《現(xiàn)代通信技術基礎》第2章課件

第二版IntroductiontoModernCommunicationTechnology第二版Introductionto第2章通信網(wǎng)基礎技術《現(xiàn)代通信技術基礎》第2章課件本章學習目標理解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念。理解信源編碼中的信號處理過程。了解信道編碼中多路復用、復接與同步等技術應用。了解數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕獌?nèi)容。了解數(shù)字調(diào)制技術基本類型及應用。了解差錯控制編碼技術應用。

本章學習目標理解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念。內(nèi)容簡介2.1概述2.2信源編碼2.3信道復用2.4數(shù)字信號的基帶傳輸2.5調(diào)制技術2.6差錯控制技術

放映結束內(nèi)容簡介2.1概述放映結束內(nèi)容簡介2.1概述2.1.1通信系統(tǒng)研究的主要問題2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念

返回主目錄內(nèi)容簡介2.1概述返回主目錄內(nèi)容簡介2.2信源編碼2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理2.2.2語音編碼技術2.2.3圖像編碼技術

返回主目錄內(nèi)容簡介2.2信源編碼返回主目錄內(nèi)容簡介2.3信道復用2.3.1信道復用概述2.3.2多路復用技術2.3.3同步技術2.3.4數(shù)字復接技術2.3.5同步數(shù)字系列（SDH）

返回主目錄內(nèi)容簡介2.3信道復用返回主目錄內(nèi)容簡介2.4數(shù)字信號的基帶傳輸2.4.1數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.4.2再生中繼與均衡技術2.4.3數(shù)字傳輸?shù)某Ｓ么a型

返回主目錄內(nèi)容簡介2.4數(shù)字信號的基帶傳輸返回主目錄內(nèi)容簡介2.5調(diào)制技術2.5.1調(diào)制的基本概念2.5.2模擬調(diào)制技術2.5.3基本數(shù)字調(diào)制技術2.5.4現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術

返回主目錄內(nèi)容簡介2.5調(diào)制技術返回主目錄內(nèi)容簡介2.6差錯控制技術2.6.1差錯控制的概念2.6.2差錯控制編碼

返回主目錄內(nèi)容簡介2.6差錯控制技術返回主目錄2.1

概述通信系統(tǒng)是構成各種通信網(wǎng)的基礎。數(shù)字通信已成為現(xiàn)代通信技術的主流。數(shù)字通信系統(tǒng)中融合了計算機軟硬件技術，是構成現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎。按照信道傳送信號的不同，通信可以分為模擬通信和數(shù)字通信。返回2.1概述通信系統(tǒng)是構成各種通信網(wǎng)的基礎。數(shù)字通信2.1.1

通信系統(tǒng)研究的主要問題模擬通信系統(tǒng)研究的主要問題：收發(fā)兩端的變換過程以及基帶信號的特性。調(diào)制與解調(diào)原理。信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊憽Ｔ肼暣嬖跅l件下的系統(tǒng)性能。2.1.1通信系統(tǒng)研究的主要問題模擬通信系統(tǒng)研究的主要問題通信系統(tǒng)研究的主要問題數(shù)字通信系統(tǒng)研究的主要問題：收發(fā)信端的變換過程、模擬信號數(shù)字化以及數(shù)字基帶信號的特性。數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理。信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊憽？垢蓴_編碼與解碼，即差錯控制編碼問題。保密通信問題。同步問題。返回通信系統(tǒng)研究的主要問題數(shù)字通信系統(tǒng)研究的主要問題：返回2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念

數(shù)字通信的特點：傳輸質(zhì)量高、抗噪聲性能強抗干擾能力強保密性好易于與現(xiàn)代技術相結合數(shù)字信號可壓縮設備體積小、重量輕

2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信的特點：數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示。信源：把消息轉(zhuǎn)換成電信號的設備。信源編碼：基本部分是壓縮編碼，用以減小數(shù)字信號的冗余度，提高數(shù)字信號的有效性；部分系統(tǒng)還包含加密功能，即在壓縮后再進行保密編碼。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道編碼：在經(jīng)過信源編碼的信號中增加一些多余的字符，以求自動發(fā)現(xiàn)或糾正傳輸中發(fā)生的錯誤，其目的是提高信號傳輸?shù)目煽啃浴Ｕ{(diào)制：目的是使經(jīng)過編碼的信號特性與信道的特性相適應，使信號經(jīng)過調(diào)制后能順利通過信道傳輸。多路復用：多路信號重復使用一條信道。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道編碼：在經(jīng)過信源編碼的信號中增加一數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道與噪聲：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種信道可歸入基帶信道和帶通信道兩類。數(shù)字信號經(jīng)過信道傳輸時，信道的傳輸特性以及進入信道的外部加性噪聲都將對數(shù)字信號加以影響。同步：數(shù)字通信系統(tǒng)中發(fā)送端和接收端之間需有共同的時間標準，使接收端獲知所收數(shù)字信號中每個符號（碼元）的準確起止時刻，從而同步地進行接收。返回數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道與噪聲：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種2.2信源編碼信源編碼：針對信源發(fā)送信息所進行的壓縮編碼。信源編碼處理的前提：模擬信號的數(shù)字化。壓縮編碼技術：為提高傳輸效率，在保證一定信號質(zhì)量的前提下，盡可能地去除或降低信號中冗余信息，以減小傳輸所用帶寬。返回2.2信源編碼信源編碼：針對信源發(fā)送信息所進行的壓縮編碼2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理

對時間連續(xù)和取值連續(xù)的原始語音和圖像等模擬信號，若以數(shù)字方式進行傳輸，在發(fā)送端應先進行模／數(shù)（A／D）變換，將原始信號轉(zhuǎn)換為時間離散和取值離散的數(shù)字信號2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理對時間連續(xù)和取值連續(xù)的原模擬信號的數(shù)字化處理模擬信號數(shù)字化過程：①抽樣：用時間間隔確定的信號樣值序列來代替原在時間上連續(xù)的信號，在時間上將模擬信號離散化。②量化：用有限個幅度值來近似原連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量且有一定間隔的散值。③編碼：按一定規(guī)律，把量化后的信號編碼形成一個二進制數(shù)字碼組輸出。模擬信號的數(shù)字化處理模擬信號數(shù)字化過程：模擬信號的數(shù)字化處理1.抽樣

抽樣過程：將時間和幅度上都是連續(xù)的模擬信號在時間上離散化。抽樣目的：實現(xiàn)信號的時分多路復用。

如圖2-2所示。模擬信號的數(shù)字化處理1.抽樣模擬信號的數(shù)字化處理2.量化量化過程：抽樣把模擬信號變成了時間上離散的脈沖信號，但脈沖的幅度仍是連續(xù)的，還需進行離散化處理（即對幅值進行化零取整的處理），才能最終用數(shù)字來表示。量化方法：把樣值的最大變化范圍劃分成若干個相鄰的間隔。當某樣值落在某一間隔內(nèi)，其輸出數(shù)值就用此間隔內(nèi)的某一固定值來表示。模擬信號的數(shù)字化處理2.量化模擬信號的數(shù)字化處理（1）均勻量化

采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化。實際信號可看成量化輸出信號與量化誤差之和，量化失真率與最小量化間隔的平方成正比。量化失真在信號中的表現(xiàn)類似于噪聲，也有很寬的頻譜，被稱為量化噪聲，并用信噪比來衡量。均勻量化方式會造成大信號時的信噪比有余而小信號時的信噪比不足，且編碼位數(shù)多（語音信號需編11位碼），加大了編碼的復雜性，并對傳輸信道有更高的要求。模擬信號的數(shù)字化處理（1）均勻量化模擬信號的數(shù)字化處理（2）非均勻量化

