現(xiàn)代通信第2章._第1頁
現(xiàn)代通信第2章._第2頁
現(xiàn)代通信第2章._第3頁
現(xiàn)代通信第2章._第4頁
現(xiàn)代通信第2章._第5頁
已閱讀5頁,還剩102頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、l基本概念l數(shù)字通信的終端處理技術(shù)l數(shù)字傳輸與再生技術(shù)l數(shù)字復(fù)接技術(shù)lSDHl模擬信號與數(shù)字信號l數(shù)字通信系統(tǒng)框圖l數(shù)字通信的特點: 抗干擾能力強 易加密 便于存儲處理交換 設(shè)備便于集成化 便于構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) 占用信道頻帶寬l數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 信息傳輸速率、信元傳輸速率、頻帶利用率、誤碼率tF(t)tF(nT)0tf(nT)A0tf(nT)A0tf(nT)A01111110000A/2信源 調(diào)制器 信道 解調(diào)器 信宿 干擾 信源編碼信 道編 碼信道譯碼信源譯碼l信源編碼器的作用:將信源發(fā)出的模擬信號變換為數(shù)字信號,稱為數(shù)字信源碼;實現(xiàn)壓縮編碼,使數(shù)字信源碼占用的信道帶寬盡量小。l

2、功能:功能:l一是碼型變換,把數(shù)字一是碼型變換,把數(shù)字信源碼變換信源碼變換為數(shù)字信道碼為數(shù)字信道碼;l二是二是差錯控制差錯控制。l按照信道的特性,信道分為模擬信按照信道的特性,信道分為模擬信道和數(shù)字信道兩種道和數(shù)字信道兩種。l 符號(碼元)速率fBl信道每秒鐘內(nèi)所傳送的信道每秒鐘內(nèi)所傳送的符號(或碼元)符號(或碼元)個數(shù)定義為符號(碼元)速率個數(shù)定義為符號(碼元)速率,單位為,單位為碼元碼元/秒或秒或波特波特(Bd)。)。l 這里的碼元可以是二進制的,也可這里的碼元可以是二進制的,也可以是多進制的。以是多進制的。l 信息速率信息速率fb信道每秒鐘內(nèi)所傳送的信道每秒鐘內(nèi)所傳送的二進制符號個數(shù)稱二

3、進制符號個數(shù)稱為信息速率為信息速率,又稱數(shù)碼率。,又稱數(shù)碼率。 l 對于二進制信號對于二進制信號:fB= fbl 對于一般的對于一般的M進制信號:進制信號:l fb= fB*log2Ml 另一種定義:它是指系統(tǒng)另一種定義:它是指系統(tǒng)每秒鐘每秒鐘傳送的傳送的信息信息量量,單位是比特,單位是比特/秒,常用符號秒,常用符號“bit/s”表示。表示。實際上是一個概念。實際上是一個概念。l fb= fB*H(x), H(x)是指的是指的每個符號的平均信息每個符號的平均信息量,量,當(dāng)離散信源的每個符號當(dāng)離散信源的每個符號等概率等概率出現(xiàn),熵有出現(xiàn),熵有最大值最大值log2M 。l 頻帶利用率頻帶利用率l頻

4、帶利用率是指單位時間(秒)、單位頻帶利用率是指單位時間(秒)、單位頻帶頻帶上上傳輸信息量(或碼元)的多少。傳輸信息量(或碼元)的多少。 f b(或 f B) = 信道帶寬 Bl 誤碼率:描述通信的有效性。誤碼率:描述通信的有效性。l如果數(shù)字信號采用二進制,則誤碼率定義如果數(shù)字信號采用二進制,則誤碼率定義為(當(dāng)為(當(dāng)考察時間足夠長考察時間足夠長時)時)lPe又稱誤比特率。又稱誤比特率。 傳錯的比特數(shù) Pe = 傳輸?shù)目偙忍財?shù)l例題1 設(shè)一信息源的輸出由128個不同符號組成,其中16個符合出現(xiàn)的概率為1/32,其余112個出現(xiàn)概率為1/224。信息源每秒發(fā)出1000個符號,且每個符號彼此獨立。試計

