北邮版 数字通信原理 第五章
(通信原理课件)第五章
2、HDB3码 HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它 是AMI码的一种改进型，其目的是为了保 持AMI码的优点而克服其缺点， 使连“0” 个数不超过3个。其编码规则如下： （1）当信码的连“0”个数不超过3时， 仍按AMI码的规则编码，即传号极性交替；
《通信原理课件》
（2）当连“0”个数超过3时，出现4 个或4个以上连“0串时，”则将每4个 连“0”小段的第4个“0”变换为非“0” 脉冲，用符号V表示，称之为破坏脉冲。 而原来的二进制码元序列中所有 的 “1”码 称为信码，用符号B表示。当信 码序列中加入破坏脉冲以后，信码B与 破坏脉冲 V 的正负极性必须满足如下 两个条件：
《通信原理课件》
交替使用。 4、双相码
双相码又称Manchester码，即曼彻斯 特码。它的特点是每个码元用两个连续 极性相反的脉冲来表示。
《通信原理课件》
5、密勒（Miller）码
密勒码又称延迟调制码，它是双相码 的一种变形。编码规则如下：“1”码用 “10”或“01”表示。“0”码分两种情形 处 理 ： 对 于 单 个 “ 0” 时 ， 用 “ 11” 或 “00”表示。要求在码元持续时间内不 出现跃变，且与相邻码元的边界处也不 跃变；对于连“0”时，用“00”与“11” 交替。要求在两个“0”码的边界处出现 跃变。
《通信原理课件》
6、CMI码 CMI 码是传号反转码的简称，其编
码规则为： “1”码交替用“00”和 “11”表示；“0”码用“01 ” 表示。 CMI 码的优点是没有直流分量，且有 频繁出现波形跳变，便于定时信息提 取，具有误码监测能力。
《通信原理课件》
5.2.2 基带波形的形成
在选择了合适的码型之后，尚需考虑 用什么形状的波形来表示所选择的码型。 上面介绍的各种常用码型都是以矩形脉 冲为基础的，我们知道矩形脉冲由于上 升和下降是突变的，其低频分量和高频 成分比较丰富，占用频带也比较宽。如 果信道带宽有限，采用以矩形脉冲为基 础的码型进行传输就不合适，而需要采 用更适合于信道传输的波形，
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 )
北邮信通院微机原理第五章
•优点：简单。增加 和减少部件都很容 易，便于系统的扩 充。
•缺点：对于所有的 部件都使用相同的 传输速度。
第九页，编辑于星期六：九点 六分。
总线的体系结构
BUPT
2、双总线结构：系统总线+局部总线
将一些需要高速数据传输的外设如网络适配器、 GUI图形板、多媒体接口等，直接通过局部总线与CPU 相连，使之与高速CPU相匹配。
③ 判决总线，包括总线判决（总线请求、总线
确认线）和中断判决线（中断请求线、中断响应
线）等。
第五页，编辑于星期六：九点 六分。
5.1 概述
BUPT
3、按照层次位置分类
① 片内总线：片内总线位于微处理器或I/O芯片内部。例如CPU 芯片中的内部总线，它是ALU单元和控制器等之间的信息通路。
② 片总线（元件级总线、芯片总线）：在印刷电路板上连接各芯片 之间的公共通路（如微机主板上连接各芯片的总线）。
第二十一页，编辑于星期六：九点 六分。
5.3 总线仲裁和握手技术
BUPT
仲裁器 将BB信号改为 仲裁器 发出BG信号 如果BB显示不忙，发出
“忙”，标识总线已经被 ，表示同意使用总线 BR信号，请求占用总线
占用。
的请求
主设备在请求控 制总线前，先测
试BB信号
第二十二页，编辑于星期六：九点 六分。
总线优先级仲裁算法须满足的要求
数据而产生的冲突。
▪ 当总线上有多个总线主设备并且同时要求控制总
线时，须决定将总线控制权交给哪一个主设备。 也即裁决哪个主设备可以控制总线。
▪ 取决于总线类型的不同，总线仲裁的方法可以有
多种不同的方法。基本的处理方法，是由总线仲 裁器来裁决哪个主设备可以控制总线。 ▪ 有时候，总线仲裁也称为总线判定。
通信原理课件第五章
0 1
0
11 00源自01215.3 基带数字信号的波形 基带数字信号的波形 传号差分码： 出现时， 传号差分码：当“1”出现时，电压即发生跳变；当“0”出 出现时 电压即发生跳变； 出
现时，电压不发生变化。 现时，电压不发生变化。
1 0
1
0
0 1
1
1
0
22
0 1 0 1 1 0 0 0 1