實現(xiàn)：采用壓縮、擴張的方法，即在發(fā)送端對輸入信號先進行壓縮，再均勻量化；在接收端則進行相應的擴張?zhí)幚?。原理：量化級間隔隨信號幅度的大小自動調(diào)整。在不增大量化級數(shù)的條件下，非均勻量化能使信號在較寬動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達到要求。標準化的非均勻量化特性：A律13折線壓縮特性（我國采用，如圖2-3所示）和μ律15折線壓縮特性。模擬信號的數(shù)字化處理（2）非均勻量化模擬信號的數(shù)字化處理3.編碼編碼：將抽樣、量化后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼脈沖的過程。解碼：編碼的逆過程，將數(shù)字信號變?yōu)槟M信號（即把一個8位碼字恢復為一個樣值信號）的過程。模擬信號的數(shù)字化處理3.編碼模擬信號的數(shù)字化處理編碼的基本形式：線性編碼：與均勻量化特性對應的編碼碼組中各碼位的權值固定，不隨輸入信號的幅度變化。非線性編碼：具有非均勻量化特性的編碼碼組中各碼位的權值隨著輸入信號的幅度變化。模擬信號的數(shù)字化處理編碼的基本形式：模擬信號的數(shù)字化處理4.脈沖編碼調(diào)制（PCM）模擬信號經(jīng)過抽樣、量化、編碼完成A/D變換，稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。標準化的PCM碼組（電話語音）由8位碼組代表一個抽樣值。語音模擬信號在發(fā)送端經(jīng)過抽樣、量化和編碼后得到PCM信號，并經(jīng)過數(shù)字信道傳輸。在接收端，將收到的PCM碼（二進制碼組）通過濾波器濾去大量的高頻分量，還原成模擬語音信號。PCM原理如圖2-4所示。返回模擬信號的數(shù)字化處理4.脈沖編碼調(diào)制（PCM）返回2.2.2語音編碼技術信源編碼:將信號源中的多余信息去除，形成適合傳輸?shù)男盘?，以提高?shù)字通信傳輸?shù)挠行?。語音編碼:在保持一定算法復雜度和通信延時的前提下，利用盡可能少的信道容量，傳送質(zhì)量盡可能高的話音。方法的優(yōu)化：在算法復雜度和時延之間找到平衡點，并向更低比特率方移動該平衡點。2.2.2語音編碼技術信源編碼:將信號源中的多余信息語音編碼技術語音編碼的性能指標：語音質(zhì)量編碼速率信號延時算法復雜度語音編碼技術語音編碼的性能指標：語音編碼技術語音編碼方法：（1）波形編碼從語音信號波形出發(fā)，對波形的采樣值、預測值或預測誤差值進行編碼。以重建語音波形為目的，盡可能使重建波形接近原信號波形適應能力強，重建語音質(zhì)量好，但對編碼速率要求較高。能在64kbit/s至16kbit/s的速率上獲得較為滿意的語音質(zhì)量。語音編碼技術語音編碼方法：語音編碼技術①脈沖編碼調(diào)制（PCM）PCM是固定電話、長途中繼和光纖傳輸?shù)臉藴蚀a型，速率為64kbit/s，采用壓擴技術，即非均勻量化。②增量調(diào)制（DM）用一位編碼反映信號的增量是正或負的一種脈沖編碼調(diào)制，并出現(xiàn)了總和增量調(diào)制、數(shù)字音節(jié)壓擴增量調(diào)制和差分脈碼調(diào)制等改進方法。語音編碼技術①脈沖編碼調(diào)制（PCM）語音編碼技術③自適應差分編碼調(diào)制（ADPCM）綜合脈沖編碼調(diào)制和增量調(diào)制的特點，依據(jù)相鄰樣值的差值編碼的方式，有效地消除了語音信號中的冗余度，提高了編碼的有效性，速率為32kbit/s。④子帶編碼（SBC）對輸入模擬信號進行頻域分割的一種編碼方式，其優(yōu)點是各子帶可選擇不同的量化參數(shù)以分別控制它們的量化噪聲。語音編碼技術③自適應差分編碼調(diào)制（ADPCM）語音編碼技術⑤自適應變換編碼（ATC）將語音在時間上分段，每段取樣后經(jīng)數(shù)字正交變換轉(zhuǎn)至頻域（時域－頻域變換），取相應各組頻域系數(shù)，然后對系數(shù)進行量化、編碼和傳輸；對接收端則進行相反處理，以恢復時域信號，再將各時段信號連成語音，速率為12~16kbit/s。語音編碼技術⑤自適應變換編碼（ATC）語音編碼技術（2）參量編碼在語音信號某特征空間抽取特征參量，構造語音信號模型，利用參量量化過程生成碼字進行傳輸，在接收端利用碼字重建語音信號一種編碼方式。根據(jù)從語音段中提取的參數(shù)，在接收端合成一個新的聲音相似（但波形不盡相同）的語音信號，實現(xiàn)該過程的系統(tǒng)稱聲碼器。語音編碼技術（2）參量編碼語音編碼技術參量編碼應用于利用無線信道的移動通信等設備：①RPE-LTP（規(guī)則脈沖激勵長時預測編碼）

---用于GSM移動通信②CELP（碼本激勵線性預測編碼）

---用于CDMA（IS-95）移動通信返回語音編碼技術參量編碼應用于利用無線信道的移動通信等設備：返回2.2.3

圖像編碼技術圖像通信的特點:通信效率高形象逼真便于記錄功能齊全信息量大，占用頻帶寬2.2.3圖像編碼技術圖像通信的特點:圖像編碼技術圖像信息量大而所需傳輸帶寬和存儲空間多，壓縮數(shù)字圖像信號編碼速率為圖像處理首要任務。模擬方式下傳輸一路電話信號，需一條帶寬為4kHz的模擬話路；而一路標準電視信號的帶寬是6MHz，需要1000條以上的模擬話路。數(shù)字方式下傳輸一路電話信號，只需一條64kbit/s的數(shù)字話路，而采用8位線性碼的一路數(shù)字電視信號的編碼速率為2×6×106×8=96Mbit/s，需要1000條以上的數(shù)字話路。圖像編碼技術圖像信息量大而所需傳輸帶寬和存儲空間多，壓縮數(shù)字圖像編碼技術模擬圖像通信的特點：占用的頻帶寬。需采用相位均衡器解決模擬信道中傳輸時線性相位特性問題圖像信號在相鄰幀的對應位置間及在同一幀的相鄰位置間，具有很強的相關性。圖像信息量大，而模擬信號壓縮方法的壓縮率很小，且對圖像質(zhì)量的影響較大。模擬圖像信號傳輸時有噪聲積累效應，使圖像傳輸劣化。

圖像編碼技術模擬圖像通信的特點：圖像編碼技術數(shù)字圖像通信的特點：可多次中繼而不致引起噪聲嚴重積累：適于多次中繼的遠距離圖像通信，也適于在存儲中的多次復制。有利于采用壓縮編碼技術：在一定的信道頻帶條件下可獲得比模擬傳輸更高的通信質(zhì)量；可采用抗干擾編碼技術，提高抗干擾性能；易于實現(xiàn)保密通信。體積小、功耗低。易與聯(lián)網(wǎng)，便于綜合業(yè)務的應用。占用信道頻帶較寬等缺點。圖像編碼技術數(shù)字圖像通信的特點：圖像編碼技術圖像信號及其數(shù)字化：

平面運動圖像信息首先表現(xiàn)為光的強度或灰度，其隨著平面坐標、光的波長和時間而變化。若只考慮光的能量而不考慮光的波長，在視覺效果上只有黑白深淺之分而無色彩變化，該圖像稱黑白圖像；對于彩色圖像，任一彩色可分解成紅、綠、藍3種基色。圖像編碼技術圖像信號及其數(shù)字化：圖像編碼技術在處理圖像前，需先將代表圖像的連續(xù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散信號，該過程稱為圖像信號的數(shù)字化。圖像信號數(shù)字化處理過程：①抽樣②量化圖像編碼技術在處理圖像前，需先將代表圖像的連續(xù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散圖像編碼技術圖像壓縮編碼原理：圖像中存在信息冗余，是可以對其進行壓縮的前提條件；圖像雖含有大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)是高度相關的。大量的冗余信息（空間冗余、時間冗余、結構冗余、編碼冗余等）存在于一幅圖像內(nèi)部以及視頻序列中，為圖像壓縮編碼提供了依據(jù)。圖像編碼技術圖像壓縮編碼原理：圖像編碼技術若能夠去除這些冗余信息，使用盡量少的比特數(shù)來表示和重建圖像，就可實現(xiàn)圖像的壓縮。圖像壓縮原理如圖2-5所示。圖像編碼技術若能夠去除這些冗余信息，使用盡量少的比特數(shù)來表示圖像編碼技術圖像壓縮編碼的核心思想：①消除像素點間數(shù)據(jù)的相關性。②利用人眼的視覺生理特征和圖像的概率統(tǒng)計模型進行自適應量化編碼。圖像編碼技術圖像壓縮編碼的核心思想：圖像編碼技術數(shù)字圖像壓縮編碼的主要國際標準：靜止圖像編碼標準：JPEG、JPEG-2000等；活動圖像編碼標準：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7多媒體會議標準：H.261、H.263等；返回圖像編碼技術數(shù)字圖像壓縮編碼的主要國際標準：返回2.3信道復用

信道復用：多個用戶同時使用同一信道進行通信。為區(qū)分在一條鏈路上的多個用戶的信號，理論上可采用正交劃分的方法，即凡是在理論上正交的多個信號，在同一條鏈路上傳輸?shù)浇邮斩撕?，都可能利用其正交性完全區(qū)分開。返回2.3信道復用信道復用：多個用戶同時使用同一信道進行通2.3.1

信道復用概述1.多路復用

頻分復用（FDM）時分復用（TDM）碼分復用（CDM）空分復用（SDM）波分復用（WDM）極化復用2.3.1信道復用概述1.多路復用信道復用概述2.多路復接復接：每條鏈路的多個信道分配給不同用戶使用，從而提高了鏈路的利用率，滿足幾個多路傳輸?shù)木W(wǎng)或鏈路間的互連。復接技術：為了解決來自若干條鏈路的多路信號的合并和區(qū)分。目前大容量鏈路的復接基本為時分復用（TDM）信號的復接信道復用概述2.多路復接信道復用概述3.