5、算該信息源的平均信息速率。解:解:每個符號的平均信息量為每個符號的平均信息量為:2211( )16log 32112log 2246.404/32224H xbit符號已知碼元速率已知碼元速率RB=1000B,故信息源的平均信息速率:故信息源的平均信息速率:b( )6404/BRRH xbit sl解: 依題意 3000/bRbit s82/log 81000BbRRBaud系統(tǒng)的誤碼率系統(tǒng)的誤碼率 5183 101000 10 60eP 例題例題2:已知某八進制數(shù)字通信系統(tǒng)的信息速率:已知某八進制數(shù)字通信系統(tǒng)的信息速率為為3000bit/s,在收端,在收端10分鐘內(nèi)共測得出現(xiàn)分鐘內(nèi)共測得出現(xiàn)

6、18個個錯誤錯誤碼元碼元,試求該系統(tǒng)的誤碼率。,試求該系統(tǒng)的誤碼率。 2.2 數(shù)字通信的終端處理技術(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)的終端:對模擬信號進行模/數(shù)(A/D)數(shù)字信號進行數(shù)/模(D/A)變換的設(shè)備。l抽樣抽樣 概念、奈奎斯特定理概念、奈奎斯特定理(抽樣定理抽樣定理)、話音信號的抽樣頻率、話音信號的抽樣頻率l量化量化 概念、均勻量化、非均勻量化、概念、均勻量化、非均勻量化、A律十三折線律十三折線l編碼與解碼編碼與解碼 編碼、逐次反饋法編碼、逐次反饋法 、 A律十三折線編碼方案、解碼律十三折線編碼方案、解碼脈沖編碼調(diào)制:脈沖編碼調(diào)制:Pulse Code Modulation 簡稱簡稱PCM。通過對信號進

7、行抽樣,并對每個樣值獨立地加以量化。通過對信號進行抽樣,并對每個樣值獨立地加以量化。然后通過編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。然后通過編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。1 抽樣(抽樣(sampling) (1)將在時間和幅度上都是連續(xù)的話音信號將在時間和幅度上都是連續(xù)的話音信號 在在時間上離散化時間上離散化。)(tf0t)(nTf0t模擬信號抽樣示意圖 利用連續(xù)信號在等利用連續(xù)信號在等時間間隔上的瞬時值時間間隔上的瞬時值(樣本值)來表示和恢復(fù)原信號(樣本值)來表示和恢復(fù)原信號,實現(xiàn),實現(xiàn)時分復(fù)用。也是連續(xù)信號與離散信號之時分復(fù)用。也是連續(xù)信號與離散信號之間相互轉(zhuǎn)換的理論依據(jù)。間相互轉(zhuǎn)換的理論依據(jù)。l在一定條件下,一個連續(xù)

8、時間信號完全可以用在一定條件下,一個連續(xù)時間信號完全可以用該信號在該信號在等時間間隔點上樣本等時間間隔點上樣本來表示,并且可來表示,并且可用這些樣本值把信號用這些樣本值把信號全部恢復(fù)出來取樣定全部恢復(fù)出來取樣定理理。l電影(電影(24幀幀/秒):感覺是連續(xù)活動的景象;秒):感覺是連續(xù)活動的景象;l印刷照片:由很多細小的網(wǎng)點組成,看起來空印刷照片:由很多細小的網(wǎng)點組成,看起來空間連續(xù);間連續(xù);l近年來通信系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展,模擬近年來通信系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展,模擬數(shù)字數(shù)字的轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ):抽樣定理;的轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ):抽樣定理;l是不是所有時間間隔的理想取樣都能反映原連續(xù)信號的基本特征呢?l答案是否定的,例如,

9、有一個連續(xù)信號x(t)=sin(t)信號如下頁圖所示。當(dāng)取樣間隔T=秒時所得的取樣序列為x(nT)=sin(n)=0,其信號如圖3.11(b)所示,顯然它無法反映原來的連續(xù)信號。當(dāng)取樣間隔T=/2秒時,一個周期取樣4個點,得到的序列如圖所示。當(dāng)取樣間隔逐漸變小,即每個周期的取樣點數(shù)逐漸增加時,得到的取樣序列就能反映原連續(xù)信號的基本特征。l圖3.11 對連續(xù)信號用不同的取樣間隔取樣 l對于時域抽樣所面臨的問題是,抽樣的對于時域抽樣所面臨的問題是,抽樣的時間間隔取多大合適。時間間隔取多大合適。l過大會加重計算機的存儲負擔(dān),還會降過大會加重計算機的存儲負擔(dān),還會降低計算速度;低計算速度;l過小顯然會

