數(shù)字圖像處理與圖像通信第13章圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸ppt課件

1、 朱秀昌朱秀昌 v13.1 13.1 通訊網(wǎng)根底通訊網(wǎng)根底v13.2 13.2 通訊網(wǎng)接口通訊網(wǎng)接口v13.3 13.3 模擬基帶信號(hào)和模擬調(diào)模擬基帶信號(hào)和模擬調(diào)v13.4 13.4 數(shù)字基帶信號(hào)和數(shù)字調(diào)制數(shù)字基帶信號(hào)和數(shù)字調(diào)制v 13.1.1 13.1.1 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造v通訊網(wǎng)定義：多用戶(hù)互連的通訊體系。通訊網(wǎng)定義：多用戶(hù)互連的通訊體系。v按通訊網(wǎng)絡(luò)鏈路的拓?fù)渫庑蝸?lái)分類(lèi)，主要有：按通訊網(wǎng)絡(luò)鏈路的拓?fù)渫庑蝸?lái)分類(lèi)，主要有：v 網(wǎng)狀網(wǎng)，星形網(wǎng)，樹(shù)狀網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)，星形網(wǎng)，樹(shù)狀網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，總線網(wǎng)等?？偩€網(wǎng)等。網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng) 星狀網(wǎng)星狀網(wǎng) 樹(shù)狀網(wǎng)樹(shù)狀網(wǎng) 環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng) 總線網(wǎng)總線網(wǎng)通訊

2、節(jié)點(diǎn)通訊節(jié)點(diǎn)通訊線路通訊線路圖圖 13.1 13.1 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞诸?lèi)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞诸?lèi)v13.1.2 網(wǎng)絡(luò)的效力質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)的效力質(zhì)量vQoS：Quality of ServicevQoS參數(shù)的設(shè)置采用分層方式，不同層參數(shù)有不參數(shù)的設(shè)置采用分層方式，不同層參數(shù)有不同表現(xiàn)方式。同表現(xiàn)方式。v舉例：舉例：v 用戶(hù)層：針對(duì)音頻、視頻信息的采集和重現(xiàn)，用戶(hù)層：針對(duì)音頻、視頻信息的采集和重現(xiàn)，QoS參數(shù)表現(xiàn)為采參數(shù)表現(xiàn)為采 v 樣率和每秒幀數(shù)；樣率和每秒幀數(shù)；v 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層：QoS表現(xiàn)為傳輸碼率、傳輸延遲等表現(xiàn)為傳輸碼率、傳輸延遲等參數(shù)。參數(shù)。 電路交換電路交換通訊網(wǎng)上信息交換方式通訊網(wǎng)上信息交換方式 報(bào)文

3、交換報(bào)文交換 分組交換分組交換1. 電路交換電路交換 建立一條實(shí)踐的公用的物理電路，供通訊雙方進(jìn)展信息交換，建立一條實(shí)踐的公用的物理電路，供通訊雙方進(jìn)展信息交換，并在整個(gè)通訊過(guò)程中不斷維持不變。并在整個(gè)通訊過(guò)程中不斷維持不變。 電路交換通訊過(guò)程的三個(gè)步驟電路交換通訊過(guò)程的三個(gè)步驟 建立線路建立線路 信息交換信息交換 線路撤除線路撤除 電路交換的兩種方式電路交換的兩種方式 空分方式：不同的通訊信道占用空間不同的電路空分方式：不同的通訊信道占用空間不同的電路 時(shí)分方式：一條線路按時(shí)間劃分成假設(shè)干片段。時(shí)分方式：一條線路按時(shí)間劃分成假設(shè)干片段。 每個(gè)片段也稱(chēng)時(shí)隙可分配給一個(gè)用戶(hù)。每個(gè)片段也稱(chēng)時(shí)隙可分