多址接入多路復用（復接）中，用戶是固定接入（或半固定接入）的，網(wǎng)絡資源預先分配給各用戶共享。多址接入時，網(wǎng)絡資源通常是動態(tài)分配的，且可由用戶在遠端隨時提出共享要求。多址技術：頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址、極化多址，以及其他利用信號統(tǒng)計特性復用的多址技術等。

返回信道復用概述3.多址接入返回2.3.2多路復用技術多路復用技術：在同一信道中傳遞多路信號而互相不干擾，以提高信道利用率。根據(jù)信號在頻率、時間、碼型等參量上的不同，將各路信號復用在同一信道中進行傳輸。該技術含復用、傳輸和分離三個過程。多個復用系統(tǒng)的再復用和解復用稱為復接和分接。常用多路復用技術：頻分復用（FDM）

時分復用（TDM）

碼分復用（CDM）等如圖2-6所示。2.3.2多路復用技術多路復用技術：在同一信道中傳遞多路多路復用技術1.頻分復用頻分復用將傳輸媒介的頻帶資源劃分為多個子頻帶，分別分配給不同的用戶形成各自的傳輸子通路。頻分復用（FDM）適用于模擬信號的傳輸，主要用于長途載波電話、立體聲調(diào)頻、電視廣播和空間遙測等方面。頻分多路復用設備復雜，成本較高，目前正逐步被時分多路復用所替代。

多路復用技術1.頻分復用多路復用技術2.時分復用時分復用技術按規(guī)定的間隔在時間上相互錯開，在一條公共通道上傳輸多路信號，其理論基礎是抽樣定理，必要條件是定時與同步。時分復用（TDM）是在固定電話網(wǎng)中被廣泛采用的一種標準體制。多路復用技術2.時分復用多路復用技術（1）同步時分復用（TDM）同步時分復用按時隙來發(fā)送和接收信息，各用戶僅在被分配的時間段（時隙）使用傳輸媒介傳送信息。收發(fā)兩端的時分復用器應保持嚴格的同步。幀是指傳輸一段具有固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)所占用的時間。各種信號（包括加入的定時、同步等信號）嚴格按時間關系進行，該時間關系稱為幀結構。多路復用技術（1）同步時分復用（TDM）多路復用技術時分復用的基本條件：①各路信號必須組成幀；②一幀應分為若干時隙；③在幀結構中必須有幀同步碼；④允許各路輸入信號的抽樣速率（時鐘）有少許誤差。典型的時分復用系統(tǒng)如圖2-7所示。多路復用技術時分復用的基本條件：多路復用技術例：PCM30／32路系統(tǒng)的幀結構。為確保接收端能將離散的數(shù)字信號還原成連續(xù)的模擬信號，取樣頻率需采用8000Hz，即每隔125μs取樣一次，該時間間隔稱為一幀。

PCM時分通信把125μs時間分成許多小段，每一路占一段時間（時隙），路數(shù)越多，每路時隙就越小。PCM30／32將整個系統(tǒng)分為32個路時隙，其中30個路時隙分別用來傳送30路話音信號，1個路時隙用來傳送幀同步碼，1個路時隙用來傳送信令碼。多路復用技術例：PCM30／32路系統(tǒng)的幀結構。多路復用技術（2）統(tǒng)計時分復用（STDM）STDM是當用戶有數(shù)據(jù)需要傳輸時，才分配線路資源；當該用戶無數(shù)據(jù)傳輸時，信道資源可為其他用戶所用。采用動態(tài)分配資源的方式，可克服預分配資源方式（TDM及FDM）的缺點。在STDM方式中，各用戶數(shù)據(jù)在通信信道上隨機地互相交織傳輸。為便于接收端能識別來自不同用戶終端的數(shù)據(jù)，發(fā)送端需要在用戶數(shù)據(jù)之前加上終端號或子信道號，常稱為標記多路復用技術（2）統(tǒng)計時分復用（STDM）多路復用技術3.碼分多路復用

在頻分復用或時分復用方式中，不同的用戶分別占用不同的頻帶或時隙來進行通信。在碼分復用方式中，依靠不同的地址碼來區(qū)分不同的用戶，所有的用戶使用相同的頻率和相同的時間在同一地區(qū)通信。返回多路復用技術3.碼分多路復用返回2.3.3同步技術通信過程中信號處理和傳輸都在規(guī)定的時隙內(nèi)進行，幀同步是實現(xiàn)時分多路通信必不可少的條件之一。1.同步使系統(tǒng)的收發(fā)兩端在時間上和頻率上保持步調(diào)一致。2.同步系統(tǒng)的基本要求同步誤差小相位抖動小同步建立時間短保持時間長等2.3.3同步技術通信過程中信號處理和傳輸都在規(guī)定的時隙同步技術3.同步技術分類載波同步位同步（碼元同步）幀同步（群同步）網(wǎng)同步4.同步方式（按傳輸同步信息方式）外同步法自同步法

返回同步技術3.同步技術分類返回2.3.4數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，為了擴大傳輸容量和提高傳輸效率，常需要將若干個低速數(shù)字信號合并成一個高速數(shù)字信號流，以便在高速信道中傳輸；在到達接收端后，再把這個高速數(shù)字信號流分解還原成為相應的各個低速數(shù)字信號。2.3.4數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術1.數(shù)字復接系統(tǒng)數(shù)字復接系統(tǒng)的組成框圖如圖2-8所示。

（1）數(shù)字復接器位于發(fā)送端，由定時、碼速調(diào)整和復接單元組成。（2）數(shù)字分接器位于收信端，由同步、定時、分接和碼速恢復等單元組成。數(shù)字復接技術1.數(shù)字復接系統(tǒng)數(shù)字復接技術2.數(shù)字復接方法（1）同步復接復接器各輸入支路數(shù)字信號相對于本機定時信號是同步的，稱同步復接，只需相位調(diào)整即可實施復接。（2）異步復接若復接器各輸入支路數(shù)字信號相對于本機定時信號是異步的，稱為異步復接；需要對各個支路進行頻率和相位調(diào)整，使之成為同步的數(shù)字信號，然后實施同步復接。數(shù)字復接技術2.數(shù)字復接方法數(shù)字復接技術3.數(shù)字信號的復接方式數(shù)字信號的復接要解決的問題：同步：是把若干數(shù)碼率不同的支路數(shù)字信號速率按一定規(guī)則，調(diào)整到一致且保持固定的相位關系。

復接：把已同步的數(shù)字信號按時分復用方式，合并為一個高速數(shù)字信號序列。

數(shù)字復接技術3.數(shù)字信號的復接方式數(shù)字復接技術復接方式分類：按位復接：按位復接的方式每次復接一位碼。

按字復接：按字復接方式每次復接取一個支路的8位碼，各個支路的碼輪流被復接。

按幀復接：按幀復接方式以幀為單位進行復接，即依次復接每個基群的一幀碼。

數(shù)字復接技術復接方式分類：數(shù)字復接技術4.數(shù)字復接系列

數(shù)字復接按照一定的規(guī)定速率，從低速到高速分級進行，其中某一級的復接是把一定數(shù)目的具有較低規(guī)定速率的數(shù)字信號，合并成為一個具有較高規(guī)定速率的數(shù)字信號。該數(shù)字信號在更高一級的數(shù)字復接中，與具有同樣速率的其他數(shù)字信號作進一步的合并，成為更高規(guī)定速率的數(shù)字信號。數(shù)字復接技術4.數(shù)字復接系列數(shù)字復接技術ITU推薦了兩類數(shù)字速率系列和數(shù)字復接等級：①中國、歐洲采用的2.048Mbit/s（即30／32路PCM）作基群的數(shù)字速率系列。②北美和日本采用的1.544Mbit/s（24路PCM）。返回數(shù)字復接技術ITU推薦了兩類數(shù)字速率系列和數(shù)字復接等級：返回2.3.5同步數(shù)字系列（SDH）1.準同步數(shù)字系列（PDH）

脈沖編碼調(diào)制（PCM）技術在復接成一次群時，采用同步復接。但在復接成二、三、四次群時采用準同步（異步）復接。為復接方便，對各支路比特流之間的異步范圍作了規(guī)定，這種對傳輸速率偏差的約束即為準同步工作。相應的傳輸速率稱為準同步數(shù)字系列（PDH）。2.3.5同步數(shù)字系列（SDH）1.準同步數(shù)字系列（PPDH和SDH2.同步數(shù)字系列（SDH）

SDH是一套可進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的標準化數(shù)字信號結構等級。其不僅適于光纖通信，也適于微波通信和衛(wèi)星通信傳輸?shù)募夹g體制。在傳送網(wǎng)中，SDH大大提高了網(wǎng)絡資源利用率，并顯著降低了管理和維護費用，實現(xiàn)了靈活、可靠和高效的網(wǎng)絡運行與維護。返回PDH和SDH2.同步數(shù)字系列（SDH）返回2.4

數(shù)字信號的基帶傳輸基帶是由消息轉(zhuǎn)換而來的原始信號所固有的頻帶，不搬移基帶信號的頻譜而直接進行傳輸?shù)姆绞椒Q為基帶傳輸?；鶐鬏斚到y(tǒng)所涉及的技術問題包括：信號類型（傳輸碼型）、碼間串擾、實現(xiàn)無串擾傳輸?shù)睦硐霔l件以及如何克服和減少碼間串擾的具體措施等