10、丟失原來的連續(xù)信號的全部過小顯然會丟失原來的連續(xù)信號的全部或部分信息?;虿糠中畔?。l我們的目標(biāo)是:在我們的目標(biāo)是:在保留原連續(xù)時間信號保留原連續(xù)時間信號的全部信息的條件下抽取盡可能少的數(shù)據(jù)的全部信息的條件下抽取盡可能少的數(shù)據(jù)。時域抽樣定理為我們解決了這個棘手的問時域抽樣定理為我們解決了這個棘手的問題。題。 (3) 抽樣信號的頻譜 對于理想抽樣,其頻譜分析:對于非理想抽樣:nsssnWwFTwf)(1)()2(ssTW其中nsssassnWwFTnWSTwf)()()(l可見,無論是理想抽樣還是非理想抽樣,抽樣后的頻率函數(shù)中均含有原始信號基帶頻譜信息。m )( F01m s m )(sF01m

11、s (a)msb 2)( 三種不同抽樣頻率時的樣值序列頻譜s m )( sF01m s msc 2)( s m )( sF01m s msd 2)( )(Fm)0(Fm)(sFss 可見,取樣定理必須滿足兩個條件:可見,取樣定理必須滿足兩個條件: 一個在一個在 頻譜區(qū)間頻譜區(qū)間( )以外為零的頻帶有限信號以外為零的頻帶有限信號(帶限信號帶限信號) ,可以唯一地由其均勻時間間隔,可以唯一地由其均勻時間間隔 上的取樣值上的取樣值 確定。確定。f t ( )mm,f nTS()TTfSSm121. 必須為必須為帶限信號帶限信號,即在,即在f t ( )m時,其頻譜時,其頻譜 F( ) 02. 取樣頻

12、率不能過低取樣頻率不能過低,必須滿足,必須滿足 ffSm2fS 當(dāng)取樣頻率當(dāng)取樣頻率 大于或等于信號帶寬的兩倍時大于或等于信號帶寬的兩倍時,可以,可以從從 中恢復(fù)原信號。中恢復(fù)原信號。ftS( )由于這時由于這時響應(yīng)信號的頻譜響應(yīng)信號的頻譜沒有被破壞,從頻域沒有被破壞,從頻域的觀點,它的觀點,它沒有丟失原信號的任何信息沒有丟失原信號的任何信息。fS當(dāng)取樣頻率當(dāng)取樣頻率 大于或等于信號帶寬的兩倍,可大于或等于信號帶寬的兩倍,可從從 這恢復(fù)原信號。這恢復(fù)原信號。ftS( )定義定義ffSmmin 2為奈奎斯特取樣率。為奈奎斯特取樣率。根據(jù)抽樣定理可知,要無失真地恢復(fù)原始信號應(yīng)滿足;(3)需通過理想

13、濾波器恢復(fù)原始信號(1)模擬信號為帶限信號。( 2)抽樣函數(shù)為周期函數(shù)序列折疊噪音實用的低通濾波器都有一定的過渡帶,因此在實際應(yīng)用中必須滿足 ,使各相鄰邊帶間有一定的防衛(wèi)間隔即防衛(wèi)帶。wsff2如:話音信號限制在0.33.4khz頻率范圍之內(nèi),因此,若只傳送語音的有效成份,必須把0.33.4khz以外的頻率成份去掉,否則會產(chǎn)生折疊失真.ITU-T(國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準化部門)建議話音信號的抽樣頻率為8kHZ2 量化(量化(Quantizing)將將幅度連續(xù)變化的信號變成離散信號幅度連續(xù)變化的信號變成離散信號的處理過程稱為量化的處理過程稱為量化實質(zhì):一個化零取整的過程方法:樣值的最大變化范圍劃分

14、成若干個相鄰的間隔。當(dāng)某樣值落在某一間隔內(nèi),其輸出數(shù)值就用此間隔內(nèi)的某一個固定值來表示兩種量化方法:均勻量化和非均勻量化l實際上沒有必要精確地等于它,因為信號在傳送過程中存在的噪聲會掩蓋信號的微弱變化,而且接收信號的最終器官耳朵(對聲音而言)和眼睛(對圖像而言)區(qū)分信號細微變化的靈敏度是有限的。取量化間隔的中間值為量化值,量化最誤量化最誤差為差為/2。(1) 均勻量化(Uniform Quantizing)采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化,那么這種量化稱為均勻量化 ,也稱線性量化。a.特性:任何一個量化器都有一定的量化范圍。通常取-u+u。在均勻量化情況下,量化級數(shù)N與量化間隔的關(guān)系:

