形 限幅器微分器整流器脉冲展宽器低通2FSKabcdef基带信号图图5-7 零交点解调器框图零交点解调器框图回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.2二进制数字频率调制二进制数字频率调制图图5-8 零交点解调各点波形零交点解调各点波形回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.3二进制数字相位调制二进制数字相位调制 数字调相与数字调幅、数字调频相比，在数据传输数字调相与数字调幅、数字调频相比，在数据传输中占有更重要的地位。数字调相又称相中占有更重要的地位。数字调相又称相移健控移健控PSK(Phase Shift Keying）调制，因为它是利用载波的调制，因为它是利用载波的相位变化来反映数字数据信息的，此时载波的振幅和频相位变化来反映数字数据信息的，此时载波的振幅和频率都不变化。相移键控率都不变化。相移键控（PSK）信号对噪声的抗扰信号对噪声的抗扰性比性比ASK信号信号和和FSK信号都要好，在中高速的数据传输中广信号都要好，在中高速的数据传输中广泛采用调相技术。数字调相通常分为绝对移相制和相对泛采用调相技术。数字调相通常分为绝对移相制和相对移相制两种方式。所谓绝对移相制是利用载波的不同相移相制两种方式。所谓绝对移相制是利用载波的不同相位表示数据信息，而相对移相制是利用载波的相对相位位表示数据信息，而相对移相制是利用载波的相对相位值表示数据信息。一般值表示数据信息。一般用用PSK代表绝对移相制，代表绝对移相制，DPSK代表相对移相制代表相对移相制。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.3.1二相绝对移相调制二相绝对移相调制l如如果果给给定定正正弦弦载载波波信信号号为为Asin(Ct+C)，则则绝绝对对移移相相信信号可表示为号可表示为 e(t)= AsinCt+C+ks(t) 其中其中，k表示调制系数表示调制系数，s(t)是数字基带信号是数字基带信号。C+ks(t)直接表示载波的相位直接表示载波的相位值。值。C是原载波的相位，称为基准相是原载波的相位，称为基准相位位。ks(t)是由是由s(t)控制的，相对控制的，相对C 的已调波相位。为了使的已调波相位。为了使表示数字表示数字“1”和和“0”的相位差别最大，可使二者的相位的相位差别最大，可使二者的相位差为差为。l二相绝对移相信号的典型波形如图二相绝对移相信号的典型波形如图5-9所示。所示。 5.3.1二相绝对移相调制二相绝对移相调制图图5-9 2PSK信号波形信号波形5.3.1二相绝对移相调制二相绝对移相调制 绝对移相信号产生的方法有调相法和相位选择两大类。绝对移相信号产生的方法有调相法和相位选择两大类。l调相法就是根据绝对移相信号等于双极性基带信号与载调相法就是根据绝对移相信号等于双极性基带信号与载波相乘的原理产生波相乘的原理产生PSK 信号。这可以用平衡调制器来实信号。这可以用平衡调制器来实现。这种方法和产生抑制载波的双边带信号的方法完全现。这种方法和产生抑制载波的双边带信号的方法完全相同。相同。 l相位选择法的原理方框图如图相位选择法的原理方框图如图5-10所示。振荡器和倒相所示。振荡器和倒相器输出器输出0和和两种不同相位的载波。两种不同相位的载波。 5.3.1二相绝对移相调制二相绝对移相调制振荡器振荡器倒相器倒相器& & &+ +倒相器倒相器PSK信号信号图图5-10 2PSK信号相位选择法原理框图信号相位选择法原理框图 由于由于二相二相PSK信号与抑制载波的双边带信号相同，信号与抑制载波的双边带信号相同，故其解调方法也与它一样，只能采用相干检测器。其解故其解调方法也与它一样，只能采用相干检测器。其解调组成方框图示于图调组成方框图示于图5-11。 鉴相器鉴相器载波提取电路载波提取电路解调信号解调信号PSK信号信号采样判决采样判决带通滤波器带通滤波器图图5-11 2PSK信号解调原理方框图信号解调原理方框图5.3.1二相绝对移相调制二相绝对移相调制5.3.2二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK）l所谓相对移相制，就是数字所谓相对移相制，就是数字“1”和和“0”信号的相位不信号的相位不是以某个固定的相位（载波的相位）作参考，而是以相是以某个固定的相位（载波的相位）作参考，而是以相邻的前一码元的相位为参考。