【正文】 測試信號(hào) 回第四章首頁 PCM中繼傳輸系統(tǒng)的測量 ?PCM再生中繼系統(tǒng)中再生中繼器的數(shù)目很多 ， 且都采用無人值守方式 ， 一旦再生中繼器發(fā)生故障 ， 必須立即判斷故障點(diǎn)的具體位置 ， 以便迅速采取措施 ， 使傳輸系統(tǒng)正常工作 。 差錯(cuò)控制編碼 ?由于通信線路上總有噪聲存在 ， 噪聲和有用信息中的結(jié)果 ， 就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò) 。 ?沖擊噪聲是由短暫原因造成的 ， 例如電機(jī)的啟動(dòng) 、 停止 ， 電器設(shè)備的放弧等 ， 沖擊噪聲引起 的差錯(cuò)是成群的 ， 其差錯(cuò)持續(xù)時(shí)間稱為突發(fā)錯(cuò)的長度 。 ?誤碼率 =錯(cuò)誤接收的碼元數(shù) /接收的總碼元數(shù) 。 在這兩類基礎(chǔ)上又派生出一種稱為 “ 混合糾錯(cuò) ” 。設(shè)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)為單極性不歸零脈沖，以 s(t)表示，載波以 Acosωct表示。 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制 0 0 1 1 0 1 0 0 1 Acos ω c t S(t)Acos ω c t t t t S(t) (a) (b) (c) (a) 基帶調(diào)制信號(hào) (b) 載波信號(hào) (c) 已調(diào)信號(hào) (ASK 信號(hào) ) e(t) 回第五章首頁 圖 51 2ASK信號(hào)波形 二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制 從圖 51中看出，基帶信號(hào) s(t)相當(dāng)于開關(guān)，當(dāng)其值取“ 1”時(shí)，載波原樣輸出，當(dāng)其為“ 0”時(shí)，則沒有載波輸出。圖 5－ 1所示的調(diào)制波形僅僅是 2ASK信號(hào)中典型的一種， 2ASK調(diào)制信號(hào)為基帶信號(hào)與載波信號(hào)的乘積。 ? ?ccASK tAtste ?? ??? cos)()( ? ?cc tAte ?? ?? cos)(1 0)(2 ?te回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制 調(diào)制： ? 二進(jìn)制 ASK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制 解調(diào)： ? 從已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)基帶信號(hào)的過程叫解調(diào)，解調(diào)是調(diào)制的逆過程。相應(yīng)的接收系統(tǒng)方框圖如圖 52所示 。 由于這種檢波器比較簡單 ， 并具有穩(wěn)定性好 、 可靠性高和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) ， 所以 ASK接收機(jī)中用得最廣泛 。為了使檢波出來的基帶信號(hào)接近于方波，電路中元件應(yīng)滿足于：二極管正向電阻足夠小，反向電阻足夠大（后者一般為前者的幾十倍），二極管的極間電容要小， RC值要遠(yuǎn)大于載波的周期，而又必須比基帶信號(hào)的碼元間隔足夠小。(t) t 0 De(t)CRs39。 采用同步解調(diào)法．接收端必須提供一個(gè)與 ASK信號(hào)的載波保持同頻同相的相干振蕩信號(hào)．否則會(huì)造成解調(diào)后的波形失真。但是實(shí)現(xiàn)起來還是比較困難，將給設(shè)備增加復(fù)雜性。 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 頻率調(diào)制 (FM)是利用載波的頻率變化來傳輸信息的，其中最簡單的一種方式是二進(jìn)制頻移鍵控 (FSK)調(diào)制，它是繼振幅鍵控信號(hào)之后出現(xiàn)比較早的一種調(diào)制方式。 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 ? 二進(jìn)制頻移鍵控 (2FSK)用靠近載波的兩個(gè)不同頻率表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù) 。 ? ? ? ?? ???????”二進(jìn)制“，”二進(jìn)制“，02cos12cos2211????fAfAteFSK回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 0 0 1 1 0 1 0 0 1 t t t ( a )) ( b )) ( c )) 圖 54 FSK信號(hào)波形 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 FSK信號(hào)有兩種產(chǎn)生方法：載波調(diào)頻法和頻率選擇法 ，其框圖分別如圖 55(a）、（ b）所示。 ? 頻率選擇法產(chǎn)生的一般是相位不連續(xù)的 FSK信號(hào)，如圖 55(b)，相位不連續(xù) FSK信號(hào)一般由兩個(gè)不同頻率的振蕩器產(chǎn)生，由基帶信號(hào)控制這兩個(gè)頻率信號(hào)的輸出。 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 模擬 調(diào)頻器 e0(t) s(t) 載波 f1 載波 f2 開關(guān)電路 e0(t) 圖 5－ 5 二進(jìn)制頻移鍵控 (2FSK)信號(hào)的產(chǎn)生 回第五章首頁 （ a） （ b） 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 ? 