【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(hào)的幅度變化。在不增大量 化級(jí)數(shù)的條件下，非均勻量化能使信號(hào)在較寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達(dá)到要求。 ?量化失真在信號(hào)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(gè)相鄰的間隔。 模擬信號(hào)的數(shù)字化處理 1. 抽樣 ? 抽樣過程：將時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的模擬信號(hào)在時(shí)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(hào)質(zhì)量的前提下，盡可能地去除或降低信號(hào)中冗余信息，以減小傳輸所用帶寬。 數(shù)字信號(hào)經(jīng)過信道傳輸時(shí) ， 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(hào)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(hào)中增加一些多余的字符，以求自動(dòng)發(fā)現(xiàn)或糾正傳輸中發(fā)生的錯(cuò)誤，其目的是提高信號(hào)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(hào)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(jì)算機(jī)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(hào)傳輸?shù)挠绊憽? ?信道與噪聲的特性及其對信號(hào)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(diǎn)： ?傳輸質(zhì)量高、抗噪聲性能強(qiáng) ?抗干擾能力強(qiáng) ?保密性好 ?易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合 ?數(shù)字信號(hào)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(hào)特性與信道的特性相適應(yīng)，使信號(hào)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(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，使接收端獲知所收數(shù)字信號(hào)中每個(gè)符號(hào)（碼元）的準(zhǔn)確起止時(shí)刻，從而同步地進(jìn)行接收。 返回 模擬信號(hào)的數(shù)字化處理 ?對時(shí)間連續(xù)和取值連續(xù)的原始語音和圖像等模擬信號(hào)，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(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散和取值離散的數(shù)字信號(hào) 模擬信號(hào)的數(shù)字化處理 ?模擬信號(hào)數(shù)字化過程： ①抽樣：用時(shí)間間隔確定的信號(hào)樣值序列來代替原在時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)，在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化。 ? 抽樣目的：實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)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(huì)造成大信號(hào)時(shí)的信噪比有余而小信號(hào)時(shí)的信噪比不足，且編碼位數(shù)多（語音信號(hào)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(hào)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(hào)。 ?方法的優(yōu)化：在算法復(fù)雜度和時(shí)延之間找到平衡點(diǎn)，并向更低比特率方移動(dòng)該平衡點(diǎn)。 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(shí)間上分段，每段取樣后經(jīng)數(shù)字正交變換轉(zhuǎn)至頻域（時(shí)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(shí)域信號(hào)，再將各時(shí)段信號(hào)連成語音，速率為 12~16 kbit/s 。 ?模擬方式下傳輸一路電話信號(hào)，需一條帶寬為 4kHz的模擬話路；而一路標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)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(hào)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?cái)?shù)來表示和重建圖像，就可實(shí)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(dòng)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)： MPEG MPEG MPEG MPEG7 ?多媒體會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)： 、 ； 返回 信道復(fù)用 ?信道復(fù)用：多個(gè)用戶同時(shí)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(shí)分復(fù)用（ TDM） 信號(hào)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(hào)在頻率、時(shí)間、碼型等參量上的不同，將各路信號(hào)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(gè)子頻帶，分別分配給不同的用戶形成各自的傳輸子通路。 ?時(shí)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(hào)（包括加入的定時(shí)、同步等信號(hào)）嚴(yán)格按時(shí)間關(guān)系進(jìn)行，該時(shí)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(hào)還原成連續(xù)的模擬信號(hào)，取樣頻率需采用 8 000 Hz， 即每隔 125μs取樣一次，該時(shí)間間隔稱為一幀。 ?采用動(dòng)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(diǎn)。 返回 同步技術(shù) ?通信過程中信號(hào)處理和傳輸都在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行，幀同步是實(shí)現(xiàn)時(shí)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(shí)、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(hào)的復(fù)接方式 ?數(shù)字信號(hào)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(hào)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(gè)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(hào)的基帶傳輸 ?基帶是由消息轉(zhuǎn)換而來的原始信號(hào)所固有的頻帶，不搬移基帶信號(hào)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(hào)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(hào)進(jìn)行均衡和放大，對已失真信號(hào)進(jìn)行判決，再生出與發(fā)送信號(hào)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(hào)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(hào)頻率） ，基帶信號(hào)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(hào)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(hào)的頻率或相位隨基帶信號(hào)成比例地變化。 ?標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)中載波分量不攜帶基帶信號(hào)的信息，但占