4、配給一個(gè)用戶(hù)。 電路交換的優(yōu)缺陷：電路交換的優(yōu)缺陷： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 時(shí)延小，能為用戶(hù)提供可靠的貸款保證時(shí)延小，能為用戶(hù)提供可靠的貸款保證 缺陷：缺陷： 交換效率低，利用率低。交換效率低，利用率低。 建立和撤除通訊耗時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。建立和撤除通訊耗時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。2. 報(bào)文交換報(bào)文交換 每個(gè)報(bào)文如電報(bào)、文件作為一個(gè)獨(dú)立傳輸每個(gè)報(bào)文如電報(bào)、文件作為一個(gè)獨(dú)立傳輸信息實(shí)體。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)信息實(shí)體。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，不需求在兩站之間建立一條公用線路。方式，不需求在兩站之間建立一條公用線路。 運(yùn)用：如運(yùn)用：如 報(bào)文交換過(guò)程：報(bào)文交換過(guò)程： 報(bào)文前加報(bào)頭如目的地址、源地址等報(bào)文前加報(bào)頭如目的地址、源地址等

5、 發(fā)送存儲(chǔ)在交換節(jié)點(diǎn)的緩存區(qū)內(nèi)發(fā)送存儲(chǔ)在交換節(jié)點(diǎn)的緩存區(qū)內(nèi) 有空閑線路，再將其發(fā)送出去。有空閑線路，再將其發(fā)送出去。 報(bào)文交換優(yōu)缺陷：報(bào)文交換優(yōu)缺陷： a.線路利用率高線路利用率高. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) b.可平滑線路業(yè)務(wù)量的峰值，可平滑線路業(yè)務(wù)量的峰值， c.可將一份報(bào)文復(fù)制并多地報(bào)遞，可將一份報(bào)文復(fù)制并多地報(bào)遞， d.報(bào)文交換系統(tǒng)有傳輸過(guò)失控制，可靠性高。報(bào)文交換系統(tǒng)有傳輸過(guò)失控制，可靠性高。 a.延時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，并且延遲的長(zhǎng)短變化較大。延時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，并且延遲的長(zhǎng)短變化較大。 缺陷缺陷 b.各節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)容量要求較高。各節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)容量要求較高。3 3分組交換分組交換分組交換和報(bào)文交換一樣，也叫分組交換和報(bào)文

6、交換一樣，也叫“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。式。與報(bào)文交換不同的是，它把數(shù)據(jù)分解稱(chēng)假設(shè)干個(gè)較與報(bào)文交換不同的是，它把數(shù)據(jù)分解稱(chēng)假設(shè)干個(gè)較短的信息單位，這些信息單位就稱(chēng)為分組或信息包。短的信息單位，這些信息單位就稱(chēng)為分組或信息包。對(duì)每個(gè)分組附加上地址信息，傳輸控制信息、校驗(yàn)對(duì)每個(gè)分組附加上地址信息，傳輸控制信息、校驗(yàn)信息及表示各分組頭尾的標(biāo)志信息。信息及表示各分組頭尾的標(biāo)志信息。先存儲(chǔ)，再轉(zhuǎn)發(fā)。每個(gè)信息包的傳輸可以分別進(jìn)展先存儲(chǔ)，再轉(zhuǎn)發(fā)。每個(gè)信息包的傳輸可以分別進(jìn)展不同的時(shí)間，不同的線路，到達(dá)目的地后，再不同的時(shí)間，不同的線路，到達(dá)目的地后，再按順序組裝。按順序組裝。 分組交換優(yōu)缺陷：分組交換優(yōu)缺陷

7、： a.節(jié)省緩存容量，提高了緩存利用率，降低了交換費(fèi)用，縮節(jié)省緩存容量，提高了緩存利用率，降低了交換費(fèi)用，縮 短處置了時(shí)間短處置了時(shí)間 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： b.線路利用率高多用戶(hù)共享，統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用線路利用率高多用戶(hù)共享，統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 c.每個(gè)信息包可自順應(yīng)選擇路由每個(gè)信息包可自順應(yīng)選擇路由 d.為不同種類(lèi)的中斷相互通訊提供方便為不同種類(lèi)的中斷相互通訊提供方便 缺陷：實(shí)時(shí)性仍不是很好。缺陷：實(shí)時(shí)性仍不是很好。 圖像通訊時(shí)常遇到的幾種通訊網(wǎng)：圖像通訊時(shí)常遇到的幾種通訊網(wǎng)： 1. 公用網(wǎng)公用網(wǎng)PSTN 2. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN 3. 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN 4. ATM網(wǎng)網(wǎng) 5. 計(jì)