相位不連續(xù) FSK信號(hào)的功率譜與 ASK信號(hào)相似，同樣由連續(xù)譜和離散譜組成。 ? 若兩個(gè)載頻相隔較遠(yuǎn)，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰，峰值對應(yīng)干這兩個(gè)載頻位置。 回第五章首頁 二進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制 FSK信號(hào)的解調(diào)方法很多。非相干解調(diào)法又有鑒頻法、零交點(diǎn)法、分路濾波包絡(luò)檢波法等。 正常工作的條件是兩路 ASK信號(hào)的頻譜不重疊，目而頻帶利用率不高，但是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)比較容易，因而在實(shí)際系統(tǒng)中用得不少。數(shù)字調(diào)相又稱相移健控PSK(Phase Shift Keying）調(diào)制，因?yàn)樗抢幂d波的相位變化來反映數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息的，此時(shí)載波的振幅和頻率都不變化。數(shù)字調(diào)相通常分為絕對移相制和相對移相制兩種方式。一般用 PSK代表絕對移相制， DPSK代表相對移相制。 θC+ks(t)直接表示載波的相位值。 ks(t)是由 s(t)控制的，相對 θC 的已調(diào)波相位。 ?二相絕對移相信號(hào)的典型波形如圖 59所示。 ? 調(diào)相法就是根據(jù)絕對移相信號(hào)等于雙極性基帶信號(hào)與載波相乘的原理產(chǎn)生 PSK 信號(hào)。這種方法和產(chǎn)生抑制載波的雙邊帶信號(hào)的方法完全相同。振蕩器和倒相器輸出 0和 π兩種不同相位的載波。其解調(diào)組成方框圖示于圖 511。 ? 相對移相與絕對移相相比，只是相位變化的參考相位不同。 二相相對移相調(diào)制（ 2DPSK） 相對移相信號(hào)產(chǎn)生的方法很多，大致可分成二類：直接移相法和間接移相法。 ? 直接法產(chǎn)生 2DPSK信號(hào)的原理框圖示于圖 512。然后用此相對碼進(jìn)行絕對移相調(diào)制，便可獲得 2DPSK信號(hào)，其原理方框圖示于圖 513 。 ? 相位比較法又稱差分相干解調(diào)法。這種解調(diào)方法的組成方框圖示于圖 514。先按絕對移相接收，把 2DPSK信號(hào)變成具有相對碼的基帶信號(hào)。極性比較法用來解調(diào)二相 DPSK信號(hào)時(shí)，其組成原理框圖示于圖515 。在數(shù)字通信中，信道加性噪聲有可能使傳輸碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此，與數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)一樣，分析數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，也就是要找出系統(tǒng)由加性噪聲產(chǎn)生的總誤碼率。 ?由于信道加性噪聲被認(rèn)為只對信號(hào)的接收產(chǎn)生影響，故分析系統(tǒng)的抗噪聲性能也只要考慮接收部分。 ?采用包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)誤碼率取決于系統(tǒng)輸入信噪比和歸一化門限值。然而，前者不需要穩(wěn)定的本地相干載波信號(hào)，故在電路上要比后者簡單得多。因此，在能夠滿足輸入信噪比要求的場合，包絡(luò)檢波法比同步檢測法更為常用。由于此時(shí)數(shù)學(xué)分析較為復(fù)雜，限于篇幅，就不再討論它的性能。因此， 2DPSK系統(tǒng)中大都采用差分相干解調(diào)。隨著數(shù)字通信的發(fā)展，對頻帶利用率的要求不斷提高，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。 回第五章首頁 MASK系統(tǒng) ?多進(jìn)制數(shù)字報(bào)幅調(diào)制又稱為多電平調(diào)幅。已調(diào)波一般可表示為 ?其波形示意圖如圖 516所示。是用多個(gè)頻率不同的正弦波分別代表不同的數(shù)字信號(hào)，在某一碼元時(shí)間內(nèi)只發(fā)送其中一個(gè)頻率。 ? MFSK系統(tǒng)占據(jù)較寬的頻帶，因而頻帶利用率低，多用于調(diào)制速率不高的傳輸系統(tǒng)中，以便頻帶不至于過寬。 sLHMF S K fffB 2??? MFSK系統(tǒng) 串 /并 變換 輸入 邏 輯 電 路 1 2 k … f1 f1 fM 門電路 門電路 門電路 … M 1 2 … … 相加 信道 BPF 抽 樣 判 決 帶通 f1 帶通 f2 帶通 fM … … 包絡(luò)檢波 包絡(luò)檢波 包絡(luò)檢波 … 邏 輯 電 路 并 /串 變換 1 2 k … 1 2 M … 1 2 M 定時(shí)抽樣 輸出 圖 517 MFSK系統(tǒng)方框圖 MPSK系統(tǒng) ? MPSK利用具有多個(gè)相位狀態(tài)的正弦波來代表多組二進(jìn)制信息碼元。如果載波有 2k個(gè)相位，它可代表 K位二進(jìn)制碼元的不同組合的碼組。 ? 4PSK信號(hào) ? 4DPSK信號(hào) 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能 ?