【正文】 脈沖信號的正交 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 2. 數(shù)字信號復接技術 數(shù)字復接，就是利用時間的可分性，采用時隙疊加的方法，把多路低速的數(shù)字碼流 (支路碼流 )如圖 (a)所示。 數(shù)字復接主要有：按位復接、按字復接、按幀復接等各種方式。按一個碼位時隙寬度進行時隙疊加稱為按位復接，如圖 (b)所示。圖 (c)所示為按字復接，一般一個碼字在 PCM中即為一個抽樣值所編的 8位碼。因此一個碼字通常稱為 8位碼，在一個碼字寬度里將四個碼字疊加在一起，其每個碼字時間寬度減小到原來的 1/4，碼率提高了四倍。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 圖 按位復接和按字復接示意圖 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 3. 數(shù)字傳輸信號幀結構 幀結構一般都由世界電信組織建議統(tǒng)一格式，為保證數(shù)字通信系統(tǒng)正常工作，在一幀的信號中應有以下基本信號： （ 1） 幀同步信號 (幀定位信號 )及同步對端告警信號。 （ 2）信息信號 （ 3）其它特殊信號 (地址、信令、糾錯等信號 ) （ 4）勤務信號 PDH數(shù)字復接 1. PCM30/32路基群幀結構 CCITT ，世界上共有兩種最基本的數(shù)字基群系列，一種是 PCM30/32路系統(tǒng)一次群系統(tǒng)（我國及歐洲采用），一種是PCM24路一次群系統(tǒng) (日本、美國等采用 )。我們這里主要講述我國采用的 PCM30/32路系統(tǒng)幀結構。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 CCITT PCM30/32路系統(tǒng)幀結構如圖 。 時隙信號安排為： (1) 30個話路時隙 TS1～ TS15， TS17～ TS31 (2) 幀同步時隙 TS0 偶幀 TS0發(fā)送幀同步碼 0011011；奇幀 TS0傳送幀失步告警碼。 (3) 信令復幀時隙 TS16 一個復幀共有 16幀稱 F0～ F15，其中 F0幀的 TS16時隙傳送復幀同步碼與復幀失步告警碼。為保證數(shù)字信號按幀結構安排位置進行傳輸，各位碼的固定時間關系必須由定時系統(tǒng)來保證。其時間關系為：每一路時隙 tc值 125 3 . 932cTstsn? ?? ? ? () 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 碼字位數(shù) L=8故每一位時隙 tB為： 125 0 . 4 8 83 2 8cBt TstsL n L? ?? ? ? ?? () 數(shù)碼率 1 ? ? 3 2 8 8 0 0 0 2 0 4 8 /BsBnLf n L f k b stT? ? ? ? ? ? ? () 因此現(xiàn)在一般稱為 2Mb/s速率接口（ E1電路）。 根據(jù)幀結構其 PCM基群 30/32路，即 2M接口結構方框如圖 。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 圖 PCM30/32路幀結構 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 圖 PCM30/32路系統(tǒng)方框圖 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 2. 準同步數(shù)字復接系列 PDH幀結構 (以 PCM30/32路為基礎 ) (1) 準同步復接（ PDH）系列 倘若被復接的支路不是在同一時鐘控制下，各支路有自己的時鐘，它們的數(shù)碼率，由于各自的時鐘偏差不同而不會嚴格相等，即各支路碼位是不同步的。這種情況下在復接之前必須調整各支路碼速，使之達到嚴格相等，這樣的復接稱為異步復接也稱為準同步數(shù)字復接（ PDH系列），而且它們是按位復接（逐位碼進行疊加）。 國際上主要有兩大系列的準同步數(shù)字復接系列（ PDH系列）經(jīng)CCITT推薦，兩大系列有 PCM基群 24路系列和 PCM基群 30/32路系列。作為第一級速率接口，通常稱為 2Mbps接口速率。兩類速率復接系列如表 。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 表 PDH兩類復接系列比較表 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 (2) (PDH)復接系列二次群幀結構 由于參加復接的各低次群 (支路 )采用各自的時鐘，雖然其標稱速率相同 ()，但由于時鐘允許偏差 177。 50ppm(即 177。 100bit/s)而各支路偏差不相同，因此各支路的瞬時數(shù)碼率會不相同。因此，在復接時首先要進行碼率調整使各支路碼率嚴格相等 (同步 )后，才能進行復接 (匯接或稱合成 )。其方法如圖 。 圖 數(shù)字復接示意圖 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 CCITT (增加碼位 )，準同步復接系列PDH二次群的幀結構中各支路的比特安排如圖 (a)所示，它的復接幀如圖 (b)所示，幀長 848比特，幀周期為 。 圖 PDH異步復接二次群幀結構按幀結構 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 PDH三次群、四次群復接幀結構與二次群幀結構形式類似，即是對應的支路比特數(shù)，每幀比特數(shù)等比二次群多。這種 PDH（ Plesiochronous Digital Hierarchy）復接體制的接口速率和碼型如表。 表 PDH接口速率、碼型 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 SDH數(shù)字復接 1. 