。返回2.4數(shù)字信號的基帶傳輸基帶是由消息轉(zhuǎn)換而來的原始信號所2.4.1

數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.基帶傳輸基帶信號頻率較低，很難實現(xiàn)遠距離傳輸。基帶信號包含的頻譜成分很寬，而能用于基帶傳輸?shù)男诺烙邢蕖?.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)組成數(shù)字信號基帶傳輸系統(tǒng)的基本構成如圖2-9所示。

2.4.1數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.基帶傳輸數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕夹g內(nèi)容采用數(shù)字復接技術，以擴大傳輸容量，提高傳輸效率；選用合適的線路傳輸碼型，以實現(xiàn)無失真?zhèn)鬏?。采用再生中繼技術解決衰減、雜音、畸變、串音等問題，增長傳輸距離。擴大頻帶寬度，提高通信容量。

返回數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕夹g內(nèi)容返回2.4.2再生中繼與均衡技術1.再生中繼對基帶信號進行均衡和放大，對已失真信號進行判決，再生出與發(fā)送信號相同的標準波形。2.均衡對傳輸系統(tǒng)中的線性失真進行補償或者校正的過程。①頻域均衡②時域均衡返回2.4.2再生中繼與均衡技術1.再生中繼返回2.4.3基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型對傳輸碼型的要求：傳輸信號的頻譜中不應有直流分量。碼型中應包含定時信息（以利于定時信息的提?。４a型變換設備要簡單可靠。碼型應具有一定檢錯能力。編碼方案對發(fā)送消息類型不應有任何限制（與信源統(tǒng)計特性無關的特性稱為對信源具透明性）。如圖2-10所示。返回2.4.3基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型對傳輸碼型的要求：返回2.5調(diào)制技術調(diào)制是對信號源的編碼信息進行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程。調(diào)制的目的是將基帶信號的頻譜搬移到適合傳輸?shù)念l帶上，并提高信號的抗干擾能力。

返回2.5調(diào)制技術調(diào)制是對信號源的編碼信息進行處理，使其變?yōu)?.5.1

調(diào)制的基本概念1.調(diào)制的作用①將基帶信號變?yōu)閹ㄐ盘?；②提高信道傳輸時的抗干擾能力。調(diào)制的實質(zhì)是進行頻譜變換，一般過程如圖2-11所示。2.5.1調(diào)制的基本概念1.調(diào)制的作用調(diào)制的基本概念2.調(diào)制的種類調(diào)制過程中，頻譜搬移以某正弦波為載波（其頻率遠高于調(diào)制信號頻率），基帶信號調(diào)制到載波上。載波是一個確知的周期性波形，有振幅、載波角頻率和初始相位等參量，可被獨立地調(diào)制。最基本的調(diào)制體制有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)制的基本概念2.調(diào)制的種類調(diào)制的基本概念模擬調(diào)制：幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）、相位調(diào)制（PM）數(shù)字調(diào)制：幅度鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、絕對相移鍵控（PSK）、相對（差分）相移鍵控（DPSK）調(diào)制的基本概念模擬調(diào)制：調(diào)制的基本概念3.解調(diào)方式

非相干解調(diào)：不需要同步載波。相干解調(diào)：誤碼率比非相干解調(diào)低，其需要在接收端從信號中提取出相干載波（與發(fā)送端同頻同相的載波），設備相對較復雜。返回調(diào)制的基本概念3.解調(diào)方式返回2.5.2模擬調(diào)制技術模擬調(diào)制模擬調(diào)制是指用來自信源的基帶模擬信號去調(diào)制某個載波。在模擬調(diào)制中，通常利用正弦高頻信號作為傳送消息的載體，稱為載波信號。模擬調(diào)制系統(tǒng)分為：幅度調(diào)制（調(diào)幅）：載波信號的幅度隨基帶信號成比例地變化。角度調(diào)制（調(diào)頻和調(diào)相）：載波信號的頻率或相位隨基帶信號成比例地變化。2.5.2模擬調(diào)制技術模擬調(diào)制模擬調(diào)制技術1.線性調(diào)制

已調(diào)信號的頻譜結構是調(diào)制信號頻譜的平移，或平移后再經(jīng)過濾波除去不需要的頻譜分量。線性調(diào)制主要包括：標準調(diào)幅（AM）單邊帶（SSB）調(diào)幅雙邊帶（DSB）調(diào)幅殘留邊帶（VSB）調(diào)幅模擬調(diào)制技術1.線性調(diào)制模擬調(diào)制技術（1）標準調(diào)幅（AM）在調(diào)幅體制中，基帶調(diào)制信號電壓峰值和被調(diào)載波峰值之比稱為調(diào)幅度，調(diào)幅度最大為100%。標準調(diào)幅信號包絡與其基帶調(diào)制信號的波形相同，可用包絡檢波法解調(diào)調(diào)幅信號。標準調(diào)幅信號中載波分量不攜帶基帶信號的信息，但占用信號中的大部分功率，傳輸效率低。如圖2-12所示。模擬調(diào)制技術（1）標準調(diào)幅（AM）模擬調(diào)制技術（2）雙邊帶（DSB）調(diào)幅若抑制調(diào)幅信號中的載波，已調(diào)信號頻譜中含上下兩個邊帶（無載波分量），得到雙邊帶信號。DSB信號和AM信號相比，可節(jié)省大部分發(fā)送功率，但在接收端需恢復載頻，增大了接收設備的復雜性。模擬調(diào)制技術（2）雙邊帶（DSB）調(diào)幅模擬調(diào)制技術（3）單邊帶（SSB）調(diào)幅在雙邊帶信號中，上下兩個邊帶攜帶相同的基帶信息，形成重復傳輸，若僅傳輸上邊帶或下邊帶，可得到單邊帶信號。SSB信號在功率和頻帶利用率方面具有優(yōu)越性，但在接收端解調(diào)時仍需恢復載頻，此外，在發(fā)送端為了濾出單邊帶信號，要求濾波器的邊緣很陡峭（有時較難實現(xiàn)）。模擬調(diào)制技術（3）單邊帶（SSB）調(diào)幅模擬調(diào)制技術（4）殘留邊帶（VSB）調(diào)幅殘留邊帶調(diào)制信號的頻譜介于雙邊帶和單邊帶信號之間，并且含有載波分量。VSB能避免上述單邊帶調(diào)制的缺點，特別適合用于包含直流分量和很低頻率分量的基帶信號。

模擬調(diào)制技術（4）殘留邊帶（VSB）調(diào)幅模擬調(diào)制技術2.非線性調(diào)制（角度調(diào)制）高頻載波的振幅保持不變，而載波信號的角度隨基帶信號而變化。①頻率調(diào)制（調(diào)頻）：調(diào)頻讓瞬時頻率偏移或隨調(diào)制信號而變化，即把調(diào)制信號調(diào)制到載波的瞬時頻率上。②相位調(diào)制（調(diào)相）：調(diào)相讓瞬時相位偏移φ（t）隨調(diào)制信號而變化，即把調(diào)制信號調(diào)制到載波的瞬時相位上。模擬調(diào)制技術2.非線性調(diào)制（角度調(diào)制）模擬調(diào)制技術角度調(diào)制與幅度調(diào)制的區(qū)別：基帶信號頻譜與已調(diào)信號頻譜為非線性關系，對信號的運算不能應用疊加原理。已調(diào)信號比基帶信號的帶寬大?？乖肼曅阅鼙确日{(diào)制強。返回模擬調(diào)制技術角度調(diào)制與幅度調(diào)制的區(qū)別：返回2.5.3基本數(shù)字調(diào)制技術

數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號去改變高頻載波的參數(shù)，實現(xiàn)基帶信號變換為頻帶信號的過程，在該過程中，信號頻譜由原來的低頻信號搬移到高頻段。數(shù)字解調(diào)：把數(shù)字頻帶信號恢復成原來數(shù)字基帶信號的過程，該信號中的頻譜由高頻段恢復到原來的基帶信號的低頻段。2.5.3基本數(shù)字調(diào)制技術數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號去改基本數(shù)字調(diào)制技術1.數(shù)字調(diào)制的基本概念數(shù)字調(diào)制（鍵控）：將數(shù)字信息碼元的脈沖序列視為“電鍵”對載波的參數(shù)進行控制。幅度鍵控（ASK）頻移鍵控（FSK）相移鍵控（PSK）正交幅度調(diào)制（QAM）等基本數(shù)字調(diào)制技術1.數(shù)字調(diào)制的基本概念基本數(shù)字調(diào)制技術2.二進制數(shù)字調(diào)制