12
5.3 基带数字信号的波形 优点： 优点：简单 缺点： 缺点： ① 有直流分量； 有直流分量； 信号不出现跳变，不能提取位定时信息; ② 信号不出现跳变，不能提取位定时信息; 每个“ 和 相互独立， ③ 每个“1”和“0”相互独立，无检错能力； 相互独立 无检错能力； 单极性码传输时需要信道一端接地, ④ 单极性码传输时需要信道一端接地,只适 合用导线连接的各点之间做近距离传输, 合用导线连接的各点之间做近距离传输, 如机箱内, 如机箱内,不适用于两根芯线均不接地的 电缆传输； 电缆传输； 接收单极性码，判决电平为V/2 V/2， ⑤ 接收单极性码，判决电平为V/2，信道衰 减时，无最佳判决门限。 减时，无最佳判决门限。
17
5.3 基带数字信号的波形
归零码相邻脉冲间必有零电位区域存在。 归零码相邻脉冲间必有零电位区域存在。 相邻脉冲间必有零电位区域存在 因此， 因此，在接收端根据接收波形归于零电平便知 比特信息已收毕， 1比特信息已收毕，以准备下一比特信息的接 收。可以认为正负脉冲的前沿起了启动信号的 作用，后沿起了终止信号的作用。因此， 作用，后沿起了终止信号的作用。因此，可以 经常保持正确的比特同步。 经常保持正确的比特同步。即收发之间无须特 别的定时，且各符号独立的构成起止方式， 别的定时，且各符号独立的构成起止方式，属 于自同步方式。 于自同步方式。
《数字通信原理与技术》课件第5章
从原理上讲,要识别V1是信码还是调整比特,只要1位码 就够了。这里用3位码主要是为了提高可靠性。如果用1位码, 这位码传错了,就会导致对V1的错误处置。例如用“1”表示 有调整,“0”表示无调整,经过传输若“1”错成“0”,就会把调整 比特错当成信码;反之,若“0”错成“1”,就会把信码错当成调 整比特而舍弃。现在用3位码,采用大数判决,即“1”的个数比 “0”多认定是3个“1”码;反之,则认定是3个“0”码。这样,即 使传输中错一位码,也能正确判别V1的性质。
基于30/32路系列的数字复接体系(E体系)的结构图如图 5－4所示。
图5－4 PCM30/32路系列数字复接体系(E体系)
5.2 同步数字体系(SDH)
5.2.1 SDH的基本概念 20世纪80年代中期以来,光纤通信在电信网中获得广泛
应用,其应用范围已逐步从长途通信、市话局间中继通信转 向用户入网。光纤通信优良的宽带特性、传输性能和低廉价 格正使之成为电信网的主要传输手段。然而随着电信网的发 展和用户要求的提高,光纤通信中的传统准同步(PDH)数字体 系暴露出一些固有的弱点,即
图5－3 正码速调整原理
通过图5－3中的比较器可以做到缓存器快要读空时发出 一指令,命令2112kHz时钟停读一次,使缓存器中的存储量增 加,而这一次停读就相当于使图5－2(a)的V1比特位置没有置 入信码而只是一位作为码速调整的比特。图5－2(a)帧结构 的意义就是每212bit比相一次,即作一次是否需要调整的判决。 判决结果需要停读,V1就是调整比特;不需要停读,V1就仍然是 信码。这样一来就把在2048kb/s上下波动的支路码流都变成 同步的2112kb/s码流。
图5－1 数字复接系统方框图
在图5－1中,码速调整单元的作用是把各准同步的输入支路的 数字信号的频率和相位进行必要调整,形成与本机定时信号完全同 步的数字信号。若输入信号是同步的,那么只需调整相位。
北京邮电大学 通信原理 第5章
第五章数字基带传输系统主要内容 引言 数字基带信号波形及其功率谱密度 通过AWGN信道传输的数字基带信号的接收 数字PAM信号通过限带基带信道的传输 AWGN干扰下数字PAM信号通过理想限带信道 的最佳基带传输 眼图 信道均衡 部分响应系统 符号同步2数字通信系统模型信 源 信 源 编 码 加 密 器 信 道 编 码 调 制 器信道噪声干扰信 宿信 源 译 码解 密 器信 道 译 码解 调 器3数字信号的基带传输与频带传输数字信号的基带传输：将数字基带信号通 数字信号的基带传输 将数字基带信号通 过基带信道(传递函数为低通型)传输 —— 信号频谱不搬移 直接传送 信号频谱不搬移，直接传送。