15、=2U/Nl 量化過程:將幅度域連續(xù)取值的信號在幅度域上劃分為若干個分層,在每一個分層范圍內(nèi)的信號值用“四舍五入”的辦法取某一個固定的值來表示。l 這一近似過程一定會產(chǎn)生誤差。量化誤差就是指量化前后信號之差,通常用功率來表示,稱之為量化噪聲量化噪聲。l 量化誤差一旦產(chǎn)生,在接收端就無法量化誤差一旦產(chǎn)生,在接收端就無法消除。消除。b 量化噪聲量化產(chǎn)生誤差,其對通信質(zhì)量產(chǎn)生影響,以噪聲的形式出現(xiàn),稱為量化噪聲??朔姆椒ǎ涸黾恿炕墧?shù),使量化間隔克服的方法:增加量化級數(shù),使量化間隔 相相對于信號幅值的大小可以忽略不計。對于信號幅值的大小可以忽略不計。c.均勻量化信噪比:信號平均功率與量化噪音平均功

16、率之比。信號平均功率與量化噪音平均功率之比。量化器的量化器的量化噪聲隨著量化級數(shù)量化噪聲隨著量化級數(shù)M的增加而提高,的增加而提高,量化量化級數(shù)的選取級數(shù)的選取是根據(jù)量化器的是根據(jù)量化器的量化信躁比量化信躁比的要求的要求確定的。確定的。均勻量化的特點:無論信號大小,量化間隔相等,均勻量化的特點:無論信號大小,量化間隔相等,量化的躁聲功率不變量化的躁聲功率不變。= (幅度)(幅度)小信號的量化小信號的量化信躁比太小信躁比太小,不能滿足通信質(zhì)量要求,大信號的信,不能滿足通信質(zhì)量要求,大信號的信躁大,遠遠滿足要求。躁大,遠遠滿足要求。為解決小信號的量化信躁比太小,需要加大量化級為解決小信號的量化信躁比

17、太小,需要加大量化級數(shù)數(shù)M;M過大,大信號的信躁比過大,同時編碼復(fù)雜,過大,大信號的信躁比過大,同時編碼復(fù)雜,信道利用率過低。信道利用率過低。(2)非均勻量化: 量化原理是量化級間隔隨信號幅度的大小量化原理是量化級間隔隨信號幅度的大小自動調(diào)整。相對來說,在不增大量化級數(shù)自動調(diào)整。相對來說,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的的條件下,非均勻量化能使信號在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達到要求動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達到要求。l 信號幅度小時,量化間隔小其量化誤差也信號幅度小時,量化間隔小其量化誤差也小??;l信號幅度大時,量化間隔大,其量化誤差信號幅度大時,量化間隔大,其量化誤差也大也大。l

18、采用非均勻量化可以改善小信號的量化信采用非均勻量化可以改善小信號的量化信噪比噪比。l模擬壓擴法:將抽樣值通過壓縮后再進行均勻量化;l即在發(fā)送端,抽樣信號先經(jīng)過壓縮器處理,再進行均勻量化,最后進行編碼;l接收端:為了還原,解碼后送入擴張器恢復(fù)原始信號;壓縮S(t)均勻量化編碼解解碼碼信道擴張S(t)非均勻量化實現(xiàn)框圖(b) 13折線A律A律函數(shù)表達式為A=87.6A律十三折線是A律(A=87.6)函數(shù)量化曲線的折線逼近折線逼近,也稱A87.6/13折線量化 lnA1AXy)10(AX lnA1lnAX1y) 11( XA13折線折線A律壓縮特性律壓縮特性0 xy1 7/86/85/84/83/8

19、2/81/81/16 1/8 1/4 1 /2 1 1/32 1/641/128畫法: 由于在+1,-1之間非均勻量化級只有8級,量化誤差太大,故實際應(yīng)用中在每段內(nèi)再均勻分十六份,則共有不均勻量化級16*8=128.我們把最小量化間隔 稱為基本量化單位 (量化級別), = =(1/128)/16=1/2048,用基本量化單位來衡量11在發(fā)信端對非均勻量化后的樣值數(shù)字信號利3.編碼和解碼(1)編碼(Encoding)是一個模數(shù)變換過程用給定的方案變換成串行的二進制碼序列,常見的編碼:l 自然二進制碼:簡單易行;缺點:由3變成4的時候每一位都要變。l 格雷碼:相鄰電平間轉(zhuǎn)換,只有一位發(fā)生變化;缺點

