【正文】 量化量化v 量化過(guò)程：抽樣把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)，量化過(guò)程：抽樣把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)，但脈沖的幅度仍是連續(xù)的，還需進(jìn)行離散化處理（即對(duì)幅值但脈沖的幅度仍是連續(xù)的，還需進(jìn)行離散化處理（即對(duì)幅值進(jìn)行化零取整的處理），才能最終用數(shù)字來(lái)表示。信號(hào)的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量且有一定間隔的散值。信源編碼：針對(duì)信源發(fā)送信息所進(jìn)行的壓縮編碼。：多路信號(hào)重復(fù)使用一條信道。把消息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的設(shè)備。v 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理。收發(fā)兩端的變換過(guò)程以及基帶信號(hào)的特性。數(shù)字通信已成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)是構(gòu)成各種通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。 再生中繼與均衡技術(shù)167。 語(yǔ)音編碼技術(shù) 167。v 理解調(diào)制的基本概念，了解數(shù)字調(diào)制技術(shù)基本類型及主理解調(diào)制的基本概念，了解數(shù)字調(diào)制技術(shù)基本類型及主要應(yīng)用?，F(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)Modern Communication Technology課課 程程 提提 要要電信交換 無(wú)線通信 移動(dòng)通信光傳輸網(wǎng)通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 寬帶網(wǎng)絡(luò)通信 數(shù)據(jù)通信 第 2章 通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)v 理解數(shù)字通信的特點(diǎn)與系統(tǒng)模型。要應(yīng)用。 圖像編碼技術(shù) 返回主目錄返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介 信道復(fù)用 167。 數(shù)字傳輸?shù)某Ｓ么a型 返回主目錄返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介 調(diào)制技術(shù)167。數(shù)字通信已成為現(xiàn)代通信技術(shù)的主流。v 調(diào)制與解調(diào)原理。v 信道與噪聲的特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。v 信源編碼信源編碼 ：基本部分是壓縮編碼，用以減小數(shù)字信號(hào)的冗余：基本部分是壓縮編碼，用以減小數(shù)字信號(hào)的冗余度，提高數(shù)字信號(hào)的有效性；部分系統(tǒng)還包含加密功能，即度，提高數(shù)字信號(hào)的有效性；部分系統(tǒng)還包含加密功能，即在壓縮后再進(jìn)行保密編碼。數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念v 信道與噪聲信道與噪聲 ：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種信道可歸入基：按信道的傳輸頻帶區(qū)分，各種信道可歸入基帶信道和帶通信道兩類。v 信源編碼處理的前提：模擬信號(hào)的數(shù)字化。③③ 編碼：按一定規(guī)律，把量化后的信號(hào)編碼形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)編碼：按一定規(guī)律，把量化后的信號(hào)編碼形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字碼組輸出。進(jìn)行化零取整的處理），才能最終用數(shù)字來(lái)表示。與最小量化間隔的平方成正比。在不增大量原理：量化級(jí)間隔隨信號(hào)幅度的大小自動(dòng)調(diào)整。模擬信號(hào)的數(shù)字化處理模擬信號(hào)的數(shù)字化處理v 編碼的基本形式：編碼的基本形式：v 線性編碼：與均勻量化特性對(duì)應(yīng)的編碼碼組中各碼位的權(quán)值線性編碼：與均勻量化特性對(duì)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。在接收端，將收到的信號(hào)，并經(jīng)過(guò)數(shù)字信道傳輸。用盡可能少的信道容量，傳送質(zhì)量盡可能高的話音。的速率上獲得較為滿意的語(yǔ)音質(zhì)量。語(yǔ)音編碼技術(shù)語(yǔ)音編碼技術(shù)（（ 2）參量編碼）參量編碼v 在語(yǔ)音信號(hào)某特征空間抽取特征參量，構(gòu)造語(yǔ)音信號(hào)模型，在語(yǔ)音信號(hào)某特征空間抽取特征參量，構(gòu)造語(yǔ)音信號(hào)模型，利用參量量化過(guò)程生成碼字進(jìn)行傳輸，在接收端利用碼字重利用參量量化過(guò)程生成碼字進(jìn)行傳輸，在接收端利用碼字重建語(yǔ)音信號(hào)一種編碼方式。條以上的數(shù)字話路。模擬圖像信號(hào)傳輸時(shí)有噪聲積累效應(yīng)，使圖像傳輸劣化。易與聯(lián)網(wǎng)，便于綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用。