邻的前一码元的相位为参考。l相对移相与绝对移相相比，只是相位变化的参考相位不相对移相与绝对移相相比，只是相位变化的参考相位不同。因此，当相对相位变化以等概率的条件出现时，相同。因此，当相对相位变化以等概率的条件出现时，相对移相信号的时域表达式、功率谱密度和绝对移相信号对移相信号的时域表达式、功率谱密度和绝对移相信号相同。相同。 5.3.2 二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK） 相对移相信号产生的方法很多，大致可分成二类：相对移相信号产生的方法很多，大致可分成二类：直接移相法和间接移相法。为了方便下面的叙述，约定直接移相法和间接移相法。为了方便下面的叙述，约定数字序列中的数字序列中的“0”和和“1”分别对应于相位差分别对应于相位差为为0和和。 l直接法产生直接法产生2DPSK信号的原理框图示于图信号的原理框图示于图5-12。 5.3.2 二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK）数数字字信信号号源源& &定时定时发生器发生器触触发发器器2DPSK信号信号bacde图图5-12 2DPSK信号直接产生法信号直接产生法5.3.2二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK）l间接产生法就是将原始的输入序列先转换成相对码序列。间接产生法就是将原始的输入序列先转换成相对码序列。然后用此相对码进行绝对移相调制，便可获得然后用此相对码进行绝对移相调制，便可获得2DPSK信信号，其原理方框图示于图号，其原理方框图示于图5-13 。& &触发器触发器环行环行调制器调制器码元输入码元输入载波载波振荡器振荡器bacdfe码元定时码元定时2DPSK信号输出信号输出图图5-13 2DPSK信号间接产生法信号间接产生法5.3.2二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK） 2DPSK信号的解调方法有相位比较法和极性比较法。信号的解调方法有相位比较法和极性比较法。 l相位比较法又称差分相干解调法。由于相对移相信号的相位比较法又称差分相干解调法。由于相对移相信号的参考相位是取相邻前一码元的载波相位，故解调时可以参考相位是取相邻前一码元的载波相位，故解调时可以直接用相位检波器比较前后码元载波的相位，从中可以直接用相位检波器比较前后码元载波的相位，从中可以直接得到相位差携带的数字数据信息。这种解调方法的直接得到相位差携带的数字数据信息。这种解调方法的组成方框图示于图组成方框图示于图5-14。5.3.2二相相对移相调制（二相相对移相调制（2DPSK）相位相位检波器检波器双向双向积分器积分器采样采样判决判决码元码元形成形成延迟延迟T同步脉冲提取同步脉冲提取2DPSK信信号号bcdeefga带通带通滤波器滤波器图图5-14 相位比较法解调原理方框图相位比较法解调原理方框图5.3.2二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK）l极性比较法实际上是间接相对移相调制的反过程。先按极性比较法实际上是间接相对移相调制的反过程。先按绝对移相接收，绝对移相接收，把把2DPSK信号变成具有相对码的基带信信号变成具有相对码的基带信号。然后经过码变换器把相对码变成绝对码。极性比较号。然后经过码变换器把相对码变成绝对码。极性比较法用来解调法用来解调二相二相DPSK信号时，其组成原理框图示于图信号时，其组成原理框图示于图5-15 。5.3.2二相相对移相调制二相相对移相调制（2DPSK）鉴相器鉴相器双向双向积分器积分器采样采样判决判决码元码元形成形成载波提取载波提取同步脉冲提取同步脉冲提取2DPSK信信号号bcdeefga相位相位检波器检波器绝对移相接收部分绝对移相接收部分带通带通滤波器滤波器图图5-15 极性比较法接收极性比较法接收2DPSK信号信号5.4二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能l通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信中，信道加性噪声有可能使传输码元产力。