20、:每一位碼沒有確定大??;l 折疊二進制碼:沿中心電平上下對稱,適于表示正負對稱的雙極性碼;量化段落碼電平范圍()段落碼段落起始電平()量化間隔i()段內(nèi)碼權(quán)值()a2a3a4a5a6a7a8101600001842121632001161842133264010322168424641280116443216845128256100128864321686256512101256161286432167512102411051232256128643281024204811110246451225612864表2.2 13折線A律電平范圍及其段落碼列表在13折線A律中,采用8位編碼a1,a2,

21、a3,a4,a5,a6,a7,a8來表示一次取樣的幅值大小.l極性碼a1表示樣值的正負;樣值為正時,a1=1;樣值為負時,a1=0.即以此來表示電平取值是在x的正半軸還是x的負半軸,l用三位二進碼a2a3a4的8個折線段之一,因此,又稱a2a3a4為段落碼,l用四位二進碼a5a6a7a8的16種組合狀態(tài)分別表示折線段內(nèi)16個均分小段的值,稱為段內(nèi)碼。下面舉例說明折疊碼的編碼方法。例:某抽樣量化后的樣值信號IS=445,按A律13折線變?yōu)?位二進制碼。步驟1:抽樣值IS=445為正值,故確定極性碼a1=1。以下是幅度編碼a2a8步驟2: a2表示樣值信號在8段中的哪四段內(nèi),以第五段起始電平Ib5

22、=128為對分點。因為IS=445128,故a2=1,即信號在上四段(58段)。步驟3:a3表示樣值信號在4段中的哪兩段內(nèi),本例以第七段起始電平Ib7=512為對分點。因為IS=445512,故a3=0,即信號在上四段中的下兩段(5、6段)。 步驟4:a4表示樣值信號在兩段中的哪一段內(nèi),本例以第6段起始電平Ib 6=256為對分點。因為IS=445256,故a4=1,即信號在下兩段中的上一段(第6段)。所以段落碼a2a3a4為101。該段的起始電平為256,級差6=16,下面確定段內(nèi)碼a5a6a7a8。段內(nèi)碼表示段內(nèi)16個均分小段的值。段內(nèi)碼的判定值的提供可用下式表示:a5碼:Ig=Ibi+8

23、i(2.2)a6碼:Ig=Ibi+(8i)a5+4ia7碼:Ig=Ibi+(8i)a5+(4i)a6+2ia8碼:Ig=Ibi+(8i)a5+(4i)a6+(2i )a7+i步驟5:a5表示信號在本段內(nèi)16等分中的哪8等分內(nèi),就以此段的第8等分為分界點,其判定值為:Ig=Ib6+86=256+816=384()IS=445384,故a5=1,信號在第六段的上8等分。步驟6:a6表示信號在上8等分中的哪4等分內(nèi),就以此等分為分界點,其判定值為:Ig=Ib6+(86)a5+46 =256+8161416=448()IS=445448,故a6=0,信號在上8等分的下4等分(9、10、11、12等分)

24、。 步驟7:a7表示信號在下4等分中的哪2等分內(nèi),就以此等分為分界點,其判定值為:Ig =Ib6+(86)a5+(46)a6 26 =256+81614160216=416()IS=445416,故a7=1,信號在下4等分的上2等分(11、12等分)。步驟8:a7、8表示信號在上2等分中的哪1等分內(nèi),就以此等分為分界點,其判定值為:Ig =Ib6+(86)a5+(46)a6(26 )a76=256+81614160216116=432()IS=445432,故a8=1,信號在上2等分的上1等分(第12等分)。 幅度編碼的碼字為:1011011。表示信號在第6 6段中段中1616等分的第等分的第

25、1212等分等分。信號IS=445最后編碼為:11011011。 l定義:解碼是在收信端將收到的二進制碼序列還原成相應(yīng)幅度的量化值,又稱數(shù)模變換,是編碼的反過程。l過程:首先區(qū)分收到的碼組首位即極性碼是“1”還是“0”以確定極性,然后根據(jù)段落碼a2a3a4判斷在哪一碼組以得到該碼組的起始電平。段內(nèi)碼a5a6a7a8按位加權(quán)求和,并加上起始電平一起輸出。為使解碼后誤差小于i/2 ,(i 為量化間隔,i=1,2,8),改善信噪比,在解碼時一般固定加上i/2 量的附加電平。(2)解碼lIc=IBi+(8a5+4a6+2a7+a8)il修正后的公式:lIc=IBi+(8a5+4a6+2a7+a8)i+