同轴 缆 双绞线 同轴电缆，双绞线数字信号的频带传输：将数字带通信号通 过带通信道传输光纤, 无线4基本概念-信息量信息量：I ( x ) = − log 2 P ( x ) (比特 )1 = log a P ( x1 , x2 ,= − ∑ log a P ( xi )n i =1I ( x1 , x2 ,, xn ), xn )= ∑ I ( xi )i =1n相互独立事件构成的消息 所含信息量等于各独立事件信息量之和 相互独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量之和5基本概念-信源熵设离散信息源是一个由 设离散信息源是 个由n个符号组成的符号集，且 个符号组成的符号集 且⎡ x1 ⎢P ( x ) 1 ⎣x2 P ( x2 )n xn ⎤ ,且 ∑ P P ( xn )⎥ ⎦ i =1( xi )=1每个符号所含信息量的统计平均值(平均信息量)为H ( x) = E ⎡ ⎣ I ( x )⎤ ⎦ = P ( x1 ) ⎡ ⎣ − log 2 P ( x1 ) ⎤ ⎦+ P ( x2 ) ⎡ l 2 P ( x2 )⎤ l 2 P ( xn )⎤ ⎣ − log ⎦ + … P ( xn ) ⎡ ⎣ − log ⎦= ∑ P ( xi ) ⎡ ⎣ − log 2 P ( x i ) ⎤ ⎦ ( bit / 符号 )i =1n信息源的熵M = 2k 且独立等概H ( x ) = log 2 M = k ( bit / 符号 )6基本概念(续) 符号传输速率： Rs (Baud) 信息传输速率：Rb (bit/s) Rb ＝ Rs log2 M (bit/s) Rs ＝ Rb /log2 M (baud) 误符号率 Ps 误符号率： 误比特率：Pb 频带利用率：单位为bit/s/Hz或Baud/Hz7主要内容 引言 数字基带信号波形及其功率谱密度 通过AWGN信道传输的数字基带信号的接收 数字PAM信号通过限带基带信道的传输 AWGN干扰下数字PAM信号通过理想限带信道 的最佳基带传输 眼图 信道均衡 部分响应系统 符号同步8数字脉冲幅度调制(PAM)二进制信息序列 M进制幅度序列 MPAM信号∑ b δ ( t − nT )n b nRb =1 Tb码型 编码∑ a δ ( t − nT )n s nM = 2K发送 滤波器s ( t ) = ∑ an gT ( t − nTs )nTs = KTbgT ( t ) ⇔ GT ( f )■s(t) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTs )an ∼ 传输码(线路码 ) 随机序列gT ( t ) ∼ 发送脉冲波形 (矩形、升余弦、高斯、半余弦脉冲)9数字基带系统的构成{bn }码型 编码{a n } d (t)发滤 波器s(t)信道x (t)收滤 波器r (t)抽样 判决{a }' n码型 译码{b }' nGT ( ω )gT ( t )n(t )cp ( t )位同 步器■s(t) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTs )~ 数字脉冲幅度调制(PAM)随机序 an ∼ 传输码(线路码 ) 随机序列∞gT ( t ) ∼ 发送脉冲波形 (矩形、升余弦、高斯、半余弦脉冲)■x (t) =n = −∞∑angT ( t − nTs ) + n ( t )10数字基带系统中各点的波形bn d(t) s(t) TS x(t) 1 τ 0 0 1 1r(t)cp ( t ) d’ ( t )11基本的数字基带信号波形(1) 二进制单极性不 归零(NRZ)码bn = 0, , 1 ⇔ an = 0, ,1A 0A 011101001Tst⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝ Ts 2 ⎠ 二进制 双 极 性 不 归零(NRZ)码bn = 0,1 ⇔ an = −1, +1⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝ Ts 2 ⎠A 0 -A1110100112基本的数字基带信号波形(2) 二进制单极性归 零(RZ)码bn = 0, , 1 ⇔ an = 0, ,1A 0 τA 011101001Tsτ⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝τ 2⎠t 二进制 双 极 性 归 零(RZ)码bn = 0,1 ⇔ an = −1, +1⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝τ 2⎠A 0 -A13基本的数字基带信号波形(2)差分码：用相邻码元电平是否跳变代表‘0 差分码：用相邻码元电平是否跳变代表 0’或 或‘1 1’bnanbn ∼ 绝对码 an ∼ 相对码 an = bn ⊕ an − 1差分编码 (相对编码)A 0 1 1 0 1 1延迟Tb101001 二进制单极性不归零码1 10 11 00 00 01 1相对码an = bn ⊕ an −1A 001单极性不归零传号差分码 跳变：”1“ 0 0 0 0 1 1 0 1 1相对码an = bnan − 1A 0单极性不归零空号差分码 跳变：”0“14基本的数字基带信号波形(3)多电平码波形 k个二进制符号bi 例. k =3, M=8b1b2b3 000 001 010 011 100 101 110 111 an +7 +5 +3 +1 -1 1 -3 -5 -7M = 2kbi an75310 -1 1-3 -5 -7 -一个M进制符号an1 1 1 0 1 0 0 1 1-7+3+115数字PAM信号的功率谱密度(1)s(t) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTs )其中 {an } ∼ 广义平稳随机序列， E ( an ) = ma；E an an + k = Ra ( k )gT ( t ) ∼ 发送脉冲波形，t ∈ ⎡ ⎣0, Ts ⎤ ⎦■()∞ ⎡ ∞ ⎤ gT ( t − nTs ) E⎡ ⎣ s ( t )⎤ ⎦ = E ⎢ ∑ an gT ( t − nTs ) ⎥ = ma n∑ = −∞ ⎣ n = −∞ ⎦周期为Ts■Rs ( t , t + τ ) = E ⎡ ⎣ s ( t ) s ( t + τ )⎤ ⎦= =n = −∞ m = −∞ ∞ ∞ n = −∞ m = −∞∑ ∑∞∞E⎡ ⎣ an am ⎤ ⎦ gT ( t − nTs ) gT ( t + τ − mTs ) Ra ( m − n ) gT ( t − nTs ) gT ( t + τ − mTs )∑ ∑Rs ( t + kTs , t + τ + kTs ) = Rs ( t , t + τ )∴ s ( t ) ∼ 循环平稳16数字PAM信号的功率谱密度(2)循环平稳过程 s(t) 的功率谱密度1 Rs (τ ) = Ts∫∞Ts 2 − Ts 2Rs ( t , t + τ ) dt=m =−∞∑∞Ra ( m )1 ∑T n =−∞ s∞∞∫−TTs 2sg (t 2 T− nTs )gT ( t + τ − nTs − mTs )dt=m =−∞∑Ra ( m )1 ∑T n =−∞ s∞∫nT −TsnTs + Ts 2s2gT ( t ) gT ( t + τ − mTs )dt1 = Ts1 = Tsm =−∞∑∞Ra ( m )∫g ( t ) gT ( t −∞ T+ τ − mTs )dtm = −∞∑∞Ra ( m ) Rg (τ − mTs )Rg (τ )∫∞ −∞gT ( t ) gT ( t + τ ) dt17数字PAM信号的功率谱密度(3)循环平稳过程 s(t) 的功率谱密度1 Rs (τ ) = Tsm = −∞∑∞Ra ( m ) Rg (τ − mTs )Ps (1 − j 2π f τ = f ) = ∫ Rs (τ )e dτ Ts −∞∞m =−∞∑∞Ra ( m )∫∞ −∞Rg (τ − mTs )e − j 2π f τ dτ1 = Tsm =−∞∑∞Ra ( m )e− j 2π fmTs∫−∞∞Rg (τ − mTs )e − j 2π f (τ − mTs ) dτ=2 1 Pa ( f ) ⋅ GT ( f ) TsgT ( t ) ⇔ GT ( f )∼ 随机序列{an }的功率谱密度Pa ( f )m = −∞∑∞Ra ( m ) e − j 2π fmTsP a ( f ) ⇔ R a (τ)= ∑∞m = −∞Ra( m ) δ (τ− m Ts)18数字PAM信号的功率谱密度(4)循环平稳过程 s(t) 的功率谱密度Ps ( f ) =2 1 Pa ( f ) ⋅ GT ( f ) Ts其中：Pa ( f ) = 其中m = −∞∑∞Ra ( m ) e − j 2π fmTsgT ( t ) ⇔ GT ( f )数字基带信号 数字 带信号s ( t ) 的功率谱 的功率谱密度与随机序列 度与随机序列{an }的功率谱特性 Pa ( f )以及发送滤波器的频率特性GT ( f ) 有关.19数字PAM信号的功率谱密度(5)特例：实随机序列{an }的各符号互不相关 特例Cov ( an an + m ) = E ⎡ ⎣ an − E ( an ) ⎤ ⎦⎡ ⎣ an + m − E ( an + m ) ⎤ ⎦ = 0, m ≠ 0{}Ra ( m ) = E ( an an + m ) = Cov ( an an + m ) + E ( an ) E ( an + m )2 2 ⎧ ⎪σ a + ma , m = 0 =⎨ 2 m≠0 ⎪ ⎩ ma ,∴ Pa ( f ) = σ + m2 a∞2 am = −∞∑e∞− j 2π f fmTs2 ma =σ + Ts 2 am = −∞∑∞δ⎜ f −⎝⎛m⎞ ⎟ Ts ⎠m = −∞∑e− j 2π mfTs1 = Tsm = −∞∑∞δ⎜f −⎝⎛m⎞ ⎟ Ts ⎠20数字PAM信号的功率谱密度(6)结论：在实随机序列 {an }的各符号互不相关时，s ( t ) 的PSDPs ( f ) =2σ2 aTsGT ( f ) +2m T2 ∞ a 2 s m = −∞∑⎛m⎞ ⎛ m⎞ GT ⎜ ⎟ δ ⎜ f − ⎟ Ts ⎠ ⎝ Ts ⎠ ⎝ 连续谱： 形状取决于GT ( f ) 离散谱： 间隔 1 Ts , 可提取位同步信息.若ma = 0,Ps ( f ) =σ a2TsGT ( f )221数字PAM信号的功率谱密度(7)■例1.双极性不归零码，{bn } 各符号互不相关且0、1等概出现an = ±1且等概⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝ Ts 2 ⎠2 2 2 ma = 0, σ a = E an − ma = 1( )GT ( f ) = ATs Sa ( π fTs ) e − jπ fTs2 = A2Ts ⋅ Sa ( π fTs )Ps ( f ) =σ a2TsGT ( f )2Ps ( f )σ a2 A2Ts−3 Ts−2 Ts−1 Ts1 Ts2 Ts3 Ts22数字PAM信号的功率谱密度(8)■例2.双极性归零码，{bn } 各符号互不相关且0、1等概出现an = ±1且等概⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝τ 2⎠2 2 2 ma = 0, σ a = E an − ma = 1( )GT ( f ) = Aτ Sa ( π f τ ) e − jπ f τA2τ 2 2 = ⋅ Sa ( π f τ ) TsA2τ 2 TsPs ( f ) =σ a2TsGT ( f )2Ps ( f )−3 τ−2 τ−1 τ1 τ2 τ3 τ23数字PAM信号的功率谱密度(9)■例3.单极性不归零码，{bn } 各符号互不相关且0、1等概出现 2 1 1 ⎛1⎞ 2 2 2 1 = ⋅ − = σ = E a − m ma = 0.5, a an = 0,1且等概 ⎜ 2⎟ n a 2 4 ⎝ ⎠ ⎛ t 1⎞ GT ( f ) = ATs Sa ( π fTs ) e − jπ fT gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟( )sPs (2 ma f ) = σ A Ts ⋅ S ( π fTs ) + 2 Ts 2 a 2 2 a⎝ Ts2⎠m⎞ ⎛ m⎞ 2 2⎛ AT S π T ⋅ δ f − ( s) a ⎜ s T ⎟ ⎜ T ⎟ ∑ m = −∞ s ⎠ ⎝ s ⎠ ⎝∞2 2 2 = σa A Ts ⋅ Sa ( π fTs ) + A2 ma2δ ( f )Ps ( f )σ a2 A2Ts−3 Ts−2 Ts−1 Ts1 Ts2 Ts3 Ts24数字PAM信号的功率谱密度(10)■例4.