在数字通信中，信道加性噪声有可能使传输码元产生错误。错误程度通常用误码率来衡量。因此，与数字生错误。错误程度通常用误码率来衡量。因此，与数字基带传输系统一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，基带传输系统一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是要找出系统由加性噪声产生的总误码率。也就是要找出系统由加性噪声产生的总误码率。 回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.4.1二进制振幅键控二进制振幅键控（2ASK）系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能l二二进进制制振振幅幅键键控控的的应应用用虽虽然然不不像像频频移移键键控控和和移移相相键键控控那那样样广广泛泛，但但由由于于它它的的抗抗噪噪声声性性能能分分析析方方法法具具有有普普遍遍意意义义，因因此此首首先先讨讨论论二进制振幅键控系统的抗噪声性能。二进制振幅键控系统的抗噪声性能。l由于信道加性噪声被认为只对信号的接收产生影响，故分析系由于信道加性噪声被认为只对信号的接收产生影响，故分析系统的抗噪声性能也只要考虑接收部分。同时认为这里的信道加统的抗噪声性能也只要考虑接收部分。同时认为这里的信道加性噪声既包括实际信道中的噪声，也包括接收设备噪声折算到性噪声既包括实际信道中的噪声，也包括接收设备噪声折算到信道中的等效噪声。信道中的等效噪声。 l采用包络检波法的系统误码率取决于系统输入信噪比和归一化采用包络检波法的系统误码率取决于系统输入信噪比和归一化门限值。门限值。l在相同的大信噪比下，在相同的大信噪比下，2ASK信号同步检测的误码率总是低于信号同步检测的误码率总是低于包络检波时的误码率，但两者的误码性能相差并不大。然而，包络检波时的误码率，但两者的误码性能相差并不大。然而，前者不需要稳定的本地相干载波信号，故在电路上要比后者简前者不需要稳定的本地相干载波信号，故在电路上要比后者简单单得得多。多。5.4.2二进制频移键控二进制频移键控（2FSK）系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能l在大信噪比下，频移键控的包络检波系统和同步检测系在大信噪比下，频移键控的包络检波系统和同步检测系统相比，在性能上相差是很小的，但采用同步检测时设备统相比，在性能上相差是很小的，但采用同步检测时设备却要复杂得多。因此，在能够满足输入信噪比要求的场合，却要复杂得多。因此，在能够满足输入信噪比要求的场合，包络检波法比同步检测法更为常用。包络检波法比同步检测法更为常用。 l应该指出，对频移键控信号的解调，除上述两种方式外，应该指出，对频移键控信号的解调，除上述两种方式外，在实际中还可采用鉴频法。由于此时数学分析较为复杂，在实际中还可采用鉴频法。由于此时数学分析较为复杂，限于篇幅，就不再讨论它的性能。限于篇幅，就不再讨论它的性能。 5.4.3二进制绝对二进制绝对移相（移相（2PSK）及相对移相键控及相对移相键控（2DPSK）系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能l当要求系统的误码率不大于当要求系统的误码率不大于10-4时，采用差分相干解调时，采用差分相干解调接收机输入端所需的信号功率仅比采用相干解调一码变换接收机输入端所需的信号功率仅比采用相干解调一码变换时多时多05dB左右，但前者的解调电路却比后者要简单得多。左右，但前者的解调电路却比后者要简单得多。因此因此，2DPSK系统中大都采用差分相干解调。系统中大都采用差分相干解调。 5.5多进制数字调制系统l二进制载波数字调制，其基带数字信号只有两种可能的二进制载波数字调制，其基带数字信号只有两种可能的状态状态1、0或或+1、-1。随着数字通信的发展，对频带利用率。随着数字通信的发展，对频带利用率的要求不断提高，多进制数字调制系统获得了越来越广泛的要求不断提高，多进制数字调制系统获得了越来越广泛的应用。的应用。 l用用 M进制数字基带信号调制载波的幅度、频率和相位，进制数字基带信号调制载波的幅度、频率和相位，可分别产生可分别产生出出MASK、MFSK和和MPSK三种多进制载波数三种多进制载波数字调制信号字调制信号 。