26、 i /2l時分多路通信的概念l同步技術(shù)l位同步l幀同步量化編碼解碼信道1路2路n路n路2路1路低通濾波分配器抽樣(合路門)分路門低通重建1n221n時分多路通信模型發(fā) 端收 端分配器K1K2l幀結(jié)構(gòu)的概念:l完成數(shù)字通信全過程,除對各個話路進行編、解碼外,還必須有定時、同步等措施。在數(shù)字通信系統(tǒng)中,各種信號(包括加入的定時、同步等信號)都是嚴格按時間關(guān)系進行的。在數(shù)字通信中把這種嚴格的時間關(guān)系稱為幀結(jié)構(gòu)。l30/32路時分復(fù)用系統(tǒng)l30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)說明*F0F1F2F3F15F0幀同步話路話路信令話路話路1 0 0 1 1 0 1 10 0 0 0 1A1xxxx1xxxx1A11

27、1 1 1 1a b c d ac da badcdcbb1幀1幀=256bit12us,32路時隙每路8bitTS0 TS1TS15TS16TS17TS31復(fù)幀同步復(fù)幀對告抽樣信息碼F0幀偶幀奇幀F(xiàn)1幀F(xiàn)2幀l時分復(fù)用:各路信號分配有不同的時間間隔進行通信,每一路信號分配的一個時間間隔稱為:時隙(Time Slot)。l一個采樣周期(125us)內(nèi),每個話路的PCM信號按時分復(fù)用方式順序出現(xiàn)一次所形成的時分復(fù)用信號稱為幀。lPCM 30/32共32個時隙,每個時隙為:125/32=3.9us。其中TS0是傳送幀同步信號,TS16傳送信令,其他30路是話音信號。l復(fù)幀: l每一路語音信號都需要

28、信令的支持才能進行通信,PCM 30/32系統(tǒng)有30個話路,因此必須傳輸30路信令;l一路信令信號只需要4bit,1個TS16 可以傳送兩路信令,15個TS16(15幀)可以傳送30路信令;l信令信號每隔16幀傳送一次,16幀稱為1復(fù)幀。lPCM 30/32系統(tǒng)每個話路語言信號抽樣頻率為:40002hz,每個樣值經(jīng)過量化后編為8位碼,每個話路的碼速率為64kbit/s;l一幀有32時隙;l總碼速率為:2.048Mbit/s,一般記為2M一次群速率,基群速率。*l系統(tǒng)框圖不要求l定時系統(tǒng)的作用l發(fā)端定時系統(tǒng)l收端定時提取l同步是數(shù)字通信的基本要求之一。如果收端和發(fā)端不能很好的同步,數(shù)字通信是無法

29、進行的。同步包括位同步、幀同步、復(fù)幀同步和網(wǎng)同步。位同步(時鐘同步,碼元同步)位同步的基本含義是收發(fā)兩端的時鐘頻率必須同頻、同相,如圖2-4-1所示。這樣接收端才能正確接收和判決發(fā)送端送來的每一個碼元。l 數(shù)字通信系統(tǒng)中消息是一串相繼的信號碼元序列,接收端必須知道每個碼元的出現(xiàn)時刻,從而對碼元進行判別。 同頻就是要求發(fā)送端發(fā)送了多少個碼元,接收端必須產(chǎn)生同樣多的判決脈沖。圖圖2-4-1 位同步示意圖位同步示意圖l由于信道不理想,矩形脈沖到達接收端會產(chǎn)生鐘形脈沖,在碼元中心:信號電平最高,同相即再生判決脈沖應(yīng)該對準碼元的中心,此時識別率最高。如果不能對準最佳判決時刻,易出現(xiàn)誤碼。判決脈沖的頻率應(yīng)

30、該等于發(fā)送信號的頻率。l實現(xiàn)位同步的方法很多,現(xiàn)在最常用的方法是接收端直接從接收到的信碼流中提取時鐘信號,作為接收端的時鐘基準,去校正或調(diào)整接收端本地產(chǎn)生的時鐘信號,使收發(fā)雙方時鐘保持同步。幀同步l幀同步的作用是實現(xiàn)語音信號的正確分路。接收端不僅需要正確的區(qū)分哪8路比特是一組,代表一個抽樣值,而且還要正確區(qū)分出它是代表哪路話音信號的。l 常用方法:同步碼*l PCM鐘通過TS0時隙傳送同步碼:10011011,收端一旦識別出幀同步碼10011011 :便可知隨后的8位碼為一個碼字且是第一話路的,以此類推可以正確接收每一路信號。l 復(fù)幀同步l 復(fù)幀同步:實現(xiàn)信令信號的正確分路。發(fā)送端在F0幀TS