8、算機(jī)通訊網(wǎng)計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng) (1) 局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN (2) 城域網(wǎng)城域網(wǎng)MAN和寬帶城域網(wǎng)和寬帶城域網(wǎng) (3) 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)WAN 6. 甚小天線地面站甚小天線地面站VSAT和無(wú)線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng) (1)甚小天線地面站甚小天線地面站 (2)無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng) 在通訊中，目前最常用的信息傳輸方式有以下幾種：在通訊中，目前最常用的信息傳輸方式有以下幾種： 1. 普通導(dǎo)線傳輸普通導(dǎo)線傳輸 2. 微波傳輸微波傳輸 3. 衛(wèi)星傳輸衛(wèi)星傳輸 (1) 頻分多址頻分多址FDMA (2) 時(shí)分多址時(shí)分多址TDMA (3) 碼分多址碼分多址CDMA 4. 同軸和同軸和HFC傳輸傳輸 5. 無(wú)線傳輸無(wú)線傳輸 6. 光纖傳輸光纖

9、傳輸v 13.1.6 下一代網(wǎng)絡(luò)下一代網(wǎng)絡(luò)NGNv 2005年國(guó)際電聯(lián)為年國(guó)際電聯(lián)為NGN作了定義：作了定義：vNGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，可以提供電信業(yè)務(wù)；是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，可以提供電信業(yè)務(wù)；v采用多種寬帶才干和采用多種寬帶才干和QoS保證的傳送技術(shù)；保證的傳送技術(shù)；v其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳送技術(shù)相獨(dú)立；其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳送技術(shù)相獨(dú)立；vNGN運(yùn)用戶(hù)可以自在接入到不同的業(yè)務(wù)提供商；運(yùn)用戶(hù)可以自在接入到不同的業(yè)務(wù)提供商；vNGN支持通用挪動(dòng)性。支持通用挪動(dòng)性。v 簡(jiǎn)言之，簡(jiǎn)言之，NGN是可以提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、是可以提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜v合、開(kāi)放、分層的網(wǎng)絡(luò)

10、構(gòu)架。合、開(kāi)放、分層的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。 1NGN的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)特征：的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)特征： 開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 高速分組的中心網(wǎng)高速分組的中心網(wǎng) 獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)控制層獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)控制層 利用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通利用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通 平安和平安和QoS保證保證 2NGN和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互通和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互通 3NGN現(xiàn)階段的主要協(xié)議現(xiàn)階段的主要協(xié)議 MGCP、H.248/Megaco SIP協(xié)議協(xié)議 BICC協(xié)議協(xié)議 SIGTRAN協(xié)議協(xié)議 H.323協(xié)議協(xié)議v13.1.7 軟交換軟交換v軟交換軟交換Soft Switch是近年開(kāi)展起來(lái)的一種呼是近年開(kāi)展起來(lái)的一種呼叫控制技術(shù)；叫控制技術(shù)；v它是下一代網(wǎng)絡(luò)它是下一

11、代網(wǎng)絡(luò)NGN的中心模塊；的中心模塊；v具有分層體系架構(gòu)、基于分組傳輸、提供多種接具有分層體系架構(gòu)、基于分組傳輸、提供多種接入方式等特點(diǎn)；入方式等特點(diǎn)；v能綜合提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)。能綜合提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)。 1軟交換網(wǎng)絡(luò)的層次構(gòu)造軟交換網(wǎng)絡(luò)的層次構(gòu)造 軟交換系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，主要包括軟交換設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)、信令軟交換系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，主要包括軟交換設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體效力器、運(yùn)用效力器等網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備以及網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體效力器、運(yùn)用效力器等網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備以及IAD、SIP終端等終端側(cè)設(shè)備。終端等終端側(cè)設(shè)備。 軟交換系統(tǒng)的主要功能包括媒體網(wǎng)關(guān)接入、呼叫控制和業(yè)務(wù)提