回回回回第五第五第五第五章首页章首页章首页章首页5.5.1MASK系统系统l多进制数字报幅调制又称为多电平调幅。它用具有多个多进制数字报幅调制又称为多电平调幅。它用具有多个电平的随机基带脉冲序列对载波进行振幅调制。已调波一电平的随机基带脉冲序列对载波进行振幅调制。已调波一般可表示为般可表示为 l其波形示意图如图其波形示意图如图5-16所示。所示。5.5.1MASK系统系统图图5-16 MASK系统波形系统波形a）多电平随机基带脉冲序列多电平随机基带脉冲序列 b）ASK已调已调信号信号 c）各电平对应的各电平对应的ASK已调信号已调信号5.5.2MFSK系统系统l多进制频移键控简称多频制。是用多个频率不同的正弦多进制频移键控简称多频制。是用多个频率不同的正弦波分别代表不同的数字信号，在某一码元时间内只发送波分别代表不同的数字信号，在某一码元时间内只发送其中一个频率。其中一个频率。 l一般一般的的MFSK系统，可由图系统，可由图5-17所示框图表示。所示框图表示。l MFSK系统占据较宽的频带，因而频带利用率低，多用系统占据较宽的频带，因而频带利用率低，多用于调制速率不高的传输系统中，以便频带不至于过宽。于调制速率不高的传输系统中，以便频带不至于过宽。 lMFSK带宽为带宽为l其中其中fH为最高为最高载频，载频，fL为最低载为最低载频，频，fs为码元速率为码元速率 。5.5.2MFSK系统系统串串/并并变换变换输入输入逻逻辑辑电电路路12kf1f1fM门电路门电路门电路门电路门电路门电路M12相加相加信道信道BPF抽抽样样判判决决带通带通f1带通带通f2带通带通fM包络检波包络检波包络检波包络检波包络检波包络检波逻逻辑辑电电路路并并/串串变换变换12k12M12M定时抽样定时抽样输出输出图图5-17 MFSK系统方框图系统方框图5.5.3MPSK系统系统lMPSK利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元。即用载波的一个相位对应于一组二进制信制信息码元。即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波息码元。如果载波有有2k个相位，它可代表个相位，它可代表K位二进制码位二进制码元的不同组合的码组。多进制相移键控也分为多进制绝元的不同组合的码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对相移键控。对相移键控和多进制相对相移键控。 l4PSK信号信号l4DPSK信号信号5.5.4 多进制数字调制系统的性能多进制数字调制系统的性能l进制数字调制系统的性能通常低于二进制系统的抗噪声进制数字调制系统的性能通常低于二进制系统的抗噪声性能性能 。l多进制系统的性能推导较繁琐，有兴趣的读者可参考有多进制系统的性能推导较繁琐，有兴趣的读者可参考有关文献。关文献。l将各种多进制系统的误码率公式列于书将各种多进制系统的误码率公式列于书137页表页表5-4中以中以供读者参考。供读者参考。 第第6章章 同步与数字复同步与数字复接接 l6.1 同步原理同步原理l6.2 数字复接原理数字复接原理l6.1 同步原理同步原理l6.2 数字复接原理数字复接原理6.1 同步原理同步原理 l发、收端设备各部分电路的动作都由定时脉冲分别控制，发、收端设备各部分电路的动作都由定时脉冲分别控制，保证严格正确的时间关系，这就是定时的概念。保证严格正确的时间关系，这就是定时的概念。 l发端和收端分别有了自身的定时脉冲是不够的，为了保发端和收端分别有了自身的定时脉冲是不够的，为了保证整个传输过程准确可靠，还必须使发、收两端的定时证整个传输过程准确可靠，还必须使发、收两端的定时脉冲在时间上保持一致，这就称之为脉冲在时间上保持一致，这就称之为“同步同步” 。l数字通信系统的同步，按照作用的不同一般分为：载波数字通信系统的同步，按照作用的不同一般分为：载波同步、位同步同步、位同步(码元同步码元同步)、帧同步、帧同步(群同步群同步 ）和网同步。）和网同步。