数字通讯原理扩充版

《数字通讯原理扩充版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字通讯原理扩充版（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、数字通信原理第一章 概述一、通信及通信系统的构成1、概念2、构成二、信息、信号及分类1、 信息：用来消除不定性的东西。2、 信号：是用来携带信息的载体。3、 信号分类： 模拟信号：强度的取值随时间连续变化，取值个数无限。 数字信号：强度参量的取值是离散变化的，取值个数有限。PAM信号是模拟信号。（时间上离散，但幅度取值不是有限个。）三、模拟通信和数字通信四、数字通信的特点及性能指标1、 特点：（1）抗干扰能力强，无噪声积累 （2）便于加密处理 （3）利于采用时分复用实现多路通信 （4）设备便于集成化、小型化 （5）占用频带宽2、 性能指标： 信息传输速率（bit/s）：每秒钟传输的信息量。有效

2、性指标 符号传输速率（Bd）：单位时间内传输码元的数目。 频带利用率：单位频带内的传输速率。 误码率：在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。可靠性指标 抖动：是指数字信号码相对于标准位置的随机偏移。 M进制信号与二进制信号码元数n的关系为：M = 2 因此，信息传输速率与符号传输速率的关系是：R= N 式中：R为信息传输速率。N为符号传输速率。M为码元（或符号）的进制数。例如：四进制码元序列符号传输速率2000Bd，其信息传输速率为多少？R= N log2= 2000log2= 4000 bit/s用来衡量数字通信系统传输效率（有效性）的指标应当是单位频带内的传输速率。误码率（平

3、均误码率）P= 第二章 语声信号数字化编码第一节 基本概念 A/D变换 抽样：是将模拟信号在时间上离散化的过程。量化：是将信号在幅度上离散化的过程。编码：是将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。 D/A变换：译码、滤波（低通）第二节 PCM编码一、 抽样1、 抽样定义及实现的电路模型 = 2、 抽样定理（能判断信号的类型，确定抽样频率的大小，画出频谱图）（1） 低通型信号：是指低端频率从0或某一频率到某一高限频率的带限信号，并有的限定条件。 例：原01上1下122016840（2） 带通型信号： （取整） 0 n下n+1下下gh （3） 与抽样有关的误差 抽样的折叠噪声：若 抽样展宽的孔

4、径效应失真二、 量化1、 定义:量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度域上离散取值的过程。2、 均匀量化：各量化等级间隔相等的量化方式。量化间隔：量化级数：量化值：量化误差：（即原信号-量化后信号）。非过载区， ；过载区， 。过载电压：3、 量化噪声的计算非过载区量化噪声功率：说明非过载区量化噪声仅与量化间隔的大小有关，或者说，在临界过载电压一定时仅与分级数有关。过载区量化噪声功率：总的量化噪声：量化信噪比。以对数形式表示有：（ 。）4、 非均匀量化及压缩扩张技术（1） 定义：量化间隔不均匀。特点：信号幅度小时，量化间隔小，其量化误差也小；信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差也大。可以改善小

5、信号的量化信噪比。实现：采用压缩扩张技术。（P24-P25）（2） A律压缩特性：以A为参量的压扩特性。 通常选A=87.6的压缩特性，按A律压缩特性实现非均匀量化的量化量化信噪比为：小信号时， ， 大信号时， ， 结论：非均匀量化时，小信号的信噪比会增大；大信号时改善减小，以致信噪比比均匀量化时小。注意：对A律13折线量化信噪比的计算公式、方法及相对于均匀量化信噪比的改善量，大专不作要求，但仍应知道以上结论。三、 编码与解码1、 二进制码组及编码基本概念二进制码，一般二进制码。P32 天平称重：5.2（样值）5（量化）101（编码）。2、 非线性编码与解码（1） A律13折线编码的码字安排极

6、性码 段落码 段内电平码 段落码与量化段的序号关系量化段序号段落码用十进制数表示+1 量化段序号和段落起始电平的关系 0， ，2，3，8 量化段序号和段落量化间隔的关系 1，1 ，3，8段内码，对应权值为，。例：P37（2） A律13折线编码方法 极性码的判决： 则 ；，则 。 段落码判决：A：若落在14段内，；58段内。 ，；5，6 7，8B：， ，； 1，2 3，4 ，； 1 2 ，； 3 4C：， ，； 5 6 ，；7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 段内码若，则；反之，。例：P3839（3） 译码目的：把接收的PCM信号还原成相应PAM量化值。 例：求11011011译码后结果