二進制振幅鍵控（2ASK）二進制頻移鍵控（2FSK）二進制相移鍵控（2PSK）如圖2-13所示?；緮?shù)字調(diào)制技術2.二進制數(shù)字調(diào)制基本數(shù)字調(diào)制技術（1）二進制幅度鍵控（2ASK）屬于線性調(diào)制，以基帶數(shù)據(jù)信號控制一個載波的振幅，稱幅度鍵控（或振幅鍵控），又稱數(shù)字調(diào)幅，簡寫為ASK。（2）二進制頻移鍵控（2FSK）利用載波的頻率變換來傳遞數(shù)字信號。在二進制情況下，“1”對應于載波頻率f1，“0”對應于載波頻率f2。如圖2-14所示?；緮?shù)字調(diào)制技術（1）二進制幅度鍵控（2ASK）基本數(shù)字調(diào)制技術（3）二進制相移鍵控（2PSK和2DPSK）利用載波振蕩的相位變化來傳遞信息，分為絕對調(diào)相（PSK）和相對調(diào)相（DPSK）。2PSK用二進制數(shù)字信號控制載波的兩個相位，即利用載波相位（指初相）的絕對值來表示數(shù)字信號。2DPSK指二進制相對調(diào)相（二進制差分相移鍵控），利用相鄰碼元載波相位的相對變化表示數(shù)字信號。如圖2-15所示?；緮?shù)字調(diào)制技術（3）二進制相移鍵控（2PSK和2DPSK）基本數(shù)字調(diào)制技術3.多進制數(shù)字調(diào)制

用多進制數(shù)字調(diào)制是有效提高傳輸效率的有效方法。多進制數(shù)字調(diào)制信號：M進制幅度鍵控（MASK）M進制頻移鍵控（MFSK）M進制相移鍵控（MPSK）基本數(shù)字調(diào)制技術3.多進制數(shù)字調(diào)制基本數(shù)字調(diào)制技術（1）多進制數(shù)字調(diào)制的特點（與二進制數(shù)字調(diào)制對比）碼元速率相同時，可提高信息速率。信息速率相同時，可降低碼元速率，提高傳輸可靠性。在接收機輸入信噪比相同時，誤碼率高，設備復雜。在信噪比相同時，多相調(diào)制的相數(shù)越多，誤碼率越高。已調(diào)波相量點數(shù)相同時，正交幅度調(diào)制（MQAM）、相移鍵控（M-PSK）、幅度鍵控（M-ASK）的誤碼率依次增高?；緮?shù)字調(diào)制技術（1）多進制數(shù)字調(diào)制的特點（與二進制數(shù)字調(diào)制基本數(shù)字調(diào)制技術（2）多進制數(shù)字相位調(diào)制多進制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相制，相數(shù)愈多傳輸速率愈高，但相鄰載波之間的相位差愈小，還將使得接收時的誤碼率增加，且增加了設備的復雜性。如圖2-16所示。返回基本數(shù)字調(diào)制技術（2）多進制數(shù)字相位調(diào)制返回2.5.4現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術

1.正交幅度調(diào)制（QAM）QAM是利用多進制幅度鍵控（MASK）和正交載波調(diào)制相結合產(chǎn)生的調(diào)制方法。QAM由兩路獨立的兩個載波調(diào)制合成得到，即利用同相載波傳送一路ASK信號、利用正交載波傳送另一路ASK信號，然后合成信號，來提高頻帶利用率。2.5.4現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術1.正交幅度調(diào)制（QAM）現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術MQAM信號是一種幅度、相位復合調(diào)制信號，M表示已調(diào)波的狀態(tài)數(shù)（是信號電平數(shù)的平方），不同狀態(tài)與不同的幅度和相位相對應。如圖2-17所示?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術MQAM信號是一種幅度、相位復合調(diào)制信號，M現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術2.高斯最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制

最小頻移鍵控（MSK）是相位連續(xù)的二進制頻移鍵控（2FSK）的一個改進。MSK具有正交信號的最小頻差，調(diào)制指數(shù)h=0.5，相鄰碼元交界處的相位保持連續(xù)。MSK的頻帶利用率高，帶外功率很小，抗噪聲性能相當于2PSK，得到廣泛應用?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術2.高斯最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術MSK調(diào)制方式的主要優(yōu)點：信號具有恒定的包絡信號的功率譜在帶外衰減快MSK調(diào)制信號如圖2-18所示?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術MSK調(diào)制方式的主要優(yōu)點：現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術3.正交頻分復用（OFDM）

一種采用多進制、多載波、并行傳輸?shù)念l分復用調(diào)制體制。（1）OFDM的基本概念基本思想：其把一段串行的數(shù)據(jù)流變成N組低速并行的數(shù)據(jù)流，分別調(diào)制到不同的載頻上并行傳輸，即把一個寬帶信道上的整個頻帶分成N個子頻帶，每個數(shù)據(jù)流占用一個子帶，每個子帶有一個載波，各個子帶完全獨立，所有子帶都可以獨立調(diào)制。現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術3.正交頻分復用（OFDM）現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術工作原理：輸入數(shù)據(jù)信元的速率為R，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后，分成M個并行的子數(shù)據(jù)流，每個子數(shù)據(jù)流的速率為R/M，在每個子數(shù)據(jù)流中的若干個比特分成一組，每組的數(shù)目取決于對應子載波上的調(diào)制方式，如PSK、QAM等?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術工作原理：輸入數(shù)據(jù)信元的速率為R，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術（2）OFDM的主要特點為提高頻帶利用率和增大傳輸速率，各路子載波的已調(diào)信號有部分重疊。各路已調(diào)信號嚴格正交，以便接收端能完全分離出各路信號；每路子載波的調(diào)制為多進制調(diào)制。每路子載波的調(diào)制體制可不同（如PSK、QAM等），并可為適應信道的變化而自適應地改變。返回現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術（2）OFDM的主要特點返回2.6差錯控制技術

通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標是通信的有效性和可靠性。由于信道傳輸特性不理想以及加性噪聲的影響，所接收到的信息不可避免地會發(fā)生錯誤，從而影響傳輸系統(tǒng)的可靠性。

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼器分為信源編碼（解決通信的有效性問題）和信道編碼（解決通信的可靠性問題）。信道編碼又稱差錯控制編碼（或糾錯編碼），是針對傳輸信道不理想而采取的提高數(shù)字傳輸可靠性的一種措施。返回2.6差錯控制技術通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標是通信的有效性2.6.1

差錯控制的概念差錯控制編碼是針對傳輸信道不理想而采取的提高數(shù)字傳輸可靠性的一種措施。為了抑制信道噪聲對信號的干擾，往往還需要對信號進行再編碼，編碼成在接收端不易為干擾所弄錯的形式。所以，差錯控制編碼有時又稱為糾錯編碼。2.6.1差錯控制的概念差錯控制編碼是針對傳輸信道不理想而差錯控制的概念1.差錯的分類：隨機差錯：由隨機噪聲導致，表現(xiàn)為獨立的、稀疏的和互不相關發(fā)生的差錯。突發(fā)差錯：相對集中出現(xiàn)，即在短時段內(nèi)有很多錯碼出現(xiàn)，而在其間有較長的無錯碼時間段，例如由脈沖干擾引起的錯碼。差錯控制的概念1.差錯的分類：差錯控制的概念2.差錯控制的概念在進行數(shù)據(jù)傳輸時，應采用一定的方法發(fā)現(xiàn)差錯并糾正差錯，該過程稱為差錯控制。在差錯控制編碼技術中，編碼器根據(jù)輸入信息碼元產(chǎn)生相應的監(jiān)督碼元，實現(xiàn)對差錯進行控制，而譯碼器主要是進行檢錯與糾錯。差錯控制編碼具備檢錯和糾錯能力，是因為在被傳輸?shù)男畔⒅懈郊恿艘恍┤哂啻a（即監(jiān)督碼元），在兩者之間建立了某種校驗關系。

差錯控制的概念2.差錯控制的概念差錯控制的概念3.差錯控制方式前向糾錯（FEC）檢錯重發(fā)（ARQ）反饋校驗（IRQ）混合糾錯（HEC）如圖2-19所示。返回差錯控制的概念3.差錯控制方式返回2.6.2差錯控制編碼1.差錯控制編碼分類（1）按編碼的不同功能分類檢錯碼糾錯碼糾刪碼2.6.2差錯控制編碼1.差錯控制編碼分類差錯控制編碼（2）按信息碼元和附加監(jiān)督碼元間的檢驗關系分類線性碼非線性碼（3）按信息碼元和附加監(jiān)督碼元間的約束關系分類分組碼卷積碼差錯控制編碼（2）按信息碼元和附加監(jiān)督碼元間的檢驗關系分類差錯控制編碼2.常用的差錯控制編碼

奇偶校驗碼：屬于檢錯碼，其編碼規(guī)則是先將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元進行分組，在分組數(shù)據(jù)后面附加一位監(jiān)督位，使得該組碼連同監(jiān)督位在內(nèi)的碼組中的“1”的個數(shù)為偶數(shù)（偶校驗）或奇數(shù)（奇校驗）。差錯控制編碼2.常用的差錯控制編碼差錯控制編碼循環(huán)冗余校驗（CRC）：常作為檢錯碼，是一種通過多項式除法運算檢測錯誤的方法。交織編碼：常用于無線通信，其目的是把一個由衰落造成的較長的突發(fā)差錯離散成隨機差錯，再用糾正隨機差錯的編碼（FEC）技術消除隨機差錯。差錯控制編碼循環(huán)冗余校驗（CRC）：常作為檢錯碼，是一種通過差錯控制編碼3.差錯控制編碼技術進展