回回回回第六第六第六第六章首页章首页章首页章首页6.1.1载波同步载波同步l在高速、高可靠性的数字通信系统中，为了获得较高的在高速、高可靠性的数字通信系统中，为了获得较高的频带利用率和良好的抗干扰性能，经常采用相干解调，频带利用率和良好的抗干扰性能，经常采用相干解调，而这种解调方式要求接收端必须产生一个与接收到的被而这种解调方式要求接收端必须产生一个与接收到的被调载波信号相干（即同频同相）的本地参考载波信号调载波信号相干（即同频同相）的本地参考载波信号（基准信号）。这个过程即称为载波同步。（基准信号）。这个过程即称为载波同步。 l载波同步一般有两类方法：插入导频法（外同步法）、载波同步一般有两类方法：插入导频法（外同步法）、直接提取法（自同步法）。直接提取法（自同步法）。 6.1.1载波同步载波同步 在抑制载波的传输系统（如在抑制载波的传输系统（如DSB双边带信号、双边带信号、SSB单边带信号等）中，信号中没有载波成分，接收端无法单边带信号等）中，信号中没有载波成分，接收端无法从接收到的信号中直接提取载波；而有的信号（从接收到的信号中直接提取载波；而有的信号（如如VSB残留边带信号）虽然含有载波但不易取出；为了获取载残留边带信号）虽然含有载波但不易取出；为了获取载波同步信息，就要采用插入导频的方法。波同步信息，就要采用插入导频的方法。 插入导频的方法就是发送端除了发送有用的信号外，插入导频的方法就是发送端除了发送有用的信号外，还在适当的位置上插入一个供接收端恢复相干载波之用还在适当的位置上插入一个供接收端恢复相干载波之用的正弦波信号（这个信号通常称为导频信号）。插入导的正弦波信号（这个信号通常称为导频信号）。插入导频信号的方法可分为两种：一种是在频域插入导频，另频信号的方法可分为两种：一种是在频域插入导频，另一种是在时域插入导频一种是在时域插入导频 。6.1.1载波同步载波同步 l频域插入导频法是指在已调信号的频谱中加入一个低功频域插入导频法是指在已调信号的频谱中加入一个低功率的线谱，该线谱对应的正弦波即称为导频信号。率的线谱，该线谱对应的正弦波即称为导频信号。 l时域插入导频法在时分多址通信卫星中应用较多，在一时域插入导频法在时分多址通信卫星中应用较多，在一般数字通信中也有应用，插入导频信号与传输的信息在般数字通信中也有应用，插入导频信号与传输的信息在时间上加以区别。时间上加以区别。 6.1.1载波同步载波同步l有些接收信号（有些接收信号（如如DSB信号信号、PSK信号等）本身就含有信号等）本身就含有载波分量或载波的谐波分量，如果对这些信号在接收端载波分量或载波的谐波分量，如果对这些信号在接收端经过适当处理，就可以从中提取出所需要的相干载波。经过适当处理，就可以从中提取出所需要的相干载波。直接提取法就是据此而提出的。直接提取法就是据此而提出的。 l直接提取法的常用方式有：平方变换法、反调制环法、直接提取法的常用方式有：平方变换法、反调制环法、同相正交环法和判决反馈法同相正交环法和判决反馈法。 6.1.1载波同步载波同步l判断一个载波同步系统的主要性能指标主要有如下两个：判断一个载波同步系统的主要性能指标主要有如下两个： (1)效效率率：所所谓谓提提高高效效率率是是指指在在能能够够获获得得载载波波的的情情况况下下，尽量减少发送载波的功率。尽量减少发送载波的功率。 (2)精度：所谓提高精度是指提取到的相干载波与发送端精度：所谓提高精度是指提取到的相干载波与发送端载波之间的相位误差要越小越好。可以看出，载波同步系载波之间的相位误差要越小越好。可以看出，载波同步系统的精度越高，则传输系统误码率就越小。这是影响传输统的精度越高，则传输系统误码率就越小。这是影响传输系统误码率的主要因素系统误码率的主要因素 除了以上指标，还有同步建立时间除了以上指标，还有同步建立时间ts（越短越好）、同越短越好）、同步保持时间步保持时间tc （越长越好）、相位抖动（越小越好）等。越长越好）、相位抖动（越小越好）等。 6.1.2位同步位同步l位同步又称为码元同步，它是数字通信中最基本最重要位同步又称为码元同步，它是数字通信中最基本最重要的一种同步。的一种同步。 l传统的位同步方法与载波同步方法类似，本节主要介绍传统的位同步方法与载波同步方法类似，本节主要介绍直接法（自同步法）和插入导频法（外同步法）两种。直接法（自同步法）和插入导频法（外同步法）两种。 l随着随着DSP技术的发展，某些与常规同步方法大不一样的技术的发展，某些与常规同步方法大不一样的新型技术如内插同步技术开始得到日益广泛的应用。有新型技术如内插同步技术开始得到日益广泛的应用。有兴趣的读者可以查阅相关资料。