电力通信技术(基础知识)

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单极性归零码
11
1
1
传号交替翻转码 1
1
1
1
1
曼切斯特码
密勒码
HDB3码原理
凡“1”码正、负交替，编为B+或B-。 长连“0”中的第四个“0”用V码代替，并
与前面的B码同极性，不符合极性交替规 律。 凡V码正负交替。 如果两个V码间“1”的个数为偶数，则四 个连“0”的第一个“0”用B’码交替，并符 合前面的极性交替规律。
编码效率的概念: 输入二进制码的信息量与理想三元码信息容量
之比。 CB / CC
输入二进制码的信息量与理想三元码信息容量之
比。
CB / CC
其中，η为编码效率，Cc为传输码型的最大可能 信息容量，CB为二进制信码的信息容量。
2
CB RB i1 Pi log( 1 Pi )(b / s)
时分多路复用的示意图：
f1(t)
f1(t)
信道
时分多路和PCM设备
时分多路复用的示意图：
f2(t)
f2(t)
信道
时分多路和PCM设备
时分多路复用的示意图：
fn(t)
fn(t)
信道
时分多路和PCM设备
时分多路复用的示意图：
f1(t)
f1(t)
信道
PCM以话音为代表。话音的频率为300～ 3400HZ，考虑防护带，取上限频率为 4kHZ，按照取样定理，取样频率为8kHZ， 一帧时间为125μs。
CB / CC RB / RB log 2 3 1/ log 2 3 63.09%
PCM设备介绍
PCM设备是数字微波、光纤等数字通信 的基群设备，也作为网络通信的终接设 备。
PCM的含义为脉冲编码调制，即对模拟 信号进行采样、保持、量化、编码，把 模拟信号转换成数字信号传输。
时分多路和PCM设备
2Hale Waihona Puke CC RC i1 qi log( 1qi )(b / s)
对于1B1T
若输入的“0”“1”的概率为1/2，则：
CB=RB(b/s)，编码后，码元速率没有改变， 则:RC=RB.,同时，三元码中“＋1”“－1”“0”是等 概率出现，则
CC
RC
2 i 1
1 3
log
2
(
11)(b / s) RC log2 3 3
PCM的接口
PCM设备有语音信号接口（E&M)、数据接口, 其数据接口主要是G.703 64kbit/s接口。
HDB3码——编码
二进制 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 AMI +1 0 0 0 0 -1 0 +1 0 0 0 0 -1 HDB3 B+ B- 0 0 V- B+ 0 B- B+ 0 0 V+ B-
假设前一个破坏点为V+，且其后至第一个 传号前有奇数个B脉冲
HDB3码——解码
一、数字通信部分
数字信道的容量
在对称无记忆信道，系统带宽为B，采用L进制传 输时，无噪声数字信道的最高传输速率为：
C 2B log2 L(b / s)
奈奎斯特第一准则：当二进制数字信号通过某信 道传输时，做到码元响应的最大值处不产生码间 干扰的极限传输速率为2bit/s/Hz。
若信道容量为C，消息源产生信息的速率为R， 只要C≥R，则总可以找到一种编码方式实现无 误码传输，若C<R，则不可能实现无误码传输。
奈氏间隔=1/2 fN=1/5200=1.92×104s
(2)数据传信速率 =NBdlog2M=5200×log24=10400bit/s
常见的码型及其特性
单极性不归零码： 高频分量少，存在直流线谱分量，无定时线谱 分量。
单极性归零码： 有定时线谱分量，高频分量高，存在直流线谱 分量，。
传号交替翻转码：AMI码。 二进制的“0”仍为“0”，二进制的“1”交替地 变位“＋1”和“－1”，为三电平。无直流分量， 高频分量少，无定时分量。
64kbit/s×32时隙＝2048 kbit/s
TS0 同步
TS16 对告
64kbit/s
ITU-TG.732的PCM30/32的帧结构
一帧125μs，一帧分为32个时隙记为TS0～ TS31 ，每个时隙为3.9μs，其中TS1～ TS15， TS17～ TS31用来传送8bit PCM数字信号， 记为CH1～ CH30 ， TS16时隙用来传送随 路信令， TS0时隙用来传送帧定位信号，每 个时隙占码元数为8bit。
PCM的高次群设备
PCM32/30为基群设备，可以传送30路话 音，也可以通过同向数据接口，直接传送 每时隙为 64kbit/s的数据（G.703)，在数 字微波通信中，PCM设备的信号接入微波 信道机信进行中频和高频调制后，射频经 馈线、天线送出。在光纤通信系统中， PCM设备作为电端机进入光端机经光纤传 输。
CMI 码：传号交替用“00”和“11”表示， 0用“01”表示，“10”无效。1B2B。
曼切斯特码 传号“ ”，空号“ ”
密勒码：曼切斯特微分码 “1”用“ ” “ ”交替表示，一个“0”极 性保持，两个及以上连“0”，后者翻转。
三元码：HDB3码、mBnB码
单极性不归零码 1 1 1
1
ITU组织规定PCM有两种体制， PCM30/32和PCM24，统称基群。我国使 用前者,路时隙的时间为125μs /32＝ 3.9μs 。
规定PCM的一帧时间分成32个时隙，其中 30个时隙用来传送语音或数据，另外两个 时隙用来实现同步和对告。
数码率 每个时隙用8比特来表示。时隙速率为：
8比特×8kHZ＝64kbit/s 1帧的速率
5.基带传输系统，其形成系统特性如图所示。
求：(1)若符合奈氏第一准则，那么奈氏频率fN、 间隔和符号速率各为多少?
(2)采用四电平传输时，数据传信速率为多少?频 谱利用率为多少bit/(S·Hz)?
解：(1)奈氏频率 fN=(2000+3200)/2=2600HZ
符号速率=NBd=2 fN=2×2600=5200 波特或5200Bd
从码流中找到破坏点V(两个同极性的“1” 后面的“1”一定使V),而V脉冲前面有三 个“0”，当V脉冲前面只有两个“0”码 时，它前面的第三个＋1或－1肯定是取 代节的B码，应将它扣除。
编码效率
将1个二进码变换成一个三进制码元，为1B1T。 编码后，码元包含的信息量没有变化。
在某些高速长途传输系统中，使用4B3T,即4个 二进制码元用三个三进制码元表示，降低码元 传输速率，提高编码效率。