（1）網(wǎng)格編碼調(diào)制其基本思想為：在帶限信道中，通信系統(tǒng)被設計成采用頻帶效率高的多電平多相位的調(diào)制方法；當編碼用于帶限信道時，通過增加符號數(shù)（相對于不編碼系統(tǒng)）提供編碼所需的冗余度，來達到不擴展帶寬而取得編碼增益的目標。差錯控制編碼3.差錯控制編碼技術進展差錯控制編碼（2）Turbo碼Turbo碼是一種采用重復迭代譯碼方式的并行級聯(lián)碼。Turbo碼采用軟輸入／軟輸出譯碼器，其編碼（特別是解碼）方法非常復雜。Turbo碼在加性白噪聲無記憶信道上及特定參數(shù)條件下，可達到接近誤碼率為零的極限傳輸性能。返回差錯控制編碼（2）Turbo碼返回數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念圖2-1數(shù)字通信系統(tǒng)的模型

返回數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念圖2-1數(shù)字通信系統(tǒng)的模型返回模擬信號的數(shù)字化處理圖2-2模擬信號與其對應的樣值序列

返回模擬信號的數(shù)字化處理圖2-2模擬信號與其對應的樣值序列模擬信號的數(shù)字化處理圖2-3典型非均勻量化特性（A律13折線壓縮特性）

返回模擬信號的數(shù)字化處理圖2-3典型非均勻量化特性（A律13折模擬信號的數(shù)字化處理圖2-4PCM原理框圖

返回模擬信號的數(shù)字化處理圖2-4PCM原理框圖返回圖像編碼技術圖2-5圖像壓縮系統(tǒng)的原理框圖返回圖像編碼技術圖2-5圖像壓縮系統(tǒng)的原理框圖返回多路復用技術

(a)頻分復用(b)時分復用圖2-6頻分多路復用和時分多路復用示意圖

返回多路復用技術(a)頻分復用多路復用技術圖2-7典型的時分復用多路通信系統(tǒng)——PCM通信

返回多路復用技術圖2-7典型的時分復用多路通信系統(tǒng)——PC數(shù)字復接技術圖2-8數(shù)字復接系統(tǒng)的組成

返回數(shù)字復接技術圖2-8數(shù)字復接系統(tǒng)的組成返回數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍顖D2-9數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖返回數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍顖D2-9數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖返回基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型圖2-10常用的兩電平傳輸碼

返回基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型圖2-10常用的兩電平傳輸碼返回調(diào)制的基本概念圖2-11調(diào)制的一般過程

返回調(diào)制的基本概念圖2-11調(diào)制的一般過程返回模擬調(diào)制技術圖2-12振幅調(diào)制示意圖

返回模擬調(diào)制技術圖2-12振幅調(diào)制示意圖返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-13二進制數(shù)字調(diào)制信號的基本波形

返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-13二進制數(shù)字調(diào)制信號的基本波基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-142FSK信號的典型波形返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-142FSK信號的典型波形返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-152DPSK的產(chǎn)生過程與基本波形

返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-152DPSK的產(chǎn)生過程與基本波基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-16數(shù)字相位調(diào)制的矢量圖

返回基本數(shù)字調(diào)制技術圖2-16數(shù)字相位調(diào)制的矢量圖返回現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術

圖2-17采用四相疊加法法合成16QAM信號矢量圖

返回現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術圖2-17采用四相疊加法法合成16現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術圖2-18MSK調(diào)制信號圖中，P2FSK（f）為不同調(diào)制指數(shù)時的2FSK功率譜特性

返回現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術圖2-18MSK調(diào)制信號返回差錯控制的概念圖2-19常用的差錯控制方式返回差錯控制的概念圖2-19常用的差錯控制方式返回第二版IntroductiontoModernCommunicationTechnology第二版Introductionto第2章通信網(wǎng)基礎技術《現(xiàn)代通信技術基礎》第2章課件本章學習目標理解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念。理解信源編碼中的信號處理過程。了解信道編碼中多路復用、復接與同步等技術應用。了解數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕獌?nèi)容。了解數(shù)字調(diào)制技術基本類型及應用。了解差錯控制編碼技術應用。

本章學習目標理解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念。內(nèi)容簡介2.1概述2.2信源編碼2.3信道復用2.4數(shù)字信號的基帶傳輸2.5調(diào)制技術2.6差錯控制技術

放映結束內(nèi)容簡介2.1概述放映結束內(nèi)容簡介2.1概述2.1.1通信系統(tǒng)研究的主要問題2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念

返回主目錄內(nèi)容簡介2.1概述返回主目錄內(nèi)容簡介2.2信源編碼2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理2.2.2語音編碼技術2.2.3圖像編碼技術

返回主目錄內(nèi)容簡介2.2信源編碼返回主目錄內(nèi)容簡介2.3信道復用2.3.1信道復用概述2.3.2多路復用技術2.3.3同步技術2.3.4數(shù)字復接技術2.3.5同步數(shù)字系列（SDH）

返回主目錄內(nèi)容簡介2.3信道復用返回主目錄內(nèi)容簡介2.4數(shù)字信號的基帶傳輸2.4.1數(shù)字信號傳輸?shù)幕靖拍?.4.2再生中繼與均衡技術2.4.3數(shù)字傳輸?shù)某Ｓ么a型

返回主目錄內(nèi)容簡介2.4數(shù)字信號的基帶傳輸返回主目錄內(nèi)容簡介2.5調(diào)制技術2.5.1調(diào)制的基本概念2.5.2模擬調(diào)制技術2.5.3基本數(shù)字調(diào)制技術2.5.4現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術

返回主目錄內(nèi)容簡介2.5調(diào)制技術返回主目錄內(nèi)容簡介2.6差錯控制技術2.6.1差錯控制的概念2.6.2差錯控制編碼

返回主目錄內(nèi)容簡介2.6差錯控制技術返回主目錄2.1

概述通信系統(tǒng)是構成各種通信網(wǎng)的基礎。數(shù)字通信已成為現(xiàn)代通信技術的主流。數(shù)字通信系統(tǒng)中融合了計算機軟硬件技術，是構成現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎。按照信道傳送信號的不同，通信可以分為模擬通信和數(shù)字通信。返回2.1概述通信系統(tǒng)是構成各種通信網(wǎng)的基礎。數(shù)字通信2.1.1

通信系統(tǒng)研究的主要問題模擬通信系統(tǒng)研究的主要問題：收發(fā)兩端的變換過程以及基帶信號的特性。調(diào)制與解調(diào)原理。信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊?。噪聲存在條件下的系統(tǒng)性能。2.1.1通信系統(tǒng)研究的主要問題模擬通信系統(tǒng)研究的主要問題通信系統(tǒng)研究的主要問題數(shù)字通信系統(tǒng)研究的主要問題：收發(fā)信端的變換過程、模擬信號數(shù)字化以及數(shù)字基帶信號的特性。數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理。信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊?。抗干擾編碼與解碼，即差錯控制編碼問題。保密通信問題。同步問題。返回通信系統(tǒng)研究的主要問題數(shù)字通信系統(tǒng)研究的主要問題：返回2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念

數(shù)字通信的特點：傳輸質(zhì)量高、抗噪聲性能強抗干擾能力強保密性好易于與現(xiàn)代技術相結合數(shù)字信號可壓縮設備體積小、重量輕

2.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信的特點：數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示。信源：把消息轉(zhuǎn)換成電信號的設備。信源編碼：基本部分是壓縮編碼，用以減小數(shù)字信號的冗余度，提高數(shù)字信號的有效性；部分系統(tǒng)還包含加密功能，即在壓縮后再進行保密編碼。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道編碼：在經(jīng)過信源編碼的信號中增加一些多余的字符，以求自動發(fā)現(xiàn)或糾正傳輸中發(fā)生的錯誤，其目的是提高信號傳輸?shù)目煽啃?。調(diào)制：目的是使經(jīng)過編碼的信號特性與信道的特性相適應，使信號經(jīng)過調(diào)制后能順利通過信道傳輸。多路復用：多路信號重復使用一條信道。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道編碼：在經(jīng)過信源編碼的信號中增加一數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道與噪聲：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種信道可歸入基帶信道和帶通信道兩類。數(shù)字信號經(jīng)過信道傳輸時，信道的傳輸特性以及進入信道的外部加性噪聲都將對數(shù)字信號加以影響。同步：數(shù)字通信系統(tǒng)中發(fā)送端和接收端之間需有共同的時間標準，使接收端獲知所收數(shù)字信號中每個符號（碼元）的準確起止時刻，從而同步地進行接收。返回數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念信道與噪聲：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種2.2信源編碼信源編碼：針對信源發(fā)送信息所進行的壓縮編碼。信源編碼處理的前提：模擬信號的數(shù)字化。壓縮編碼技術：為提高傳輸效率，在保證一定信號質(zhì)量的前提下，盡可能地去除或降低信號中冗余信息，以減小傳輸所用帶寬。返回2.2信源編碼信源編碼：針對信源發(fā)送信息所進行的壓縮編碼2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理