同步數(shù)字復接系列 SDH 隨著人們日常生活工作對通信的要求越來越高，因此通信容量越來越大、業(yè)務種類越來越多、傳輸?shù)男盘枎捲絹碓綄?、?shù)字信號傳輸速率越來越高。為了完成更高速率、更多路數(shù)數(shù)字信號的復接，1988年，光同步傳輸網(wǎng)絡（ SONET）應運而生，其概念很快被 CCITT（后改為 ITUT）接受，提出了 ，規(guī)范了世界上統(tǒng)一的標準傳輸體制 — 同步數(shù)字復接系列（ SDH）。 SDH的速率等級如表 示，最基本的 STM1信號承載在一個 125?s的幀結構上。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 表 SDH的標稱速率 2. SDH同步數(shù)字復接系列幀結構 ITUT采納了以字節(jié)（ Byte）作為基礎的矩形塊狀幀結構（或稱頁面塊狀幀結構），如圖 。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 STMN的幀是由 9行， 270 N列， 8（字節(jié)）組成的碼塊，對于任何等級，其幀長（幀周期）均為 125μs，從圖中可以看出其每幀比特數(shù)為： 9 270 N 8=19440 N比特。 圖 SDH幀結構 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 幀結構分為三個區(qū)域：信息凈負荷（ Payload）區(qū)域；段開銷（ SOH）區(qū)域和管理單元指針（ AUPTR）區(qū)域。 (1) 信息凈負荷（ Payload）區(qū)域是幀結構中存放各種信息負載的地方，圖 (270?9) N，縱向第一行到第 9行的 2349 N個字節(jié)都屬此區(qū)域。 (2) 段開銷（ SOH）區(qū)域 段開銷（ Section Over Head）是指 STM幀結構中為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必須的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡運行、管理和維護使用的字節(jié)。幀結構的左邊 9 N列 8行（除去第 4行）分配給段開銷 。 (3) 管理單元指針（ AUPTR）區(qū)域 管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在 STM幀中的準確位置，以便在接收端能正確地分接信息凈負荷信號，在幀結構中第 4行左邊的 9 N列分配給指針用。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 第 4章 習題與思考題 1 現(xiàn)在數(shù)字通信系統(tǒng)主要采用哪些傳輸信道，其主要特點是什么？ 2 某頻率的信號功率為 2W，經(jīng)過某信道 100km傳輸后在接收端信號功率為 ，試計算信道的傳輸損耗？ 3 香農公式有何意義？信道容量與“三要素”的關系如何？ 4 分配的帶寬擴大 2倍、 3倍時對通信信道的信息容量有何影響？若分配的帶寬減小一半而時間加倍時對通信信道的信息容量又有何影響？ 5 某一系統(tǒng)的信號帶寬 B＝ 4KHz，信噪比為 15，求該系統(tǒng)保證信息無差錯通過信道的極限速率為多少（即求信道容量）？ 6 試比較市話用戶電纜、對稱電纜、家用有線電視電纜、計算機本地網(wǎng) 5號電纜的最高使用頻率。 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 7 為什么說電纜信道一般傳送的速率偏低，而不作為長距離傳輸信道？ 8 能否將計算機直接用市內電話線上網(wǎng)？為什么？ 9 說明地波、天線和直射波傳輸?shù)膬?yōu)缺點。 10 試說出 UHF、 VHF、 VF和 HF在 CCIR（國際無線電咨詢委員會）名稱中的頻率范圍。 11 已知矩形波導的寬邊尺寸為 ，工作頻率為 7GHz，試確定截止頻率和截止波長？ 12 某一數(shù)字信號的碼元速率為 12022Bd，試問：如采用四進制或二進制數(shù)字信號傳輸時，其信息速率各為多少？ 13 假設頻帶寬度為 1024kHz的信道，可傳輸 2048Kb/s的比特率信息，試問其傳輸效率或頻帶利用率為多少？ 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 14 有一數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其在 125μs內傳送 9720個碼字，若在 2秒內有 5個誤碼，計算其誤碼率為多少 ？ 15 什么叫抖動？抖動有無積累，為什么？ 16 設調制信號 f(t)為正弦波，其振幅為 A0，頻率為 fm，載波也是正弦波，頻率 fC = 10fm，試畫出已調幅波的波形。 17 什么是群時延 — 頻率特性，它與相位 — 頻率特性有何關系？ 18 什么是數(shù)字復接？ PDH系列一次群、二次群、三次群、四次群及 SDH系列各采用什么復接方式？ 19 說明 PCM30/32基群幀的概念，各幀時隙的作用是什么？同步幀如何組成？ 20 2Mb/s接口的概念是什么？ 《 通信技術基礎 》 第 4章 信息傳輸技術基礎 21 畫出 STM1幀結構，并求各部分的信息速率及幀速率。 22 PDH二次群每秒傳送多少幀？ STM16在 1秒內傳送多少凈負荷？ 23 某信源端送的二進制數(shù)字碼為 11010100001011，試轉換成 AMI碼并畫出波形。 24 在數(shù)字信道編碼中有幾種常用碼型？試對下列 2Mb/s接口碼型進行HDB3及 CMI碼變換，并畫出波形。 傳輸二進碼： 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 HDB3碼 (V+)： 25 什么叫數(shù)字調制？ ASK、 FSK、 PSK表示什么意思？ 26 若已知二進制數(shù)字信號碼流為： 01101001101，試畫出四種基本的頻帶調制波形圖。 27 相對調相和差分調相有什么聯(lián)系？