v 圖像信號(hào)數(shù)字化處理過(guò)程： ① 抽樣 ② 量化圖像編碼技術(shù)圖像編碼技術(shù)v 圖像壓縮編碼原理：圖像壓縮編碼原理：v 圖像中存在信息冗余，是可以對(duì)其進(jìn)行壓縮的前提條件；圖圖像中存在信息冗余，是可以對(duì)其進(jìn)行壓縮的前提條件；圖像雖含有大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的。圖像編碼技術(shù)圖像編碼技術(shù)v 圖像壓縮編碼的核心思想：圖像壓縮編碼的核心思想：①① 消除像素點(diǎn)間數(shù)據(jù)的相關(guān)性。返回返回 信道復(fù)用概述信道復(fù)用概述1. 多路復(fù)用多路復(fù)用 v 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（ FDM））v 時(shí)分復(fù)用（時(shí)分復(fù)用（ TDM））v 碼分復(fù)用（碼分復(fù)用（ CDM））v 空分復(fù)用（空分復(fù)用（ SDM））v 波分復(fù)用（波分復(fù)用（ WDM））v 極化復(fù)用極化復(fù)用信道復(fù)用概述信道復(fù)用概述2. 多路復(fù)接多路復(fù)接v 復(fù)接：每條鏈路的多個(gè)信道分配給不同用戶使用，從而提復(fù)接：每條鏈路的多個(gè)信道分配給不同用戶使用，從而提高了鏈路的利用率，滿足幾個(gè)多路傳輸?shù)木W(wǎng)或鏈路間的互高了鏈路的利用率，滿足幾個(gè)多路傳輸?shù)木W(wǎng)或鏈路間的互連。v 多址技術(shù)：頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、空分多址、極多址技術(shù)：頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、空分多址、極化多址，以及其他利用信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性復(fù)用的多址技術(shù)等。v 多個(gè)復(fù)用系統(tǒng)的再?gòu)?fù)用和解復(fù)用稱為復(fù)接和分接。v 頻分多路復(fù)用設(shè)備復(fù)雜，成本較高，目前正逐步被時(shí)分多路頻分多路復(fù)用設(shè)備復(fù)雜，成本較高，目前正逐步被時(shí)分多路復(fù)用所替代。v 收發(fā)兩端的時(shí)分復(fù)用器應(yīng)保持嚴(yán)格的同步。v 典型的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)如典型的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)如 圖圖 27所示。vPCM 30／／ 32 將整個(gè)系統(tǒng)分為將整個(gè)系統(tǒng)分為 32個(gè)路時(shí)隙，其中個(gè)路時(shí)隙，其中 30個(gè)路時(shí)隙個(gè)路時(shí)隙分別用來(lái)傳送分別用來(lái)傳送 30路話音信號(hào)，路話音信號(hào)， 1個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送幀同步碼個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送幀同步碼， 1個(gè)路時(shí)隙用來(lái)傳送信令碼。為便于接收端能識(shí)別來(lái)自不同用戶終端的數(shù)據(jù)，發(fā)送端需要在用戶數(shù)據(jù)之前加上終端號(hào)或子信道號(hào)，常稱為標(biāo)記端需要在用戶數(shù)據(jù)之前加上終端號(hào)或子信道號(hào)，常稱為標(biāo)記多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)3. 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用 v 在頻分復(fù)用或時(shí)分復(fù)用方式中，不同的用戶分別占用不同的在頻分復(fù)用或時(shí)分復(fù)用方式中，不同的用戶分別占用不同的頻帶或時(shí)隙來(lái)進(jìn)行通信。號(hào)流分解還原成為相應(yīng)的各個(gè)低速數(shù)字信號(hào)。稱同步復(fù)接，只需相位調(diào)整即可實(shí)施復(fù)接。按位復(fù)接：按位復(fù)接的方式每次復(fù)接一位碼。號(hào)作進(jìn)一步的合并，成為更高規(guī)定速率的數(shù)字信號(hào)。為復(fù)接方便，對(duì)各支路比特流之間的異步范圍作了規(guī)定，這種對(duì)傳輸速率偏差的約束即為準(zhǔn)同步工作?，F(xiàn)了靈活、可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)。2. 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)組成數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)組成v 數(shù)字信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成如數(shù)字信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成如 圖圖 29所示。 返回返回 再生中繼與均衡技術(shù)再生中繼與均衡技術(shù)1. 再生中繼再生中繼v 對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行均衡和放大，對(duì)已失真信號(hào)進(jìn)行判決，再生對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行均衡和放大，對(duì)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。v 碼型變換設(shè)備要簡(jiǎn)單可靠。 