12、供；對(duì)軟交換系統(tǒng)的主要功能包括媒體網(wǎng)關(guān)接入、呼叫控制和業(yè)務(wù)提供；對(duì)用戶(hù)的認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)；對(duì)通訊資源控制和用戶(hù)的認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)；對(duì)通訊資源控制和QoS管理等。管理等。網(wǎng)絡(luò)效力層網(wǎng)絡(luò)效力層控制層控制層媒體層媒體層接入接入/ /傳輸層傳輸層圖圖13.3 13.3 軟交換網(wǎng)絡(luò)分層構(gòu)造圖軟交換網(wǎng)絡(luò)分層構(gòu)造圖 2軟交換網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)軟交換網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 軟交換網(wǎng)絡(luò)體系采用開(kāi)放的分層構(gòu)造軟交換網(wǎng)絡(luò)體系采用開(kāi)放的分層構(gòu)造 軟交換網(wǎng)絡(luò)可以接入多種用戶(hù)軟交換網(wǎng)絡(luò)可以接入多種用戶(hù) 軟交換網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)軟交換網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò) 軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于一致協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò)軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于一致協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò) 3IP多媒體子系

13、統(tǒng)多媒體子系統(tǒng)IMS IP多媒體子系統(tǒng)主要運(yùn)用多媒體子系統(tǒng)主要運(yùn)用3GPP的的IMS的中心網(wǎng)絡(luò)作為中心控制系的中心網(wǎng)絡(luò)作為中心控制系統(tǒng)，并在統(tǒng)，并在3GPP規(guī)范根底上對(duì)規(guī)范根底上對(duì)IMS系統(tǒng)進(jìn)展擴(kuò)展。系統(tǒng)進(jìn)展擴(kuò)展。 4網(wǎng)的演進(jìn)網(wǎng)的演進(jìn) 實(shí)際證明軟交換曾經(jīng)具備替代電路交換設(shè)備的才干。實(shí)際證明軟交換曾經(jīng)具備替代電路交換設(shè)備的才干。 什么是物理層接口協(xié)議？什么是物理層接口協(xié)議？ 實(shí)踐上是實(shí)踐上是DTE和和DCE或其他通訊設(shè)備之間的一組商定，或其他通訊設(shè)備之間的一組商定， 主要處理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和物理信道如何銜接的問(wèn)題。主要處理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和物理信道如何銜接的問(wèn)題。 物理層協(xié)議：物理層協(xié)議： 規(guī)定了規(guī)范接口的機(jī)

14、械銜接特性、電氣信號(hào)特性、規(guī)定了規(guī)范接口的機(jī)械銜接特性、電氣信號(hào)特性、 信號(hào)功能特性和交換電路的規(guī)程特性。信號(hào)功能特性和交換電路的規(guī)程特性。 目的：目的： 為了便于不同的制造廠商根據(jù)公認(rèn)的規(guī)范各自獨(dú)立地制造設(shè)備，為了便于不同的制造廠商根據(jù)公認(rèn)的規(guī)范各自獨(dú)立地制造設(shè)備， 使各廠商的產(chǎn)品相互兼容。使各廠商的產(chǎn)品相互兼容。 1.網(wǎng)的用戶(hù)數(shù)據(jù)接入網(wǎng)的用戶(hù)數(shù)據(jù)接入 1V.34調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 2高速數(shù)字用戶(hù)線高速數(shù)字用戶(hù)線HDSL 3不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線ADSL 2.ISDN的用戶(hù)的用戶(hù)-網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口 速率低于速率低于2Mb/s的的ISDN稱(chēng)為窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)稱(chēng)為窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

15、(N-ISDN)，簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)ISDN，它支持以及非話業(yè)務(wù)。，它支持以及非話業(yè)務(wù)。 3.光纖寬帶接入光纖寬帶接入 在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)位置的不同，有在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab 和和 FTTH 等等4種效力形狀，統(tǒng)稱(chēng)種效力形狀，統(tǒng)稱(chēng)FTTx。 4. 局域網(wǎng)接入局域網(wǎng)接入 1RJ-45接口接口 2AUI接口接口Attachment Unit Interface 3SC(Secondary Control)接口接口 4ISDN 根本速率接口根本速率接口BRI 5BNC Bayonet Nut Connector接口接口 5. 寬帶無(wú)線接入寬帶無(wú)

