【正文】 ：與均勻量化特性對應(yīng)的編碼碼組中各碼位的權(quán)值 固定，不隨輸入信號的幅度變化。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動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達(dá)到要求。 ?量化失真在信號中的表現(xiàn)類似于噪聲，也有很寬的頻譜，被稱為量化噪聲，并用信噪比來衡量。 ?量化方法：把樣值的最大變化范圍劃分成若干個相鄰的間隔。 模擬信號的數(shù)字化處理 1. 抽樣 ? 抽樣過程：將時間和幅度上都是連續(xù)的模擬信號在時間上離散化。 ?壓縮編碼技術(shù)：為提高傳輸效率，在保證一定信號質(zhì)量的前提下，盡可能地去除或降低信號中冗余信息，以減小傳輸所用帶寬。 數(shù)字信號經(jīng)過信道傳輸時 ， 信道的傳輸特性以及進(jìn)入信道的外部加性噪聲都將對數(shù)字信號加以影響 。 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念 ?信道編碼：在經(jīng)過信源編碼的信號中增加一些多余的字符，以求自動發(fā)現(xiàn)或糾正傳輸中發(fā)生的錯誤，其目的是提高信號傳輸?shù)目煽啃浴? ?同步問題。 ?數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理。 ?調(diào)制與解調(diào)原理。數(shù)字通信已成為現(xiàn)代通信技術(shù)的主流。 ?了解數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕獌?nèi)容?，F(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ) Introduction to Modern Communication Technology 第二版 第 2章 通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) ?理解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念 。 ?了解數(shù)字調(diào)制技術(shù)基本類型及應(yīng)用。數(shù)字通信系統(tǒng)中融合了計算機軟硬件技術(shù)，是構(gòu)成現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。 ?信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊憽? ?信道與噪聲的特性及其對信號傳輸?shù)挠绊憽? 返回 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念 ?數(shù)字通信的特點： ?傳輸質(zhì)量高、抗噪聲性能強 ?抗干擾能力強 ?保密性好 ?易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合 ?數(shù)字信號可壓縮 ?設(shè)備體積小、重量輕 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念 ?數(shù)字通信系統(tǒng)模型如 圖 21所示。 ?調(diào)制 ：目的是使經(jīng)過編碼的信號特性與信道的特性相適應(yīng)，使信號經(jīng)過調(diào)制后能順利通過信道傳輸。 ?同步 ：數(shù)字通信系統(tǒng)中發(fā)送端和接收端之間需有共同的時間標(biāo)準(zhǔn)，使接收端獲知所收數(shù)字信號中每個符號（碼元）的準(zhǔn)確起止時刻，從而同步地進(jìn)行接收。 返回 模擬信號的數(shù)字化處理 ?對時間連續(xù)和取值連續(xù)的原始語音和圖像等模擬信號，若以數(shù)字方式進(jìn)行傳輸，在發(fā)送端應(yīng)先進(jìn)行模／數(shù)（ A／ D）變換， 將原始信號轉(zhuǎn)換為時間離散和取值離散的數(shù)字信號 模擬信號的數(shù)字化處理 ?模擬信號數(shù)字化過程： ①抽樣：用時間間隔確定的信號樣值序列來代替原在時間上連續(xù)的信號，在時間上將模擬信號離散化。 ? 抽樣目的：實現(xiàn)信號的時分多路復(fù)用。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)的某一固定值來表示。 ?均勻量化方式會造成大信號時的信噪比有余而小信號時的信噪比不足，且編碼位數(shù)多（語音信號需編 11位碼），加大了編碼的復(fù)雜性，并對傳輸信道有更高的要求。 ?標(biāo)準(zhǔn)化的非均勻量化特性： A律 13折線壓縮特性（我國采用，如 圖 23所示）和 μ律 15折線壓縮特性。 ?非線性編碼：具有非均勻量化特性的編碼碼組中各碼位的權(quán)值隨著輸入信號的幅度變化。在接收端，將收到的 PCM 碼（二進(jìn)制碼組）通過濾波器濾去大量的高頻分量，還原成 模擬語音信號。 ?方法的優(yōu)化：在算法復(fù)雜度和時延之間找到平衡點，并向更低比特率方移動該平衡點。 語音編碼技術(shù) ①脈沖編碼調(diào)制（ PCM） ? PCM是固定電話、長途中繼和光纖傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)碼型，速率為64 kbit/s，采用壓擴(kuò)技術(shù)，即非均勻量化。 語音編碼技術(shù) ⑤自適應(yīng)變換編碼（ ATC） ?