数字通信系统概述ppt课件.ppt

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1、第4章数字通信系统概述4.1数字通信系统模型4.2数字复接技术4.3数字传输信号帧结构4.4数字传输信号的处理4.5数字信号的调制与解调4.1数字通信系统模型4.1.1数字通信系统模型结构通信就是信息的传递。用以完成信息传递整个过程的通信系统是由一整套技术设备硬件、软件和传输煤质所构成的总体。第1章我们已经讲过，就信号的传递通信系统可以分为两大类，即模拟通信系统和数字通信系统，我们这里主要讲授数字通信系统。完成数字信号产生、变换、传递及接收全过程的系统称之为数字通信系统。数字通信系统的模型可用图4.1来描述。图4.1数

2、字通信系统模型图4.1中，信息源是信息或信息序列的产生源。它泛指一切发信者，可以是人也可以是机器。他（它）们可以产生诸如声音、数据、文字、图像、代码等电信号。信源编码的主要功能是把人的话音以及机器产生的如文字、图表及图像等模拟信号变换成数字信号，即所谓的模/数（A/D）变换。信源和信源编码可设在通一物理体内，也可以分设。如现在的一般电话用户输出话音模拟信号（300～3400Hz），通过用户线送到数字程控交换局，通过话路模块（PCM单路编译码器）变换成64kb/s的数字信号，再进行时隙交换。（如数字电话机的信源输出就是数字

3、信号，计算机输出的数据信号等，无需信源编码。此时就可以省去信源编码部分。）信源编码：在完成多路数字信号复接为宽度数字信号之后，把此宽带数字信号送到传输的信道中去。根据各种传输信道的特性及对传输数字信号的要求（如有一定纠错能力、减少误码、从信码中提取时钟等），将信号变换成所谓的传输码型的过程程之为信道编码。如PCM基带传输码型HDB3码，光纤传输码型NRZ码、5B6B码、4B1H码等。数字调制：根据信道煤质特性对编码后的数字信号还要经过调制后送入信道中，如光纤信道中的光调制；在无线传输中，根据传输的数字速率、边带利用率、功

4、率利用率及误码率、设备的复杂程度等，可采用数字频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、幅移键控（ASK）及组合变换、变型等各种数字调制方式。信道：指传输信号的通道。根据信号特性，信道可以分为模拟信道和数字信道；根据传输煤质的不同，可以分为有线信道（明线、电缆、光纤信道等）和无线信道（短波电离层、散射信道、微波视距信道和卫星远程自由空间恒参信道）。在以上信道中，明线和电缆可以用来传输速率低的数字基带信号，其他信道均要进行数字调制。数字信号只经信道编码而不经调制就可以直接送到明线或电缆中去传输。我们把不经调制的数字信号称为数

5、字基带信号，把数字基带信号直接送到信道中传输的数字通信方式称为基带传输方式。经过调制后的数字信号称为数字频带信号，把调制后的数字频带信号送到信道中去传输为数字频带传输。根据现在接入网的定义，用户与交换机之间的所有机线设备称之为用户接入网。我们把信源（信源编码）与信道编码（交换节点）之间的传输称为接入信道。接入信道也可以分为有线和无线两类信道，此信道的显著特点是，突出了终端业务是业务提供点与最终用户之间的连接网络。这里讲的信道，主要是指长途或市话中继传输的数字通道。信号在长途传输时，到达接收端的信号总是不理想的，因为信道本

6、身有频率响应特性及衰减，信号在传输时会受到信道的干扰和噪声的影响。人们长期以来在研究、探讨并采取各种措施使其衰减、干扰及噪声降到最低限度。其中，一是采用数字信号传输------数字通信，它具有抗干扰性强、噪声不积累等优点；二是研究特性优良的传输信道，采用传输频带宽、衰减小、抗干扰性强的信道。现在广泛应用光纤信道以及远程自由空间恒参信道（卫星通信信道）等来改善信道质量。数字解调，即完成从数字频带信号中恢复出原来的宽带数字信号，再经过信道解码和码型反变换后分离成数字基带信号的过程；也可以是经信源解码，即D/A变换，还原为原始

7、模拟用户信号或分路数字信号（不经过信源解码，如计算机信号等）的过程。数字解调的收端相应技术与设备是发端技术与设备的逆变换。4.1.2数字通信系统的主要性能指标1.数字传输系统传输速率1)信息传输速率2)码元(符号)传输速率转换公式为(4.1.1)2.误码1)误码概念在数字通信中使用的是脉冲信号，即用“1”和“0”携带信息。由于噪声、串音及码间干扰以及其他突发因素的影响，当干扰幅度超过脉冲信号再生判决的某一门限值时，将会造成误判成为误码，如图4.2所示。图4.2噪声叠加在数字信号上的波形在传输过程中受到干扰（叠加

8、了噪声）的数字信号在判决点会出现两种情况：以单极性信号为例：可能把“1”码误判为“0”码，称为减码，也可能把“0”码误判为“1”码，称为增码。无论减码还是增码，都称为误码，误码用误码率来表征，定义为：数字通信系统中在一定统计时间内，数字信号在传输过程中发生错误的码元数与传输的总码元数之比，用符号Pe表示。产生错误码元