16、線接入 1無(wú)線局域網(wǎng)接入無(wú)線局域網(wǎng)接入 2UWB 接入接入 3藍(lán)牙和藍(lán)牙和ZigBee接入接入 4衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊 6 . 挪動(dòng)通訊網(wǎng)接入挪動(dòng)通訊網(wǎng)接入 1GSM接入接入 2CDMA接入接入 3GPRS接入接入 4EDGE接入接入 53G接入接入v13.3.1 噪聲影響噪聲影響v 所謂基帶信號(hào)普通是指未調(diào)制的信號(hào)，即亮所謂基帶信號(hào)普通是指未調(diào)制的信號(hào)，即亮度信號(hào)度信號(hào)Y(t)和色度信號(hào)和色度信號(hào)U(t)、V(t)。v 將經(jīng)過(guò)正交平衡調(diào)制的色度信號(hào)將經(jīng)過(guò)正交平衡調(diào)制的色度信號(hào)c(t)和亮度信和亮度信號(hào)號(hào)Y(t)合并在一同包括同步信號(hào)所構(gòu)成的復(fù)合并在一同包括同步信號(hào)所構(gòu)成的復(fù)合視頻信號(hào)稱(chēng)為模擬基帶

17、信號(hào)。合視頻信號(hào)稱(chēng)為模擬基帶信號(hào)。v 模擬圖像傳輸中，對(duì)圖像質(zhì)量影響較大幾模擬圖像傳輸中，對(duì)圖像質(zhì)量影響較大幾種噪聲種噪聲:v 1. 隨機(jī)噪聲隨機(jī)噪聲v 2. 脈沖性噪聲脈沖性噪聲 v 3. 周期噪聲周期噪聲v 4. 重影性噪聲重影性噪聲v13.3.2 線性失真v 線性失真是指?jìng)鬏斁W(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)幅度增益G 和相位 隨輸入信號(hào)的頻率變化的不均勻性，它包括振幅頻特性失真和相位頻率特性失真，它與信號(hào)的輸入幅度無(wú)關(guān)。v1.高頻失真v2.中頻波形失真 v3.低頻波形失真 非線性失真主要包括振幅非線性失真和相位非線性失真。非線性失真主要包括振幅非線性失真和相位非線性失真。1. 微分增益微分增益DG 圖圖1

18、3.7表示電壓傳輸特性、微分表示電壓傳輸特性、微分 特性特性D(x)及微分增益及微分增益 DG(x)的曲線。的曲線。220123320011123123D Daa xa xaaDDGxxDDaaa DG0 0yxD圖圖 13.7 13.7 微分特性微分特性 2. 微分相位微分相位DP 微分特性微分特性D是一個(gè)復(fù)數(shù)，除了幅度外還有相角。是一個(gè)復(fù)數(shù)，除了幅度外還有相角。思索相角以后，思索相角以后， 把微分相位把微分相位DP定義為：定義為： 假設(shè)假設(shè)DP(x)曲線不平直，就闡明有相位非線性曲線不平直，就闡明有相位非線性失真或失真或DP失真。失真。 相位非線性失真會(huì)引起色同步和色副載波之間的相位非線性

19、失真會(huì)引起色同步和色副載波之間的相移的變化，使畫(huà)面上亮的部分和暗的部分顏色相移的變化，使畫(huà)面上亮的部分和暗的部分顏色不同。不同。000,jjDDeDD e0( )( )( )DP xxx 衡量圖像質(zhì)量高低的一個(gè)重要參數(shù)就是圖像的明晰度。衡量圖像質(zhì)量高低的一個(gè)重要參數(shù)就是圖像的明晰度。 圖像的明晰度往往可以用程度明晰度和垂直明晰度來(lái)表示。圖像的明晰度往往可以用程度明晰度和垂直明晰度來(lái)表示。 垂直明晰度根本上是由視頻信號(hào)的每幀掃描線數(shù)來(lái)確定的。垂直明晰度根本上是由視頻信號(hào)的每幀掃描線數(shù)來(lái)確定的。 程度明晰度那么是由視頻基帶信號(hào)的帶寬所決議。程度明晰度那么是由視頻基帶信號(hào)的帶寬所決議。v13.3.5