將語音在時間上分段，每段取樣后經(jīng)數(shù)字正交變換轉(zhuǎn)至頻域（時域－頻域變換），取相應(yīng)各組頻域系數(shù)，然后對系數(shù)進(jìn)行量化、編碼和傳輸；對接收端則進(jìn)行相反處理，以恢復(fù)時域信號，再將各時段信號連成語音，速率為 12~16 kbit/s 。 ?模擬方式下傳輸一路電話信號，需一條帶寬為 4kHz的模擬話路；而一路標(biāo)準(zhǔn)電視信號的帶寬是 6 MHz， 需要 1000條以上的模擬話路。 ?圖像信息量大，而模擬信號壓縮方法的壓縮率很小，且對圖像質(zhì)量的影響較大。 ?體積小、功耗低。 ?若只考慮光的能量而不考慮光的波長，在視覺效果上只有黑白深淺之分而無色彩變化，該圖像稱黑白圖像；對于彩色圖像，任一彩色可分解成紅、綠、藍(lán) 3種基色。 圖像編碼技術(shù) ?若能夠去除這些冗余信息，使用盡量少的比特數(shù)來表示和重建圖像，就可實現(xiàn)圖像的壓縮。 圖像編碼技術(shù) ?數(shù)字圖像壓縮編碼的主要國際標(biāo)準(zhǔn)： ?靜止圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)： JPEG、 JPEG2022等； ?活動圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)： MPEG MPEG MPEG MPEG7 ?多媒體會議標(biāo)準(zhǔn)： 、 ； 返回 信道復(fù)用 ?信道復(fù)用：多個用戶同時使用同一信道進(jìn)行通信。 ?目前大容量鏈路的復(fù)接基本為時分復(fù)用（ TDM） 信號的復(fù)接 信道復(fù)用概述 3. 多址接入 ?多路復(fù)用（復(fù)接）中，用戶是固定接入（或半固定接入）的，網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)先分配給各用戶共享。根據(jù)信號在頻率、時間、碼型等參量上的不同，將各路信號復(fù)用在同一信道中進(jìn)行傳輸。 多路復(fù)用技術(shù) 1. 頻分復(fù)用 ?頻分復(fù)用將傳輸媒介的頻帶資源劃分為多個子頻帶，分別分配給不同的用戶形成各自的傳輸子通路。 ?時分復(fù)用（ TDM） 是在固定電話網(wǎng)中被廣泛采用的一種標(biāo)準(zhǔn)體制。各種信號（包括加入的定時、同步等信號）嚴(yán)格按時間關(guān)系進(jìn)行，該時間關(guān)系稱為幀結(jié)構(gòu)。 ?為確保接收端能將離散的數(shù)字信號還原成連續(xù)的模擬信號，取樣頻率需采用 8 000 Hz， 即每隔 125μs取樣一次，該時間間隔稱為一幀。 ?采用動態(tài)分配資源的方式，可克服預(yù)分配資源方式（ TDM及FDM） 的缺點。 返回 同步技術(shù) ?通信過程中信號處理和傳輸都在規(guī)定的時隙內(nèi)進(jìn)行，幀同步是實現(xiàn)時分多路通信必不可少的條件之一。 （ 1）數(shù)字復(fù)接器 ?位于發(fā)送端，由定時、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成。 數(shù)字復(fù)接技術(shù) 3. 數(shù)字信號的復(fù)接方式 ?數(shù)字信號的復(fù)接要解決的問題： ?同步：是把若干數(shù)碼率不同的支路數(shù)字信號速率按一定規(guī)則，調(diào)整到一致且保持固定的相位關(guān)系。 ?按幀復(fù)接：按幀復(fù)接方式以幀為單位進(jìn)行復(fù)接，即依次復(fù)接每個基群的一幀碼。 ②北美和日本采用的 Mbit/s（ 24路 PCM） 。相應(yīng)的傳輸速率稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（ PDH） 。 返回 數(shù)字信號的基帶傳輸 ?基帶是由消息轉(zhuǎn)換而來的原始信號所固有的頻帶，不搬移基帶信號的頻譜而直接進(jìn)行傳輸?shù)姆绞椒Q為基帶傳輸。 2. 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)組成 ?數(shù)字信號基帶傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成如 圖 29所示。 返回 再生中繼與均衡技術(shù) 1. 再生中繼 ?對基帶信號進(jìn)行均衡和放大，對已失真信號進(jìn)行判決，再生出與發(fā)送信號相同的標(biāo)準(zhǔn)波形。 ?碼型變換設(shè)備要簡單可靠。 返回 調(diào)制技術(shù) ?調(diào)制是對信號源的編碼信息進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程。 調(diào)制的基本概念 2. 調(diào)制的種類 ?調(diào)制過程中，頻譜搬移以某正弦波為載波（其頻率遠(yuǎn)高于調(diào)制信號頻率） ，基帶信號調(diào)制到載波上。 ?相干解調(diào)：誤碼率比非相干解調(diào)低，其需要在接收端從信號中提取出相干載波（與發(fā)送端同頻同相的載波），設(shè)備相對較復(fù)雜。 ?角度調(diào)制（調(diào)頻和調(diào)相）：載波信號的頻率或相位隨基帶信號成比例地變化。 ?標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號中載波分量不攜帶基帶信號的信息，但占