31、16時隙的前4比特插入特殊碼0000,接收端只要識別出這一碼型,判斷出是F0幀,以后依次為F1,F2。l F0幀TS16時隙第6位碼A2為復(fù)幀失步對告碼,A2=1表示復(fù)幀失步,A2=0表示復(fù)幀同步。l在數(shù)字通信網(wǎng)內(nèi),若數(shù)字交換設(shè)備之間的時鐘頻率不一致,當(dāng)外來信號與交換設(shè)備內(nèi)的時鐘頻率有差異時,則在進行比特同步時會產(chǎn)生滑動。滑動會使信號受到損傷,影響通信質(zhì)量,若頻差過大,則可能使信號產(chǎn)生嚴重錯誤,直至通信中斷。l語言通信中,出現(xiàn)一次滑動會產(chǎn)生一次“喀嚓”聲,影響話音質(zhì)量。圖像滑動可能造成不能周期更新數(shù)據(jù),產(chǎn)生定格。l現(xiàn)代通信系統(tǒng)往往在多點之間實現(xiàn)互連,從而構(gòu)成通信網(wǎng)。為了保證在通信網(wǎng)中各點之間可

32、靠通信,則必須在網(wǎng)內(nèi)建立一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準,即實現(xiàn)網(wǎng)同步。后面的課程中介紹(第五章)。l數(shù)字信號復(fù)接的概念lPCM復(fù)用與復(fù)接lITU-T兩類數(shù)字速率與復(fù)接等級l數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的單元功能l按位復(fù)接與按字復(fù)接l同步復(fù)接與異步復(fù)接l碼速不同l碼速調(diào)整l同步復(fù)接l異步復(fù)接l數(shù)字復(fù)接技術(shù)就是把兩個或兩個以上分支數(shù)字信號按時分復(fù)用方式匯接成為單一的復(fù)合數(shù)字信號的過程。具體來說,通過數(shù)字復(fù)接技術(shù)把PCM數(shù)字信號由低次群逐級合成為高次群以適應(yīng)在高速線路中傳輸。l為什么使用數(shù)字復(fù)接代替PCM復(fù)用 PCM復(fù)用瓶頸在PCM 30/32路系統(tǒng)中,將30路話音信號分別用8kHz抽樣頻率進行抽樣,然后對每個抽樣值編8位碼,

33、其數(shù)碼率為30880001920kbit/s若傳送120路話路,其數(shù)碼率將達到120880007680kbit/s。 平均到每個樣值的編碼時間僅1s多一點,對編碼電路速度及對元器件的精度 要求很高,不太容易實現(xiàn)??朔款i的技術(shù)數(shù)字復(fù)接把若干個經(jīng)過PCM復(fù)用的信號(如30/32路機群系統(tǒng))進行時分復(fù)用以形成更多路數(shù)的數(shù)字通信,這一過程稱為數(shù)字復(fù)接。l為促進數(shù)字通信設(shè)備的通用化,為促進數(shù)字通信設(shè)備的通用化,ITU-T推推薦了兩類數(shù)字速率和復(fù)用等級,下表顯示薦了兩類數(shù)字速率和復(fù)用等級,下表顯示出北美,日本,歐洲和中國一次群、二次出北美,日本,歐洲和中國一次群、二次群、三次群、四次群的速率。群、三次群

34、、四次群的速率。l我國一、二、三、四次群(分別稱為我國一、二、三、四次群(分別稱為E1、E2、E3、E4)的速率常簡稱為)的速率常簡稱為2Mbit/s、8Mbit/s、32Mbit/s、140Mbit/s。l北美和日本一次群(以北美和日本一次群(以T1表示)的速率表示)的速率簡稱為簡稱為1.5Mbit/s。一 次 群 (基 群 )二 次 群三 次 群四 次 群美 2 4 路1.544M bit/s24 4=96路6.312M bit/s96 7=672路44.736M bit/s672 6=4032路274.176M bit/s日 本2 4 路1.544M bit/s24 4=96路6.312