對時間連續(xù)和取值連續(xù)的原始語音和圖像等模擬信號，若以數(shù)字方式進行傳輸，在發(fā)送端應先進行模／數(shù)（A／D）變換，將原始信號轉(zhuǎn)換為時間離散和取值離散的數(shù)字信號2.2.1模擬信號的數(shù)字化處理對時間連續(xù)和取值連續(xù)的原模擬信號的數(shù)字化處理模擬信號數(shù)字化過程：①抽樣：用時間間隔確定的信號樣值序列來代替原在時間上連續(xù)的信號，在時間上將模擬信號離散化。②量化：用有限個幅度值來近似原連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量且有一定間隔的散值。③編碼：按一定規(guī)律，把量化后的信號編碼形成一個二進制數(shù)字碼組輸出。模擬信號的數(shù)字化處理模擬信號數(shù)字化過程：模擬信號的數(shù)字化處理1.抽樣

抽樣過程：將時間和幅度上都是連續(xù)的模擬信號在時間上離散化。抽樣目的：實現(xiàn)信號的時分多路復用。

如圖2-2所示。模擬信號的數(shù)字化處理1.抽樣模擬信號的數(shù)字化處理2.量化量化過程：抽樣把模擬信號變成了時間上離散的脈沖信號，但脈沖的幅度仍是連續(xù)的，還需進行離散化處理（即對幅值進行化零取整的處理），才能最終用數(shù)字來表示。量化方法：把樣值的最大變化范圍劃分成若干個相鄰的間隔。當某樣值落在某一間隔內(nèi)，其輸出數(shù)值就用此間隔內(nèi)的某一固定值來表示。模擬信號的數(shù)字化處理2.量化模擬信號的數(shù)字化處理（1）均勻量化

采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化。實際信號可看成量化輸出信號與量化誤差之和，量化失真率與最小量化間隔的平方成正比。量化失真在信號中的表現(xiàn)類似于噪聲，也有很寬的頻譜，被稱為量化噪聲，并用信噪比來衡量。均勻量化方式會造成大信號時的信噪比有余而小信號時的信噪比不足，且編碼位數(shù)多（語音信號需編11位碼），加大了編碼的復雜性，并對傳輸信道有更高的要求。模擬信號的數(shù)字化處理（1）均勻量化模擬信號的數(shù)字化處理（2）非均勻量化

實現(xiàn)：采用壓縮、擴張的方法，即在發(fā)送端對輸入信號先進行壓縮，再均勻量化；在接收端則進行相應的擴張?zhí)幚?。原理：量化級間隔隨信號幅度的大小自動調(diào)整。在不增大量化級數(shù)的條件下，非均勻量化能使信號在較寬動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達到要求。標準化的非均勻量化特性：A律13折線壓縮特性（我國采用，如圖2-3所示）和μ律15折線壓縮特性。模擬信號的數(shù)字化處理（2）非均勻量化模擬信號的數(shù)字化處理3.編碼編碼：將抽樣、量化后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼脈沖的過程。解碼：編碼的逆過程，將數(shù)字信號變?yōu)槟M信號（即把一個8位碼字恢復為一個樣值信號）的過程。模擬信號的數(shù)字化處理3.編碼模擬信號的數(shù)字化處理編碼的基本形式：線性編碼：與均勻量化特性對應的編碼碼組中各碼位的權值固定，不隨輸入信號的幅度變化。非線性編碼：具有非均勻量化特性的編碼碼組中各碼位的權值隨著輸入信號的幅度變化。模擬信號的數(shù)字化處理編碼的基本形式：模擬信號的數(shù)字化處理4.脈沖編碼調(diào)制（PCM）模擬信號經(jīng)過抽樣、量化、編碼完成A/D變換，稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。標準化的PCM碼組（電話語音）由8位碼組代表一個抽樣值。語音模擬信號在發(fā)送端經(jīng)過抽樣、量化和編碼后得到PCM信號，并經(jīng)過數(shù)字信道傳輸。在接收端，將收到的PCM碼（二進制碼組）通過濾波器濾去大量的高頻分量，還原成模擬語音信號。PCM原理如圖2-4所示。返回模擬信號的數(shù)字化處理4.脈沖編碼調(diào)制（PCM）返回2.2.2語音編碼技術信源編碼:將信號源中的多余信息去除，形成適合傳輸?shù)男盘?，以提高?shù)字通信傳輸?shù)挠行?。語音編碼:在保持一定算法復雜度和通信延時的前提下，利用盡可能少的信道容量，傳送質(zhì)量盡可能高的話音。方法的優(yōu)化：在算法復雜度和時延之間找到平衡點，并向更低比特率方移動該平衡點。2.2.2語音編碼技術信源編碼:將信號源中的多余信息語音編碼技術語音編碼的性能指標：語音質(zhì)量編碼速率信號延時算法復雜度語音編碼技術語音編碼的性能指標：語音編碼技術語音編碼方法：（1）波形編碼從語音信號波形出發(fā)，對波形的采樣值、預測值或預測誤差值進行編碼。以重建語音波形為目的，盡可能使重建波形接近原信號波形適應能力強，重建語音質(zhì)量好，但對編碼速率要求較高。能在64kbit/s至16kbit/s的速率上獲得較為滿意的語音質(zhì)量。語音編碼技術語音編碼方法：語音編碼技術①脈沖編碼調(diào)制（PCM）PCM是固定電話、長途中繼和光纖傳輸?shù)臉藴蚀a型，速率為64kbit/s，采用壓擴技術，即非均勻量化。②增量調(diào)制（DM）用一位編碼反映信號的增量是正或負的一種脈沖編碼調(diào)制，并出現(xiàn)了總和增量調(diào)制、數(shù)字音節(jié)壓擴增量調(diào)制和差分脈碼調(diào)制等改進方法。語音編碼技術①脈沖編碼調(diào)制（PCM）語音編碼技術③自適應差分編碼調(diào)制（ADPCM）綜合脈沖編碼調(diào)制和增量調(diào)制的特點，依據(jù)相鄰樣值的差值編碼的方式，有效地消除了語音信號中的冗余度，提高了編碼的有效性，速率為32kbit/s。④子帶編碼（SBC）對輸入模擬信號進行頻域分割的一種編碼方式，其優(yōu)點是各子帶可選擇不同的量化參數(shù)以分別控制它們的量化噪聲。語音編碼技術③自適應差分編碼調(diào)制（ADPCM）語音編碼技術⑤自適應變換編碼（ATC）將語音在時間上分段，每段取樣后經(jīng)數(shù)字正交變換轉(zhuǎn)至頻域（時域－頻域變換），取相應各組頻域系數(shù)，然后對系數(shù)進行量化、編碼和傳輸；對接收端則進行相反處理，以恢復時域信號，再將各時段信號連成語音，速率為12~16kbit/s。語音編碼技術⑤自適應變換編碼（ATC）語音編碼技術（2）參量編碼在語音信號某特征空間抽取特征參量，構造語音信號模型，利用參量量化過程生成碼字進行傳輸，在接收端利用碼字重建語音信號一種編碼方式。根據(jù)從語音段中提取的參數(shù)，在接收端合成一個新的聲音相似（但波形不盡相同）的語音信號，實現(xiàn)該過程的系統(tǒng)稱聲碼器。語音編碼技術（2）參量編碼語音編碼技術參量編碼應用于利用無線信道的移動通信等設備：①RPE-LTP（規(guī)則脈沖激勵長時預測編碼）

---用于GSM移動通信②CELP（碼本激勵線性預測編碼）

---用于CDMA（IS-95）移動通信返回語音編碼技術參量編碼應用于利用無線信道的移動通信等設備：返回2.2.3

圖像編碼技術圖像通信的特點:通信效率高形象逼真便于記錄功能齊全信息量大，占用頻帶寬2.2.3圖像編碼技術圖像通信的特點:圖像編碼技術圖像信息量大而所需傳輸帶寬和存儲空間多，壓縮數(shù)字圖像信號編碼速率為圖像處理首要任務。模擬方式下傳輸一路電話信號，需一條帶寬為4kHz的模擬話路；而一路標準電視信號的帶寬是6MHz，需要1000條以上的模擬話路。數(shù)字方式下傳輸一路電話信號，只需一條64kbit/s的數(shù)字話路，而采用8位線性碼的一路數(shù)字電視信號的編碼速率為2×6×106×8=96Mbit/s，需要1000條以上的數(shù)字話路。圖像編碼技術圖像信息量大而所需傳輸帶寬和存儲空間多，壓縮數(shù)字圖像編碼技術模擬圖像通信的特點：占用的頻帶寬。需采用相位均衡器解決模擬信道中傳輸時線性相位特性問題圖像信號在相鄰幀的對應位置間及在同一幀的相鄰位置間，具有很強的相關性。圖像信息量大，而模擬信號壓縮方法的壓縮率很小，且對圖像質(zhì)量的影響較大。模擬圖像信號傳輸時有噪聲積累效應，使圖像傳輸劣化。