兴趣的读者可以查阅相关资料。 6.1.2位同步位同步l外同步法是指在发送数字信息的同时，还发送位同步信外同步法是指在发送数字信息的同时，还发送位同步信号的一种同步方法。号的一种同步方法。 l外同步法常采用插入位定时导频法和双重调制导频插入外同步法常采用插入位定时导频法和双重调制导频插入法法 两种方法。两种方法。l自同步法也称作直接提取位同步法，是指发端不传送专自同步法也称作直接提取位同步法，是指发端不传送专门的位同步信息，而直接从接收信号或解调后的数字基门的位同步信息，而直接从接收信号或解调后的数字基带信号中提取位同步信号。这种方法在数字通信系统中带信号中提取位同步信号。这种方法在数字通信系统中得到了广泛的应用，具体实现直接提取位同步的方法有得到了广泛的应用，具体实现直接提取位同步的方法有三种：滤波法、脉冲锁相法和数字锁相法。三种：滤波法、脉冲锁相法和数字锁相法。 6.1.2位同步位同步衡量数字通信设备的位同步性能，通常有以下几项指标：衡量数字通信设备的位同步性能，通常有以下几项指标： l相位误差相位误差 l同步建立时间同步建立时间ts l同步保持时间同步保持时间t0 l同步门限信同步门限信噪比噪比 6.1.3帧同步帧同步l在进行多路信息传输时，需要将各路信息的码字或码在进行多路信息传输时，需要将各路信息的码字或码组在时间上进行周期性的划分和排列，而每一个这样组在时间上进行周期性的划分和排列，而每一个这样的周期就称为一帧。的周期就称为一帧。 l帧同步的作用就是确定每一帧的起始位置。帧同步的作用就是确定每一帧的起始位置。 l由于帧内部的码元数目和排列规律都是事先约定好的，由于帧内部的码元数目和排列规律都是事先约定好的，所以只要确定了一帧的开始，再加上正确的位同步、所以只要确定了一帧的开始，再加上正确的位同步、载波同步，就能从接收到的信号中提取正确的信息。载波同步，就能从接收到的信号中提取正确的信息。 6.1.3 帧同步帧同步l为实现帧同步，一般采用插入同步码法，即在发送端的为实现帧同步，一般采用插入同步码法，即在发送端的数字信息中插入约定好的特殊码组，在接收端如能检测数字信息中插入约定好的特殊码组，在接收端如能检测到这些码组即为同步。到这些码组即为同步。l具体插入的方法分为集中插入和间隔插入两种具体插入的方法分为集中插入和间隔插入两种 。6.1.3 帧同步帧同步l在目前的通信系统中，普遍采用集中插入帧同步码法来在目前的通信系统中，普遍采用集中插入帧同步码法来实现帧同步。这种方法的优点是一旦失步后即能迅速恢实现帧同步。这种方法的优点是一旦失步后即能迅速恢复，即只要收到下一帧同步码组就能恢复同步；而间隔复，即只要收到下一帧同步码组就能恢复同步；而间隔插入法的缺点也恰在于此：失步后它必须逐位调整本地插入法的缺点也恰在于此：失步后它必须逐位调整本地帧同步码相位，也就是说，同步恢复时间较长，这一点帧同步码相位，也就是说，同步恢复时间较长，这一点不符合现代通信的要求。集中插入法也有缺点，由于帧不符合现代通信的要求。集中插入法也有缺点，由于帧同步码需要一定的长度，故而占用了信道资源，降低了同步码需要一定的长度，故而占用了信道资源，降低了传输效率；另外，设备相对比较复杂。间隔插入法占用传输效率；另外，设备相对比较复杂。间隔插入法占用码位少，且设备简单，在一些对同步性能要求不高的场码位少，且设备简单，在一些对同步性能要求不高的场合可以采用合可以采用。 6.1.3 帧同步帧同步 l帧同步码的选择应满足：帧同步码的选择应满足： 能快速准确地识别；能快速准确地识别； 假同步和假失步的概率越小越好；假同步和假失步的概率越小越好； 帧同步码的长度应尽量短。帧同步码的长度应尽量短。 l帧同步码应有良好的相位鉴别能力，即具有尖锐的自相帧同步码应有良好的相位鉴别能力，即具有尖锐的自相关函数特性。关函数特性。 6.1.3 帧同步帧同步 帧同步系统的主要性能指标帧同步系统的主要性能指标 ：l捕捉时间捕捉时间l概率与假同步概率概率与假同步概率l有效信息传输速率有效信息传输速率6.1.4网同步网同步 随随着着通通信信技技术术的的不不断断发发展展，通通信信的的目目的的越越来来越越倾倾向向于于各各种种信信息息资资源源的的共共享享。