20、 13.3.5 殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅v典型的模擬調(diào)制方法有調(diào)幅典型的模擬調(diào)制方法有調(diào)幅(AM)(AM)，調(diào)頻，調(diào)頻(FM)(FM)和調(diào)和調(diào)相相(PM)(PM)三種。三種。v在模擬圖像調(diào)制中用得較多是調(diào)頻和殘留邊帶調(diào)在模擬圖像調(diào)制中用得較多是調(diào)頻和殘留邊帶調(diào)幅。幅。vVSBVSB調(diào)制方式具有雙邊帶和單邊帶調(diào)幅的特點(diǎn)。調(diào)制方式具有雙邊帶和單邊帶調(diào)幅的特點(diǎn)。v它除去了下邊帶中相當(dāng)大的一部分，而把其殘留它除去了下邊帶中相當(dāng)大的一部分，而把其殘留的部分與上邊帶大部分同時(shí)傳輸，上邊帶中對(duì)應(yīng)的部分與上邊帶大部分同時(shí)傳輸，上邊帶中對(duì)應(yīng)殘留邊帶部分低頻分量不傳送。殘留邊帶部分低頻分量不傳送。v在接納端可以用

21、殘留邊帶分量彌補(bǔ)上邊帶中未傳在接納端可以用殘留邊帶分量彌補(bǔ)上邊帶中未傳送的低頻部分。送的低頻部分。 設(shè)基帶信號(hào)為設(shè)基帶信號(hào)為m(t)，載頻信號(hào)為，載頻信號(hào)為 ，假設(shè)使載，假設(shè)使載頻信的振幅隨基帶信號(hào)而變，那么雙邊帶調(diào)制信號(hào)頻信的振幅隨基帶信號(hào)而變，那么雙邊帶調(diào)制信號(hào)M(t)為：為： 那么經(jīng)雙邊帶調(diào)幅波信號(hào)那么經(jīng)雙邊帶調(diào)幅波信號(hào)M(t)經(jīng)殘留邊帶濾波器濾波后得：經(jīng)殘留邊帶濾波器濾波后得：cosccA( )1cos()cos()1cos()cos()()21cos()()2ppcccccpcpcpcpM tAKttAtKAtKAt111( )cos()cos()21cos()2cccucpucpG

22、 tA AtAA KtAAKt fc-fv fc fc+f v f 1 1 c c u u fcw f 相位相位幅度幅度0 00.50.51.01.0 圖圖 13.8 13.8 濾波器的幅度和相位特性濾波器的幅度和相位特性經(jīng)三角運(yùn)算后為：經(jīng)三角運(yùn)算后為： 在接納端，用本地載波在接納端，用本地載波 和和 G(t)相乘，那么得解調(diào)輸出：相乘，那么得解調(diào)輸出：1111( )cos()cos()cos()2211sin()sin()sin()22ccclpcupuccclpcupucG tAtAKAtKAtAtKAtKAtcos()cBt111( )()cos()cos()41()sin()sin()

23、4upcupcm tKAB AAtKAB AAt 假設(shè)使本地載波的相位和發(fā)端載波的相位相等，那么可消除正交假設(shè)使本地載波的相位和發(fā)端載波的相位相等，那么可消除正交分量，使解調(diào)信號(hào)輸出無(wú)失真。在理想情況下結(jié)果為：分量，使解調(diào)信號(hào)輸出無(wú)失真。在理想情況下結(jié)果為： 設(shè)濾波器具有線性相位，那么設(shè)濾波器具有線性相位，那么 可見(jiàn)，解調(diào)輸出只比原調(diào)制信號(hào)延遲了可見(jiàn)，解調(diào)輸出只比原調(diào)制信號(hào)延遲了時(shí)間，而沒(méi)有失真。時(shí)間，而沒(méi)有失真。 111( )()cos()cos()44uppm tKAB AAtKABt111( )()cos()cos()44upppm tKAB AAtKABtv13.4.1 數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)