单极性归零码，{bn } 各符号互不相关且0、1等概出现2 2 2 ma = 0.5, σ a = E an − ma = 1 4( )τ=Ts , 50%占空比 2⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝τ 2⎠GT ( f ) = Aτ Sa ( π f τ ) e − jπ f τ2 2 ⎛ π fTs ⎞ ma A ⋅S ⎜ ⎟+ 4 2 ⎝ ⎠ 2 aPs ( f ) =σ a2 A2Ts4m⎞ ⎛πm ⎞ ⎛ S ⎜ ∑ ⎟δ ⎜ f − T ⎟ 2 ⎝ ⎠ ⎝ m = −∞ s ⎠∞ 2 aPs ( f )−6 Ts−5 Ts−4 Ts−3 Ts−2 Ts−1 Ts1 Ts2 Ts3 Ts4 Ts5 Ts6 Ts结论：单极性码带有离散谱；归零码、不归零码占用的频带宽度不一样。
通信原理I第5章-数字基带传输
光纤, 无线
5
为什么要研究基带系统？
频带系统也存在基带传输问题，基带系统中 的许多概念、理论可直接应用于频带系统； 理论上，频带传输系统总有一个基带传输系 统与之对应 —> 等效基带系统； 实际中存在基带传输 ( 设备内部、外设 ) ，不 只用于低速率传输，还有高速传输，并有迅 速发展的趋势。
第五章
数字基带传输系统
信息与通信工程学院 无线通信系统与网络实验室（WCSN）
郝建军 jjhao@
(010)62281643
主要内容
引言 数字基带信号波形及其功率谱密度 通过AWGN信道传输的数字基带信号的接收 数字PAM信号通过限带基带信道的传输 AWGN干扰下数字PAM信号通过理想限带信道 的最佳基带传输 眼图 信道均衡 部分响应系统 符号同步
Rs =
1 Ts
= s(t)
■
n = −∞
∑a
∞
n
gT ( t − nTs )
~ M进制数字脉冲幅度调制(MPAM) 随机序列
an 传输码(线路码 )
gT ( t ) 发送脉冲波形 (矩形、升余弦、高斯、半余弦脉冲)
9
基本的数字基带信号波形(1)
二进制单极性不 归零(NRZ)码
bn = 0, 1 ⇔ an = 0, 1
1 1 1 0 1 0 0 1 1
-7
+3
+1
13
数字PAM信号的功率谱密度(1)
s(t) =
n = −∞
∑a
∞
n
gT ( t − nTs )
* 其中 {an } 广义平稳随机序列， = = E ( an ) m Ra ( k ) a；Ra ( a n a n + k )
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
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
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图5.7 正码速调整电路和码速恢复电路
图5.8 脉冲插入方式码速调整示意图
缓存器尚未取空而快要取空 时，停读一次，插入一个脉
冲
» 异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换 有什么不同？
➢ 码速变换是在平均间隔的固定位置先留出空位， 待复接合成时再插入脉冲（附加码）；
图5.3数码率不同的低次群复接
» 五、 数字复接的方法及系统构成
» 1. 数字复接的方法
数字复接的方法也就是数字复接同步的方法：
» 同步时钟复接是用一个高稳定的主时钟来控制被复接 的几个低次群，使这几个低次群的数码率（简称码速） 统一在主时钟的频率上（使几个低次群系统达到同步 的目的），可直接复接（复接前不必进行码速调整， 但要码速变换）
➢ 码速调整插入脉冲要视具体情况，不同支路、不 同瞬时数码率、不同的帧，可能插入，也可能不 插入脉冲（不插入脉冲时，此位置为原信息码）， 且插入的脉冲不携带信息。
» 2. 异步复接二次群帧结构
• ITU-T G.742推荐的正码速调整异步复接 二次群帧结构如图5.9(b)所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• 异步复接二次群的帧周期为100.38μs, 帧 长为848bit。其中有4×205＝820bit（最少） 为信息码（这里的信息码指的是四个一次群 码速变换之前的码元，即不包括插入的码 元），有28bit的插入码（最多）。
5.0 PCM
» 二、 PCM复用和数字复接
扩大数字通信容量，形成二次群以上的高次群的方 法通常有两种：PCM复用和数字复接。 » 1. PCM复用 就是直接将多路信号编码复用。 » 2. 数字复接