圖像編碼技術模擬圖像通信的特點：圖像編碼技術數(shù)字圖像通信的特點：可多次中繼而不致引起噪聲嚴重積累：適于多次中繼的遠距離圖像通信，也適于在存儲中的多次復制。有利于采用壓縮編碼技術：在一定的信道頻帶條件下可獲得比模擬傳輸更高的通信質(zhì)量；可采用抗干擾編碼技術，提高抗干擾性能；易于實現(xiàn)保密通信。體積小、功耗低。易與聯(lián)網(wǎng)，便于綜合業(yè)務的應用。占用信道頻帶較寬等缺點。圖像編碼技術數(shù)字圖像通信的特點：圖像編碼技術圖像信號及其數(shù)字化：

平面運動圖像信息首先表現(xiàn)為光的強度或灰度，其隨著平面坐標、光的波長和時間而變化。若只考慮光的能量而不考慮光的波長，在視覺效果上只有黑白深淺之分而無色彩變化，該圖像稱黑白圖像；對于彩色圖像，任一彩色可分解成紅、綠、藍3種基色。圖像編碼技術圖像信號及其數(shù)字化：圖像編碼技術在處理圖像前，需先將代表圖像的連續(xù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散信號，該過程稱為圖像信號的數(shù)字化。圖像信號數(shù)字化處理過程：①抽樣②量化圖像編碼技術在處理圖像前，需先將代表圖像的連續(xù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散圖像編碼技術圖像壓縮編碼原理：圖像中存在信息冗余，是可以對其進行壓縮的前提條件；圖像雖含有大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)是高度相關的。大量的冗余信息（空間冗余、時間冗余、結構冗余、編碼冗余等）存在于一幅圖像內(nèi)部以及視頻序列中，為圖像壓縮編碼提供了依據(jù)。圖像編碼技術圖像壓縮編碼原理：圖像編碼技術若能夠去除這些冗余信息，使用盡量少的比特數(shù)來表示和重建圖像，就可實現(xiàn)圖像的壓縮。圖像壓縮原理如圖2-5所示。圖像編碼技術若能夠去除這些冗余信息，使用盡量少的比特數(shù)來表示圖像編碼技術圖像壓縮編碼的核心思想：①消除像素點間數(shù)據(jù)的相關性。②利用人眼的視覺生理特征和圖像的概率統(tǒng)計模型進行自適應量化編碼。圖像編碼技術圖像壓縮編碼的核心思想：圖像編碼技術數(shù)字圖像壓縮編碼的主要國際標準：靜止圖像編碼標準：JPEG、JPEG-2000等；活動圖像編碼標準：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7多媒體會議標準：H.261、H.263等；返回圖像編碼技術數(shù)字圖像壓縮編碼的主要國際標準：返回2.3信道復用

信道復用：多個用戶同時使用同一信道進行通信。為區(qū)分在一條鏈路上的多個用戶的信號，理論上可采用正交劃分的方法，即凡是在理論上正交的多個信號，在同一條鏈路上傳輸?shù)浇邮斩撕?，都可能利用其正交性完全區(qū)分開。返回2.3信道復用信道復用：多個用戶同時使用同一信道進行通2.3.1

信道復用概述1.多路復用

頻分復用（FDM）時分復用（TDM）碼分復用（CDM）空分復用（SDM）波分復用（WDM）極化復用2.3.1信道復用概述1.多路復用信道復用概述2.多路復接復接：每條鏈路的多個信道分配給不同用戶使用，從而提高了鏈路的利用率，滿足幾個多路傳輸?shù)木W(wǎng)或鏈路間的互連。復接技術：為了解決來自若干條鏈路的多路信號的合并和區(qū)分。目前大容量鏈路的復接基本為時分復用（TDM）信號的復接信道復用概述2.多路復接信道復用概述3.

多址接入多路復用（復接）中，用戶是固定接入（或半固定接入）的，網(wǎng)絡資源預先分配給各用戶共享。多址接入時，網(wǎng)絡資源通常是動態(tài)分配的，且可由用戶在遠端隨時提出共享要求。多址技術：頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址、極化多址，以及其他利用信號統(tǒng)計特性復用的多址技術等。

返回信道復用概述3.多址接入返回2.3.2多路復用技術多路復用技術：在同一信道中傳遞多路信號而互相不干擾，以提高信道利用率。根據(jù)信號在頻率、時間、碼型等參量上的不同，將各路信號復用在同一信道中進行傳輸。該技術含復用、傳輸和分離三個過程。多個復用系統(tǒng)的再復用和解復用稱為復接和分接。常用多路復用技術：頻分復用（FDM）

時分復用（TDM）

碼分復用（CDM）等如圖2-6所示。2.3.2多路復用技術多路復用技術：在同一信道中傳遞多路多路復用技術1.頻分復用頻分復用將傳輸媒介的頻帶資源劃分為多個子頻帶，分別分配給不同的用戶形成各自的傳輸子通路。頻分復用（FDM）適用于模擬信號的傳輸，主要用于長途載波電話、立體聲調(diào)頻、電視廣播和空間遙測等方面。頻分多路復用設備復雜，成本較高，目前正逐步被時分多路復用所替代。

多路復用技術1.頻分復用多路復用技術2.時分復用時分復用技術按規(guī)定的間隔在時間上相互錯開，在一條公共通道上傳輸多路信號，其理論基礎是抽樣定理，必要條件是定時與同步。時分復用（TDM）是在固定電話網(wǎng)中被廣泛采用的一種標準體制。多路復用技術2.時分復用多路復用技術（1）同步時分復用（TDM）同步時分復用按時隙來發(fā)送和接收信息，各用戶僅在被分配的時間段（時隙）使用傳輸媒介傳送信息。收發(fā)兩端的時分復用器應保持嚴格的同步。幀是指傳輸一段具有固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)所占用的時間。各種信號（包括加入的定時、同步等信號）嚴格按時間關系進行，該時間關系稱為幀結構。多路復用技術（1）同步時分復用（TDM）多路復用技術時分復用的基本條件：①各路信號必須組成幀；②一幀應分為若干時隙；③在幀結構中必須有幀同步碼；④允許各路輸入信號的抽樣速率（時鐘）有少許誤差。典型的時分復用系統(tǒng)如圖2-7所示。多路復用技術時分復用的基本條件：多路復用技術例：PCM30／32路系統(tǒng)的幀結構。為確保接收端能將離散的數(shù)字信號還原成連續(xù)的模擬信號，取樣頻率需采用8000Hz，即每隔125μs取樣一次，該時間間隔稱為一幀。

PCM時分通信把125μs時間分成許多小段，每一路占一段時間（時隙），路數(shù)越多，每路時隙就越小。PCM30／32將整個系統(tǒng)分為32個路時隙，其中30個路時隙分別用來傳送30路話音信號，1個路時隙用來傳送幀同步碼，1個路時隙用來傳送信令碼。多路復用技術例：PCM30／32路系統(tǒng)的幀結構。多路復用技術（2）統(tǒng)計時分復用（STDM）STDM是當用戶有數(shù)據(jù)需要傳輸時，才分配線路資源；當該用戶無數(shù)據(jù)傳輸時，信道資源可為其他用戶所用。采用動態(tài)分配資源的方式，可克服預分配資源方式（TDM及FDM）的缺點。在STDM方式中，各用戶數(shù)據(jù)在通信信道上隨機地互相交織傳輸。為便于接收端能識別來自不同用戶終端的數(shù)據(jù)，發(fā)送端需要在用戶數(shù)據(jù)之前加上終端號或子信道號，常稱為標記多路復用技術（2）統(tǒng)計時分復用（STDM）多路復用技術3.碼分多路復用

在頻分復用或時分復用方式中，不同的用戶分別占用不同的頻帶或時隙來進行通信。在碼分復用方式中，依靠不同的地址碼來區(qū)分不同的用戶，所有的用戶使用相同的頻率和相同的時間在同一地區(qū)通信。返回多路復用技術3.碼分多路復用返回2.3.3同步技術通信過程中信號處理和傳輸都在規(guī)定的時隙內(nèi)進行，幀同步是實現(xiàn)時分多路通信必不可少的條件之一。1.同步使系統(tǒng)的收發(fā)兩端在時間上和頻率上保持步調(diào)一致。2.同步系統(tǒng)的基本要求同步誤差小相位抖動小同步建立時間短保持時間長等2.3.3同步技術通信過程中信號處理和傳輸都在規(guī)定的時隙同步技術3.同步技術分類載波同步位同步（碼元同步）幀同步（群同步）網(wǎng)同步4.同步方式（按傳輸同步信息方式）外同步法自同步法

返回同步技術3.同步技術分類返回2.3.4數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，為了擴大傳輸容量和提高傳輸效率，常需要將若干個低速數(shù)字信號合并成一個高速數(shù)字信號流，以便在高速信道中傳輸；在到達接收端后，再把這個高速數(shù)字信號流分解還原成為相應的各個低速數(shù)字信號。2.3.4數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術1.數(shù)字復接系統(tǒng)數(shù)字復接系統(tǒng)的組成框圖如圖2-8所示。

（1）數(shù)字復接器位于發(fā)送端，由定時、碼速調(diào)整和復接單元組成。（2）數(shù)字分接器位于收信端