24、字基帶信號(hào)v模擬圖像信號(hào)經(jīng)數(shù)字化以后就構(gòu)成模擬圖像信號(hào)經(jīng)數(shù)字化以后就構(gòu)成PCM信號(hào)，稱(chēng)信號(hào)，稱(chēng)作數(shù)字基帶信號(hào)。作數(shù)字基帶信號(hào)。v數(shù)字基帶信號(hào)可以直接進(jìn)展傳輸，但傳輸間隔有限。數(shù)字基帶信號(hào)可以直接進(jìn)展傳輸，但傳輸間隔有限。v要進(jìn)展長(zhǎng)間隔傳輸，可以將要進(jìn)展長(zhǎng)間隔傳輸，可以將PCM信號(hào)進(jìn)展數(shù)字調(diào)信號(hào)進(jìn)展數(shù)字調(diào)制通常是采用延續(xù)波作為載波，然后再將經(jīng)調(diào)制通常是采用延續(xù)波作為載波，然后再將經(jīng)調(diào)制后的信號(hào)送到信道上去傳輸。制后的信號(hào)送到信道上去傳輸。v這種數(shù)字調(diào)制稱(chēng)為延續(xù)波數(shù)字調(diào)制，包括：這種數(shù)字調(diào)制稱(chēng)為延續(xù)波數(shù)字調(diào)制，包括：v 幅移鍵控幅移鍵控(ASK)， 頻移鍵控頻移鍵控(FSK)， 相相移鍵控移鍵控(

25、PSK)，v 多相相移鍵控多相相移鍵控(mPSK)， 多電平正交調(diào)幅多電平正交調(diào)幅(mQAM)，網(wǎng)格編碼調(diào)制，網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)，v正交頻分復(fù)用調(diào)制正交頻分復(fù)用調(diào)制OFDM，數(shù)字殘留邊帶調(diào)制，數(shù)字殘留邊帶調(diào)制(VSB)， 由數(shù)字通訊中的多相位調(diào)制原理可知，由數(shù)字通訊中的多相位調(diào)制原理可知，mPSK調(diào)制信號(hào)為調(diào)制信號(hào)為s(t)： 式中式中g(shù)(t)是脈寬不超越是脈寬不超越Ts的單個(gè)基帶脈沖，的單個(gè)基帶脈沖，0為載波頻率，為載波頻率，n為受調(diào)相位，共有為受調(diào)相位，共有m個(gè)取值。個(gè)取值。 令：令： ， ， 那么有：那么有：)cos()()(0nsntnTtgtsnnxcosnnysin0000(

26、)cos()cossin()sin()cos()sinsnsnnnnsnsnns ttg tnTtg tnTx g tnTty g tnTt 以以4PSK為例，可利用兩個(gè)平衡調(diào)幅器分別對(duì)同相與正交載波進(jìn)為例，可利用兩個(gè)平衡調(diào)幅器分別對(duì)同相與正交載波進(jìn)行調(diào)制，然后相加，就得行調(diào)制，然后相加，就得4PSK信號(hào)，如圖信號(hào)，如圖13.9所示。所示。(a)(a)4PSK4PSK0,0,coscos0t0tynxn 0,- -sinsin0t0t判決判決coscos0t0t判決判決-sin-sin0t0t4PSK4PSK(b)(b)(10)01(01)(11)01(00)ynxn(c)(c) 圖圖 13.

27、9 4PSK13.9 4PSK調(diào)制與矢量圖調(diào)制與矢量圖 假設(shè)將二電平振幅鍵控進(jìn)一步開(kāi)展為多電平例如，4、8、16電平正交振幅調(diào)制mQAM，顯然可以獲得更高的頻譜利用率。 普通說(shuō)來(lái)，L個(gè)電平的QAM，在二維信號(hào)平面上產(chǎn)生 個(gè)形狀。 mQAM 中的m是指定總信號(hào)形狀數(shù)。 本質(zhì)上是利用相位和幅度來(lái)結(jié)合調(diào)制，進(jìn)一步添加信號(hào)調(diào)制的頻帶利用率。Lm2 其調(diào)制信號(hào)普通表達(dá)式為：其調(diào)制信號(hào)普通表達(dá)式為： 式中式中g(shù)(t)是脈寬不超越是脈寬不超越Ts的單個(gè)基帶脈沖，的單個(gè)基帶脈沖，0為載波頻率，為載波頻率，n為不為不同的相位，同的相位，An為不同的幅度，上式還可以寫(xiě)成：為不同的幅度，上式還可以寫(xiě)成： 令令 ：