返回返回 調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)v 調(diào)制是對(duì)信號(hào)源的編碼信息進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合于信道調(diào)制是對(duì)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^(guò)程。調(diào)制的基本概念調(diào)制的基本概念2. 調(diào)制的種類調(diào)制的種類v 調(diào)制過(guò)程中，頻譜搬移以某正弦波為載波（其頻率遠(yuǎn)高于調(diào)調(diào)制過(guò)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）制信號(hào)頻率） ，基帶信號(hào)調(diào)制到載波上。v 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)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(duì)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(duì)較復(fù)雜。v 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。v 如 圖 212所示。且含有載波分量。而變化，即把調(diào)制信號(hào)調(diào)制到載波的瞬時(shí)相位上。由原來(lái)的低頻信號(hào)搬移到高頻段。v （（ 2）二進(jìn)制頻移鍵控（）二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK）） 利用載波的頻率變換來(lái)傳遞利用載波的頻率變換來(lái)傳遞數(shù)字信號(hào)。v2DPSK指二進(jìn)制相對(duì)調(diào)相（二進(jìn)制差分相移鍵控），利用相指二進(jìn)制相對(duì)調(diào)相（二進(jìn)制差分相移鍵控），利用相鄰碼元載波相位的相對(duì)變化表示數(shù)字信號(hào)。v 信息速率相同時(shí)，可降低碼元速率，提高傳輸可靠性?；緮?shù)字調(diào)制技術(shù)基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)（（ 2）多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制）多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制v 多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相制，相數(shù)愈多傳輸速率愈高，多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相制，相數(shù)愈多傳輸速率愈高，但相鄰載波之間的相位差愈小，還將使得接收時(shí)的誤碼率增但相鄰載波之間的相位差愈小，還將使得接收時(shí)的誤碼率增加，且增加了設(shè)備的復(fù)雜性?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)vMQAM信號(hào)是一種幅度、相位復(fù)合調(diào)制信號(hào)，信號(hào)是一種幅度、相位復(fù)合調(diào)制信號(hào)， M表示已調(diào)波表示已調(diào)波的狀態(tài)數(shù)（是信號(hào)電平數(shù)的平方），不同狀態(tài)與不同的幅度的狀態(tài)數(shù)（是信號(hào)電平數(shù)的平方），不同狀態(tài)與不同的幅度和相位相對(duì)應(yīng)。得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)（（ 2）） OFDM的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) v 為提高頻帶利用率和增大傳輸速率，各路子載波的已調(diào)信號(hào)為提高頻帶利用率和增大傳輸速率，各路子載波的已調(diào)信號(hào)有部分重疊。由于信道傳輸特性不理想以及加性噪聲的影響，所接收到的信息不道傳輸特性不理想以及加性噪聲的影響，所接收到的信息不可避免地會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，從而影響傳輸系統(tǒng)的可靠性。所以，差錯(cuò)控制編碼有時(shí)又稱為糾錯(cuò)編碼。種校驗(yàn)關(guān)系。技術(shù)消除隨機(jī)差錯(cuò)。差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼（ 2） Turbo碼vTurbo碼是一種采用重復(fù)迭代譯碼方式的并行級(jí)聯(lián)碼。所示。v 突發(fā)差錯(cuò)：相對(duì)集中出現(xiàn)，即在短時(shí)段內(nèi)有很多錯(cuò)碼出現(xiàn)，而在其間有較長(zhǎng)的無(wú)錯(cuò)碼時(shí)間段，例如由脈沖干擾引起的錯(cuò)碼。 v 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼器分為信源編碼（解決通信的有效在數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼器分為信源編碼（解決通信的有效性問題）和信道編碼（解決通信的可靠性問題）。v 各路已調(diào)信號(hào)嚴(yán)格正交，以便接收端能完全分離出各路信號(hào)各路已調(diào)信號(hào)嚴(yán)格正交，以便接收端能完全分離出各路信號(hào)；每路子載波的調(diào)制為多進(jìn)制調(diào)制?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)3. 