能能够够实实现现这这种种共共享享的的通通信信网网必必须须具具备以下条件：备以下条件：1)网中传送的信息形式以及信号格式必须是多种多样的；网中传送的信息形式以及信号格式必须是多种多样的；2)通信网的频带宽度必须满足各种信息传递的要求；通信网的频带宽度必须满足各种信息传递的要求；3)通信网的终端设备类型必须多样化通信网的终端设备类型必须多样化 。 6.2数字复接原理数字复接原理 随着通信技术的飞速发展，人们对通信的需求越来随着通信技术的飞速发展，人们对通信的需求越来越大，而信道资源却始终是有限的，这就使多路复用成越大，而信道资源却始终是有限的，这就使多路复用成为现代通信的必要手段。为现代通信的必要手段。 l所谓复用，就是指利用一条信道同时传送多路信号的一所谓复用，就是指利用一条信道同时传送多路信号的一种技术。种技术。 l复用分为频分复用（复用分为频分复用（FDM）和时分复用和时分复用（TDM） 回回回回第六第六第六第六章首页章首页章首页章首页6.2.1PCM复用与数字复接复用与数字复接 数字复接也就是数字信号的时分复用，参与复接的数字复接也就是数字信号的时分复用，参与复接的信号称为支路信号，而复接以后的信号称为合路信号或信号称为支路信号，而复接以后的信号称为合路信号或群路信号。把群路信号分离成各个支路信号的过程称为群路信号。把群路信号分离成各个支路信号的过程称为数字分接。数字复接系统由数字复接器和数字分接器组数字分接。数字复接系统由数字复接器和数字分接器组成，通常所说的数字复接系统既包括数字复接设备，也成，通常所说的数字复接系统既包括数字复接设备，也包括数字分接设备，其方框图如图包括数字分接设备，其方框图如图6-1所示所示。 6.2.1PCM复用与数字复接复用与数字复接发定时发定时收定时收定时低次群低次群1低次群低次群2低次群低次群3低次群低次群4码速调整码速调整码速调整码速调整码速调整码速调整码速调整码速调整同同步步复复接接分分接接支路复原支路复原支路复原支路复原支路复原支路复原支路复原支路复原低次群低次群1低次群低次群2低次群低次群3低次群低次群4复接器复接器分接器分接器图图6-1 数字复接系统框图数字复接系统框图6.2.1PCM复用与数字复接复用与数字复接l为了扩大数字通信系统的容量，一种方法是采用基群编为了扩大数字通信系统的容量，一种方法是采用基群编码方法，例如传送码方法，例如传送60路电话，可将路电话，可将60路话音信号分别用路话音信号分别用8kHz抽样频率进行抽样，然后对每个样值用抽样频率进行抽样，然后对每个样值用8bit编码，编码，其数码率为其数码率为8000 8 60 =3840kb/s，由于每个样值的由于每个样值的编码时间很短，其编码速度非常高。编码时间很短，其编码速度非常高。 l复接后的高次群数码率并不等于对应低次群数码率的整复接后的高次群数码率并不等于对应低次群数码率的整数倍，这是考虑在复接的过程中还需要加入帧同步码、数倍，这是考虑在复接的过程中还需要加入帧同步码、对端告警码等。对端告警码等。 6.2.1PCM复用与数字复接复用与数字复接 数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种。三种。 l按位复接按位复接l按字复接按字复接l按帧复接按帧复接6.2.2数字复接中的码速变换数字复接中的码速变换 几个低次群数字信号复接成一个高次群数字信号时，几个低次群数字信号复接成一个高次群数字信号时，如果各个低次群的时钟是各自产生的，即使它们的标称数如果各个低次群的时钟是各自产生的，即使它们的标称数码率都相同，但它们的瞬时数码率也会不同。因为各个支码率都相同，但它们的瞬时数码率也会不同。因为各个支路的晶体振荡器的振荡频率不可能完全相同路的晶体振荡器的振荡频率不可能完全相同（CCITT规定规定PCM30/32系统的数码率允许有系统的数码率允许有 100bps的偏差），这样的偏差），这样几个低次群复接后数码就会产生重叠和错位，如图几个低次群复接后数码就会产生重叠和错位，如图6-2所示。所示。这样复接合成后的数字信号流在接收端是无法分接恢复成这样复接合成后的数字信号流在接收端是无法分接恢复成原来的低次群信号的，因此，数码率不同的低次群信号是原来的低次群信号的，因此，数码率不同的低次群信号是不能直接复接的，在复接前要使各低次群的数码率做到同不能直接复接的，在复接前要使各低次群的数码率做到同步（即进行码速调整），同时使复接后的数码率符合高次步（即进行码速调整），同时使复接后的数码率符合高次群帧结构的要求。这种同步指系统与系统间的同步，称为群帧结构的要求。