28、， ，那么：，那么：)cos()()(ncsnntnTtgAtsnnnAxcosnnnAysintnTtgytnTtgxtscsnncsnnsin)(cos)()(tnTtgAtnTtgAtscnsnncnsnnsinsin)(coscos)()( 用用xn 和和yn 表示調(diào)制信號(hào)在矢量平面上的位置，稱(chēng)之為表示調(diào)制信號(hào)在矢量平面上的位置，稱(chēng)之為“星座。星座。 對(duì)于對(duì)于16QAM，其星座圖如，其星座圖如13.10(a)所示，不同的所示，不同的xn 和和yn 構(gòu)成構(gòu)成16種形狀，種形狀，對(duì)應(yīng)星座圖中的對(duì)應(yīng)星座圖中的16個(gè)點(diǎn)。個(gè)點(diǎn)。 16電平正交幅度鍵控可以用電平正交幅度鍵控可以用2個(gè)個(gè)4PSK組合

29、而成，它們之間幅度比值為組合而成，它們之間幅度比值為2:1，其原理框圖如圖，其原理框圖如圖13.10(b所示。所示。 4PSK 2放大器放大器a2b24PSK 1放大器放大器a1b1 圖圖13.10 16QAM13.10 16QAM調(diào)制與實(shí)例圖調(diào)制與實(shí)例圖16QAM (a) 16QAM (a) 16QAM 星座圖星座圖 (b) 16QAM (b) 16QAM 實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法ynxn 什么是什么是TCM？ 將卷積碼和將卷積碼和mQAM或或mPSK組合起來(lái)，組合起來(lái)， 將編碼器和調(diào)制器當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)進(jìn)展設(shè)計(jì)。將編碼器和調(diào)制器當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)進(jìn)展設(shè)計(jì)。 TCM特點(diǎn)：特點(diǎn)： 在信號(hào)空間中所用信號(hào)點(diǎn)的數(shù)

30、目比無(wú)編碼調(diào)制情況下要多，這些附在信號(hào)空間中所用信號(hào)點(diǎn)的數(shù)目比無(wú)編碼調(diào)制情況下要多，這些附加的信號(hào)點(diǎn)為糾錯(cuò)編碼提供了冗余度，而沒(méi)有添加傳輸帶寬；加的信號(hào)點(diǎn)為糾錯(cuò)編碼提供了冗余度，而沒(méi)有添加傳輸帶寬； 采用卷積編碼規(guī)那么，使相繼信號(hào)點(diǎn)間引入某種依賴(lài)關(guān)系，僅某些采用卷積編碼規(guī)那么，使相繼信號(hào)點(diǎn)間引入某種依賴(lài)關(guān)系，僅某些信號(hào)點(diǎn)序列允許運(yùn)用，并可將這些信號(hào)序列模型化為網(wǎng)格形狀。信號(hào)點(diǎn)序列允許運(yùn)用，并可將這些信號(hào)序列模型化為網(wǎng)格形狀。 圖圖13.12采用了效率為采用了效率為1/2的卷積碼編碼器；的卷積碼編碼器； 該構(gòu)造有四個(gè)形狀，碼字中最有效的比特是未編碼的；該構(gòu)造有四個(gè)形狀，碼字中最有效的比特是未編碼

31、的； 格狀碼中每一個(gè)形狀對(duì)應(yīng)于具有兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)的子集間隔為格狀碼中每一個(gè)形狀對(duì)應(yīng)于具有兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)的子集間隔為d2的四個(gè)的四個(gè)子集；或者說(shuō)，每個(gè)形狀對(duì)應(yīng)于子集；或者說(shuō)，每個(gè)形狀對(duì)應(yīng)于8PSK調(diào)制器輸出兩種不同的信號(hào)。調(diào)制器輸出兩種不同的信號(hào)。0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0 10 1 0 1 0 1 0 10 0 1 1 0 0 1 10 0 1 1 0 0 1 10 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7D2D1 +輸出輸出輸輸入入圖圖13.12 8PSK13.12 8PSK的的TCMTCM編碼方案編碼方案在在 4 4 個(gè) 子 集個(gè) 子 集中選擇一個(gè)中選擇一個(gè) 什么是什么是OFDM？ 正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)， 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)OFDM 將總的信號(hào)帶寬被劃分為將總的信號(hào)帶寬被劃分為N個(gè)互不重疊的子通道個(gè)互不重疊的子通道 N個(gè)子通道進(jìn)