7、？ 解：，此信号电平为正电平。段落码101，。 （为接收端所加半个量化间隔。） 例：练习册P5，七大题第2小题。（这题一定要理解透）例：某A律13折线编码器，过载电压，一个样值为。试将其编成相应的码字；计算接收端译码器输出的样值大小，并计算量化误差。解： ，编码过程：极性码：，；段落码：， ，处于58段； ， ，处于5，6段； ， ，处于6段；起始值：，量化间隔：。段内码：； ， 。 ； ， 。 ； ， 。 ； ， 。 编码结果为：11011000译码： 。量化误差。第三节 差值脉冲调制DPCM一、 DPCM原理及实现原理：语声信号的样值可以分成两个部分。 可预测部分：可以由过去的一些样值加权

8、得到。 不可预测部分：实际值与预测值之间的误差。发送：实际值预测值；预测值：二、 ADPCM编码引入自适用量化（量化间隔变化），自适用预测（经过一段时间会变化）。（知道意思）第三章 时分多路复用及PCM 30/32路系统第一节 时分多路复用通信一、 时分多路复用的概念1、 多路复用的概念：信号沿同一信道传输而不互相干扰的通信方式。主要有频分多路复用和时分多路复用两种。2、 时分复用的概念：利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号。3、 时分复用的实现（P67，图3.2）二、 PCM时分多路通信系统的构成（图3.3）几个基本概念：帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的总时间（即开关旋

9、转一周的时间），也就是一个抽样周期。用T表示。路时隙：合路的PAM信号每个样值所允许的时间间隔。（为复用路数）位时隙：1位码占用的时间。（为码字数）（二进制码符号速率 = 码速率）三、 时分多路复用系统同步位同步：是使收端的时钟频率与发端的时钟频率相同。又称为时钟同步。帧同步：是保证收发两端相应话路对准。帧同步的实现：发送端在每一帧的第一个时隙位置安排标志码，即帧同步码，接收端要首先识别帧同步码，从而判定帧开始的地方。第二节 PCM 30/32路系统一、 PCM 30/32路系统帧结构1、 帧结构图话路数：30路，信令路：1路，帧同步：1路。2、 标准数据：话音抽样速率；帧周期；路时隙；位时隙

10、；数码率。二、 PCM 30/32路帧同步系统（专科不要求）（一） 一般帧同步的原理例：设，一帧分为4个时隙，其中传帧同步码10011011；1、原理 逐步比较移位寻找帧同步码。（P70，图3.5） 在紧接着的时刻验证同步码。2、 帧同步的五种状态 同步状态：帧同步系统在内检测到帧同步码。 帧失步状态：接收端未检测到帧同步码。 捕捉状态：由失步检出到重新回到同步状态的过程。（假失步：同步码误码引起的误判失步。） 前方保护状态：从发现一次失步到确认真正失步的过程。当连续次（称为前方保护计数）检测不出同步后，才判为系统真正失步，而立即进入捕捉状态，开始捕捉同步码。前方保护状态作用：避免假失步。前方

11、保护状态的前提状态是同步状态。 后方保护状态：是从捕捉到第一个同步码到确认真正同步的过程。其作用是避免伪同步。其前提状态是捕捉状态。（二） PCM 30/32路帧同步系统1、 码型：0011011 集中插入在偶帧的第28位。2、 前方保护时间： 。3、 后方保护时间：。失步次数（假失步）检测到一次帧同步连续检测到同步次数（假同步）检测到次同步连续检测到次失步检测到一次失步后方保护状态捕捉状 态前方保护状态同步状 态DCBA4、 帧同步的工作原理第五章 准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）第一节 数字复接的基本概念一、准同步数字体系（PDH）根据不同的需要和不同的传输介质的传输能力，要有不同话路数和不同速率的复接，形成一个系列（或等级），由低向高逐级复接，这就是数字复接系列。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复用概念所谓PCM复用就是直接将多路信号编码复用。即将多路模拟话音信号按125的周期分别进行抽样，然后合在一起统一编码形成多路数字信号。 PCM复用的不足：随着话路的增加，每一路时隙变小，即编码时间缩短，编码速度要提高，编码器难以实现。2、 数字复接（概念）是将几个低次群在时间的空隙上迭加合成高次群信号。