这种同步指系统与系统间的同步，称为系统同步。系统同步。 6.2.2数字复接中的码速变换数字复接中的码速变换快快B BB B低次群（低次群（1）低次群（低次群（2）合合成成延延时时慢慢cA A重叠重叠错位错位图图6-2 码速变换示意图码速变换示意图6.2.2数字复接中的码速变换数字复接中的码速变换l系统同步的方法有两种，即同步复接和异步复接。同步系统同步的方法有两种，即同步复接和异步复接。同步复接指用一高稳定的主时钟来控制被复接的各个低次群，复接指用一高稳定的主时钟来控制被复接的各个低次群，使低次群的码速统一在主时钟频率上，从而达到系统同使低次群的码速统一在主时钟频率上，从而达到系统同步的目的。这种同步的缺点是一旦主时钟出现故障，相步的目的。这种同步的缺点是一旦主时钟出现故障，相关的通信系统将全部中断。异步复接指各低次群使用各关的通信系统将全部中断。异步复接指各低次群使用各自的时钟，这样各低次群的时钟频率就不一定相同，因自的时钟，这样各低次群的时钟频率就不一定相同，因而在复接时，先要进行码速调整，使各低次群同步。而在复接时，先要进行码速调整，使各低次群同步。 l不论同步复接还是异步复接，都需进行码速调整。虽然不论同步复接还是异步复接，都需进行码速调整。虽然同步复接时各低次群的数码率完全一致，但复接后的码同步复接时各低次群的数码率完全一致，但复接后的码序列中还要加入帧同步码、告警码等码元，这样数码率序列中还要加入帧同步码、告警码等码元，这样数码率就会增加，所以也要进行码速变换。就会增加，所以也要进行码速变换。 6.2.3 同步复接与异步复接同步复接与异步复接l将几个支路的低次群信码合成一个高次群信码的过程称将几个支路的低次群信码合成一个高次群信码的过程称复接，而将一个高次群信码分解成几个低次群信码的过复接，而将一个高次群信码分解成几个低次群信码的过程称分接。如果被复接的各支路都是一个总时钟提供，程称分接。如果被复接的各支路都是一个总时钟提供，这种复接方式称同步复接。这种复接方式称同步复接。 6.2.3 同步复接与异步复接同步复接与异步复接l异步时钟复接和准同步时钟复接，其参与复接的各支路异步时钟复接和准同步时钟复接，其参与复接的各支路信号时钟与复接器的时钟由不同时钟源提供，并要求各信号时钟与复接器的时钟由不同时钟源提供，并要求各支路数码率标称值相等，即允许时钟频率在规定的容许支路数码率标称值相等，即允许时钟频率在规定的容许范围内任意变动，对此，要严格实现各异步支路时钟的范围内任意变动，对此，要严格实现各异步支路时钟的同步，还需要进行码速调整。从这一角度考虑，异步复同步，还需要进行码速调整。从这一角度考虑，异步复接（或准同步复接）可看作是码速调整和同步复接功能接（或准同步复接）可看作是码速调整和同步复接功能的综合。的综合。 6.2.3 同步复接与异步复接同步复接与异步复接l在数字复接系统中，码速调整过程是产生相位抖动的一在数字复接系统中，码速调整过程是产生相位抖动的一个主要原因。由码速调整引入的相位抖动有以下几种情个主要原因。由码速调整引入的相位抖动有以下几种情况：况： (1)扣除帧同步码、塞入标志码引入的抖动扣除帧同步码、塞入标志码引入的抖动 (2)扣除塞入脉冲引起的相位抖动扣除塞入脉冲引起的相位抖动 (3)脉冲塞入等候时间引入的抖动脉冲塞入等候时间引入的抖动 6.2.3 同步复接与异步复接同步复接与异步复接l同步数字系列（即同步数字系列（即SDH）的前身是同步光纤网的前身是同步光纤网（SONET），），其技术标准最早由美国提出，后来经过不其技术标准最早由美国提出，后来经过不断的修改、演变和发展形成了全世界统一的同步数字系断的修改、演变和发展形成了全世界统一的同步数字系列等级的通用标准。列等级的通用标准。 l所谓所谓SDH网，就是指由各种网络单元（如数字交叉连接网，就是指由各种网络单元（如数字交叉连接设备、复接器、分接器等）组成的以光纤为传输介质的设备、复接器、分接器等）组成的以光纤为传输介质的进行信息同步传输、复用和交叉连接的网络。进行信息同步传输、复用和交叉连接的网络。6.2.3同步复接与异步复接同步复接与异步复接SDH的优越性的优越性 1）数字体系兼容性）数字体系兼容性 2）接口规范）接口规范 3）上下业务能力）上下业务能力 4）网络的运行、维护和管理（）网络的运行、维护和管理（OAM） 5）新业务兼容性新业务兼容性谢 谢 ！