進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能通常低于二進(jìn)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 。 ?將各種多進(jìn)制系統(tǒng)的誤碼率公式列于書 137頁表 54中以供讀者參考。 ? 發(fā)端和收端分別有了自身的定時(shí)脈沖是不夠的，為了保證整個(gè)傳輸過程準(zhǔn)確可靠，還必須使發(fā)、收兩端的定時(shí)脈沖在時(shí)間上保持一致，這就稱之為“同步” 。 回第六章首頁 載波同步 ? 在高速、高可靠性的數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了獲得較高的頻帶利用率和良好的抗干擾性能，經(jīng)常采用相干解調(diào)，而這種解調(diào)方式要求接收端必須產(chǎn)生一個(gè)與接收到的被調(diào)載波信號(hào)相干（即同頻同相）的本地參考載波信號(hào)（基準(zhǔn)信號(hào)）。 ? 載波同步一般有兩類方法：插入導(dǎo)頻法（外同步法）、直接提取法（自同步法）。 插入導(dǎo)頻的方法就是發(fā)送端除了發(fā)送有用的信號(hào)外，還在適當(dāng)?shù)奈恢蒙喜迦胍粋€(gè)供接收端恢復(fù)相干載波之用的正弦波信號(hào)（這個(gè)信號(hào)通常稱為導(dǎo)頻信號(hào)）。 載波同步 ? 頻域插入導(dǎo)頻法是指在已調(diào)信號(hào)的頻譜中加入一個(gè)低功率的線譜，該線譜對應(yīng)的正弦波即稱為導(dǎo)頻信號(hào)。 載波同步 ? 有些接收信號(hào)（如 DSB信號(hào)、 PSK信號(hào)等）本身就含有載波分量或載波的諧波分量，如果對這些信號(hào)在接收端經(jīng)過適當(dāng)處理，就可以從中提取出所需要的相干載波。 ? 直接提取法的常用方式有：平方變換法、反調(diào)制環(huán)法、同相正交環(huán)法和判決反饋法。 (2)精度：所謂提高精度是指提取到的相干載波與發(fā)送端載波之間的相位誤差要越小越好。這是影響傳輸系統(tǒng)誤碼率的主要因素 除了以上指標(biāo)，還有同步建立時(shí)間 ts（越短越好）、同步保持時(shí)間 tc （越長越好）、相位抖動(dòng)（越小越好）等。 ? 傳統(tǒng)的位同步方法與載波同步方法類似，本節(jié)主要介紹直接法（自同步法）和插入導(dǎo)頻法（外同步法）兩種。有興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料。 ? 外同步法常采用插入位定時(shí)導(dǎo)頻法和雙重調(diào)制導(dǎo)頻插入法 兩種方法。這種方法在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，具體實(shí)現(xiàn)直接提取位同步的方法有三種：濾波法、脈沖鎖相法和數(shù)字鎖相法。 ? 幀同步的作用就是確定每一幀的起始位置。 幀同步 ? 為實(shí)現(xiàn)幀同步，一般采用插入同步碼法，即在發(fā)送端的數(shù)字信息中插入約定好的特殊碼組，在接收端如能檢測到這些碼組即為同步。 幀同步 ? 在目前的通信系統(tǒng)中，普遍采用集中插入幀同步碼法來實(shí)現(xiàn)幀同步。集中插入法也有缺點(diǎn)，由于幀同步碼需要一定的長度，故而占用了信道資源，降低了傳輸效率；另外，設(shè)備相對比較復(fù)雜。 幀同步 ?幀同步碼的選擇應(yīng)滿足： ① 能快速準(zhǔn)確地識(shí)別； ② 假同步和假失步的概率越小越好； ③幀同步碼的長度應(yīng)盡量短。 幀同步 幀同步系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) ： ? 捕捉時(shí)間 ? 概率與假同步概率 ? 有效信息傳輸速率 網(wǎng)同步 隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展 ， 通信的目的越來越傾向于各種信息資源的共享 。 數(shù)字復(fù)接原理 隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對通信的需求越來越大，而信道資源卻始終是有限的，這就使多路復(fù)用成為現(xiàn)代通信的必要手段。 ? 復(fù)用分為頻分復(fù)用（ FDM）和時(shí)分復(fù)用（ TDM） 回第六章首頁 PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)接 數(shù)字復(fù)接也就是數(shù)字信號(hào)的時(shí)分復(fù)用，參與復(fù)接的信號(hào)稱為支路信號(hào)，而復(fù)接以后的信號(hào)稱為合路信號(hào)或群路信號(hào)。數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器組成，通常所說的數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)既包括數(shù)字復(fù)接設(shè)備，也包括數(shù)字分接設(shè)備，其方框圖如圖 61所示。 ? 復(fù)接后的高次群數(shù)碼率并不等于對應(yīng)低次群數(shù)碼率的整數(shù)倍，這是考慮在復(fù)接的過程中還需要加入幀同步碼、對端告警碼等。 ? 按位復(fù)接 ? 按字復(fù)接 ? 按幀復(fù)接 數(shù)字復(fù)接中的碼速變換 幾個(gè)低次群數(shù)字信號(hào)復(fù)接成一個(gè)高次群數(shù)字信號(hào)時(shí)，如果各個(gè)低次群的時(shí)鐘是各自產(chǎn)生的，即使它們的標(biāo)稱數(shù)碼率都相同，但它