正交頻分復(fù)用（正交頻分復(fù)用（ OFDM）） v 一種采用多進(jìn)制、多載波、并行傳輸?shù)念l分復(fù)用調(diào)制體制。v 如 圖 217所示。v 如如 圖圖 216所示。v 在接收機(jī)輸入信噪比相同時(shí)，誤碼率高，設(shè)備復(fù)雜。如 圖圖 215所示。在二進(jìn)制情況下， “1”對(duì)應(yīng)于載波頻率對(duì)應(yīng)于載波頻率 f 1 ， “0”對(duì)對(duì)應(yīng)于載波頻率應(yīng)于載波頻率 f 2 。頻段。不能應(yīng)用疊加原理。分量和很低頻率分量的基帶信號(hào)。（無(wú)載波分量），得到雙邊帶信號(hào)。模擬模擬 調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)1. 線性調(diào)制線性調(diào)制 v 已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)是調(diào)制信號(hào)頻譜的平移，或平移后再經(jīng)已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)是調(diào)制信號(hào)頻譜的平移，或平移后再經(jīng)過(guò)濾波除去不需要的頻譜分量。返回返回 模擬調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制技術(shù)v模擬調(diào)制模擬調(diào)制v 模擬調(diào)制是指用來(lái)自信源的基帶模擬信號(hào)去調(diào)制某個(gè)載波模擬調(diào)制是指用來(lái)自信源的基帶模擬信號(hào)去調(diào)制某個(gè)載波。v 載波是一個(gè)確知的周期性波形，有振幅、載波角頻率和初始載波是一個(gè)確知的周期性波形，有振幅、載波角頻率和初始相位等參量，可被獨(dú)立地調(diào)制。調(diào)制的目的是將基帶信號(hào)的頻譜搬移到適合傳輸?shù)念l帶上，并提高信號(hào)的抗干擾能力。v 碼型應(yīng)具有一定檢錯(cuò)能力。2. 均衡均衡v 對(duì)傳輸系統(tǒng)中的線性失真進(jìn)行補(bǔ)償或者校正的過(guò)程。 數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕靖拍顢?shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕靖拍?. 數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)闹饕夹g(shù)內(nèi)容數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)闹饕夹g(shù)內(nèi)容v 采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)，以擴(kuò)大傳輸容量，提高傳輸效率；選用采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)，以擴(kuò)大傳輸容量，提高傳輸效率；選用合適的線路傳輸碼型，以實(shí)現(xiàn)無(wú)失真?zhèn)鬏?。基帶傳帶信?hào)的頻譜而直接進(jìn)行傳輸?shù)姆绞椒Q為基帶傳輸。相應(yīng)的傳輸速率稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（率稱為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（ PDH）） 。數(shù)字速率系列。個(gè)支路的碼輪流被復(fù)接。之成為同步的數(shù)字信號(hào)，然后實(shí)施同步復(fù)接。所示。v 在碼分復(fù)用方式中，依靠不同的地址碼來(lái)區(qū)分不同的用戶，在碼分復(fù)用方式中，依靠不同的地址碼來(lái)區(qū)分不同的用戶，所有的用戶使用相同的頻率和相同的時(shí)間在同一地區(qū)通信所有的用戶使用相同的頻率和相同的時(shí)間在同一地區(qū)通信 。多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)（（ 2）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（）統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（ STDM））vSTDM是當(dāng)用戶有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，才分配線路資源；當(dāng)該是當(dāng)用戶有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，才分配線路資源；當(dāng)該用戶無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，信道資源可為其他用戶所用。多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)v 例例 ：： PCM 30／／ 32 路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)。v 幀是指?jìng)鬏斠欢尉哂泄潭〝?shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)所占用的時(shí)間。 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2. 時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用v 時(shí)分復(fù)用技術(shù)按規(guī)定的間隔在時(shí)間上相互錯(cuò)開，在一條公共時(shí)分復(fù)用技術(shù)按規(guī)定的間隔在時(shí)間上相互錯(cuò)開，在一條公共通道上傳輸多路信號(hào)，其理論基礎(chǔ)是抽樣定理，必要條件是通道上傳輸多路