数字复接是将几个低次群在时间的空隙上迭加合 成高次群。数字复接实质就是对多路数字信号进行 时分复用，让不同的支路信号占用不同的时隙时间， 在接收端再根据时间上的不同将信号分开，这一步 骤叫分接，分接是复接的逆过程。
第四章 数字信号复接-PDH与SDH
1 准同步数字体系（PDH）
2 准同步数字体系（SDH）
5.1 准同步数字体系（PDH）
5.1.1 数字复接的基本概念 » 一、准同步数字体系（PDH） • 经ITU-T推荐,国际上主要有两大系列的准同步 数字体系: » PCM24路系列 » PCM30／32路系列。
5.2
图 按 位 复 接 与 按 字 复 接 示 意 图
» 四、 数字复接的同步
数字复接要解决两个问题：
» 同步和复接
数字复接的同步指的是被复接的几个低次群的数 码率相同。
为此，在各低次群复接之前，必须使各低次群数 码率互相同步，同时使其数码率符合高次群帧结 构的要求。
数字复接的同步是系统与系统间的同步，因而也 称之为系统同步。
插入码
插入标志码
可能是 调整码
图5.9 异步复接二次群帧结构
» 3. 异步复接系统的构成 • 实现正码速调整异步复接和分接
系统的方框图如图5.10所示。
5.10
图 二 次 群 异 步 复 接 和 分 接 系 统 的 方 框 图
» 4. 复接抖动的产生与抑制 • 在采用正码速调整的异步复接系统中，
图5.6二次群同步复接、分接方框图
» 3. 同步复接二次群帧结构 图5.8 二次群同步复接的帧结构
» 二、 异步复接
» 1. 码速调整与恢复
• 码速调整是利用插入一些码元将各一次 群的速率由2048kbit／s左右统一调整成 2112kbit／s。接收端进行码速恢复，通过去 掉插入的码元，将各一次群的速率由 2112kbit／s还原成2048kbit／s左右。
图5.1 数字复接的原理示意图
» 三、 数字复接的实现 • 数字复接的实现主要有三种方法：按位复接和按
字复接、按帧复接。
» 1. 按位复接 • 按位复接是每次复接各低次群（也称为支路）的
一位码形成高次群。
» 2. 按字复接
•
码字形成高次群。
» 3. 按帧复接 • 每路每次插入1个帧的复接方式，缓存大，极少用
即使信道的信号没有抖动，复接器本身也 产生一种抖动，即“插入抖动”的相位抖 动。
图5.11 扣除插入脉冲后的信号序列 调整插入脉冲 图5.12 锁相环方框图
» 异步时钟复接是被复接各支路的码流的时钟不是出自 同一时钟源。在复接之前必须将各支路码流调整到瞬 时完全相等的数码中，这一过程即是异步信号的同步 化过程，方法有三种：滑动缓冲存储法；指针处理法； 码速调整法。码速调整方法也有三种即正码速调整、 正／负码速调整、正／零／负码速调整。
» 2. 数字复接系统的构成 • 数字复接器的功能是把4个支路（低次群）
合成一个高次群。
• 数字分接器的功能是把高次群分解成原 来的低次群，它是由定时、同步、分接和恢 复等单元组成。
图5.4 数字复接系统方框图
5.1.2 同步复接与异步复接
» 一、 同步复接 » 1. 码速变换与恢复
• 码速变换及恢复过程如图5.5所示。
图5.5 码速变换及恢复过程
» 2. 同步复接系统的构成
这样的复接系列具有如下优点：
• （1）易于构成通信网，便于分支与插 入，并具有较高的传输效率。复用倍数适中， 多在3～5倍之间。 • （2）可视电话、电视信号以及频分制 群信号能与某个高次群相适应。
• （3）与传输媒介，如对称电缆、同轴 电缆、微波、波导、光纤等传输容量相匹配。
图 复 接 体 制
群号 一次群
码速率 (Mbps)
1.544
路数 24
二次群 6.312 96（4）
三次群 32.064 480（5）
四次群 97.728 1440（5）
群号 一次群
码速率 (Mbps)
2.048
路数 30
二次群 8.448 120
三次群 34.368 480
四次群 139.264
1920
五次群 564.992 7680
• 二次群同步复接器和分接器的方框图如图 5.6所示。
• 在复接端，支路时钟和复接时钟来自同一 个总时钟源，各支路码速率为2048kbit／s，且 是严格相等的，经过缓冲存储器进行码速变换， 以便复接时本支路码字与其他支路码字错开以 及为插入附加码留下空位，复接合成电路把变 换后的各支路码流合并在一起，并在所留空位 插入包括帧同步码在内的附加码。