35、M bit/s96 5=480路32.064M bit/s480 3=1440路 97.728M bit/s歐 洲中 國3 0 路 2.048M bit/s30 4=120路 8.448M bit/s120 4=480路34.368M bit/s480 4=1920路139.264M bit/s地區(qū)北美244=96路6.312Mbit/s967=672路44.736Mbit/s6726=4032路274.176Mbit/s 日本244=96路6.312Mbit/s965=480路32.064Mbit/s4803=1440路 97.728Mbit/s 歐洲 中國304=120路 8.448Mbi

36、t/s1204=480路34.368Mbit/s4804=1920路139.264Mbit/s表表2-1 數(shù)字復(fù)接系列數(shù)字復(fù)接系列注意:注意:二次群的標(biāo)準速率:二次群的標(biāo)準速率:8448K2048*4,其他高次群的復(fù)接速率也存在類似問題。多出其他高次群的復(fù)接速率也存在類似問題。多出來的碼元是用來解決幀同步,業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)和控制來的碼元是用來解決幀同步,業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)和控制等。等。l數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器 組成。其中數(shù)字復(fù)接器由調(diào)整、定時、復(fù)接調(diào)整、定時、復(fù)接三個單元組成,完成數(shù)碼流的合路。數(shù)字分接器由同步、定時、分接和恢復(fù)單元組成,在接收端把收到的高 次群分離到各分支路中去。l 供給時鐘頻率

37、使分接器與復(fù)接器基 準時鐘保持同步。l 調(diào)整單元的作用是把各輸入支路信號的碼速調(diào)整到與定時信號信號完全一致,由復(fù)接單元對各支路復(fù)接形成一個合路數(shù)碼流,稱為高次群。接收端的分接、恢復(fù)單元則實現(xiàn)復(fù)接、調(diào)整的反過程。定 時調(diào)整復(fù)接外部時鐘恢復(fù)分接定 時同步 外線高次群分支1分支2分支3分支4分支1分支2分支3分支4復(fù)接器分接器按位復(fù)接依照被復(fù)接支路的順序,每次只取一個支路的一位碼進行復(fù)接 按字復(fù)接按字復(fù)接是每次復(fù)接一個支路的一個碼字 按幀復(fù)接 按幀復(fù)接是每路每次插入一個幀的復(fù)接方式 CH11111 1 0 0 0支路11 111 10 00 支路21111 0 000 支路31 11 11 支路40

38、 0 0基群各支CH1時隙中數(shù)碼11110101100001101001111101001011二次群按位復(fù)接二次群按位復(fù)接l優(yōu)點 簡單方便 循環(huán)周期短 存儲器容量較小l缺點 不利于信號交換 l用途按位復(fù)接又稱逐位復(fù)接或比特復(fù)接,是較常用的一種復(fù)接方式。 l優(yōu)點 利于話路語音交換 l缺點 循環(huán)周期較長 緩沖存儲空間較大l用途按字復(fù)接,利于話路語音交換,所以被逐步采用 l優(yōu)點 不破壞原來各支路的幀結(jié)構(gòu) 利于交換 l缺點 需要大容量的緩沖存儲器 l用途按幀復(fù)接,由于需要大容量的緩沖存儲器,故極少使用 l同步復(fù)接是用一個高穩(wěn)定的主 時鐘來控制被復(fù)接的幾個低次群,使這幾個低次群的碼速統(tǒng)一在主時鐘的頻率

39、上,這樣就 達 到系統(tǒng)同步的目的。 l同步復(fù)接同步復(fù)接是用一個是用一個高穩(wěn)定的主時鐘來高穩(wěn)定的主時鐘來控制被復(fù)接的幾個低次群信號控制被復(fù)接的幾個低次群信號,使這,使這幾個低次群的碼速統(tǒng)一在主時鐘的頻幾個低次群的碼速統(tǒng)一在主時鐘的頻率上率上,達到同頻、同相,即不僅低次,達到同頻、同相,即不僅低次群信號速率相同,而且碼元邊緣對齊。群信號速率相同,而且碼元邊緣對齊。l 異步復(fù)接異步復(fù)接各各低次群使用各自的時鐘低次群使用各自的時鐘,因此需要先進行因此需要先進行碼速調(diào)整碼速調(diào)整。l由于各分支路碼流的速率可能存在著微小的差異,所以在進行復(fù)接后數(shù)碼之間就有可能在某一段發(fā)生重疊,如后圖示。數(shù)碼重疊讓接收端無法分辨出支路信號。l由上可見,由于各支路數(shù)碼率不完全一致的原因,是不能將各低次

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論