通信原理课件第八章 时分复用(一)
通信原理PPT课件
– 载波同步、位同步、群同步和网同步
• 数字复接就是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号,以 扩大传输容量和提高传输效率。
2024/6/20
CP 第一章 绪论
28
2. 数字通信系统模型
• 如在某些有线信道中,若传输距离不太 远且通信容量不太大时, 数字基带信号 无需调制,可以直接传送,称之为数字 信号的基带传输,其模型中就不包括调 制与解调环节
信息源
发送设备
信息
接收设备
受信者
发送端
噪声源
接收端
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CP 第一章 绪论
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1.2.1 通信系统模型-信源
• 信源是消息的产生地, 其作用是把各种消 息转换成原始电信号,称之为消息信号或 基带信号。
• 电话机、电视摄像机和电传机、计算机等 各种数字终端设备就是信源。
• 模拟信源,输出的是模拟信号; • 数字信源,输出离散的数字信号。
• 作用二: 是当信息源给出的是模拟语音信号时, 信源编码器将其转换成数字信号,以实现模拟 信号的数字化传输。
• 信源编码方法:PCM、ADPAM、DM等 • 信源译码是信源编码的逆过程。
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CP 第一章 绪论
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2) 信道编码与译码
• 数字信号在信道传输时,由于噪声、衰落以及 人为干扰等,将会引起差错。为了减少差错, 信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加 入保护成分(监督元),组成所谓“抗干扰编 码”。
• 对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还 原为数字基带信号。
• 对高斯噪声下的信号检测,一般用相关器接收 机或匹配滤波器实现。
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数字通信第八章完整版
03
数字信号的生成与传输
数字信号的生成
数字信号的种类
脉冲编码调制(PCM)、增量调制(ΔM)、脉码调制(PCM) 等。
数字信号的生成方法
通过采样、量化和编码三个步骤将模拟信号转换为数字信号。
采样定理
采样频率必须大于信号最高频率的两倍,才能准确恢复原始信号。
数字信号的调制与解调
BCH码与RS码的解码方法
BCH码和RS码的解码通常采用代数方法和迭代算法相结合的方式进行。在解码过程中,需要解决一系列 复杂的数学问题,如求解高次方程和矩阵运算等。
05
数字通信中的多路复用技术
时分复用(TDM)
总结词
时分复用是一种将时间分割成多个时间段,并在每个时间段上传输一路信号的 复用技术。
详细描述
CDMA通过给每个用户分配一个独特的扩频码型,实现多个 用户在同一频段上的通信。接收端利用相关器对接收到的信 号进行解扩频,还原出原始信号,从而实现多路信号的复用 和解复用。
06
数字通信中的交换技术
电路交换与分组交换的基本概念
电路交换
在通信过程中保持通信链路状态,占 用通信资源直到通信结束。
ATM
异步传输模式,采用固定长度的信元传输,支持实时、非实时等多种业务,具有高效的带宽管理和统计复用功能。
ATM交换
基于信元的交换方式,通过建立虚通道和虚路径实现灵活的带宽管理和多业务支持。
07
数字通信中的无线通信技术
无线通信的基本概念
无线通信
利用电磁波在空间传输信 息的通信方式。
无线通信系统
由发送端、接收端和传输 媒介组成,传输媒介通常 是空气或空间。
线性分组码的编码原理
线性分组码的编码过程是在满足一定数学关系的前提下, 将输入信息序列映射到一个新的码字序列。这种映射关系 可以由线性方程组表示。
通信系统原理PPT课件
(2)按信号形式不同可分为:模拟通信网、数字通信网、数字/模拟混合网 等。
(3)按服务范围不同可分为:本地电信网、农村电信网、长途电信网、国际 电信网等。
(4)按传输媒质不同可分为:架空明线网、电缆通信网、光纤通信网、卫星 通信网、移动通信网等。
(5)按交换方式分为:电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网 等。
(6)按网络结构形式不同可分为:网状网、星形网、环形网、总线网等。 (7)按服务对象不同可可分:公用网和专用网,在某种公共网络平台之上,
还可以开展虚拟专用网VPN(Vital Private Network)业务。 (8)按功能不同可分为:传输网、时钟网、信令网、管理网。 (9)按网络层次分:其一纵向分层,可将网络分为应用层、业务网、和传送
模拟通信系统的一般模型如下图 :
信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪声源
第14页/共76页
数字通信系统的构成
数字通信系统的一般模型
信
信
信
源
加
道
调
编
编制
源
码
密
码
器
信 道
信
信
解
道
解源
信
调 器
译 码
密
译 码
宿
噪声源
数字频带传输系统模型
信源
基带信号 形成器
信
接收
抽样
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
道
滤波器
判决器
信宿
噪声
数字基带传输系统模型
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第八章-多路复用技术PPT课件
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
2
第八章 多路复用技术
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
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频分多路复用技术
• 所谓频分复用(Frequency division Multiplexing,FDM ) 是指按照频率的不同来区分多路信号的方法。
23
帧与复帧结构
• 帧同步码组为X0011011,它插入在偶数帧的TS0时隙, 其中第 一位码“X”保留作国际电话间通信用。接收端识别出帧同步码 组后,即可建立正确的路序。
• TS16为信令时隙, 插入各话路的信令。在传送话路信令时,若 将TS16所包含的总比特率集中起来使用,则称为共路信令传送; 若将TS16按规定的时间顺序分配给各个话路,直接传送各话路 所需的信令,则称为随路信令传送。
帧同步时隙
偶帧 TS0
×0
0
1
1
0
1
1
帧同步信号
奇帧 TS0
× 1 A1 1
1
1
1
1
保留给国 内通信用
话路 时隙 CH1~15
F1 TS16
F2 TS16
0 0 0 0 1 A2 1 1
复帧同 步信号
备用比特
abcdabcd
CH1信令
CH16信令
abcdabcd
话路 时隙 CH16~29
CH2信令
CH17信令
17
TDM, 分用(Demultiplexing)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
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异步TDM(Asynchronous TDM)
计算机网络通信原理. ——多路复用技术
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时分复用的PCM系统
话音1 话音2 话音3
通信原理时分复用
显然,邻路间隔防护带fg越大,在邻路信号干扰相同的条件下,对边带 滤波器 SBF 的技术指标要求就允许放宽一些,但是频带要增宽,信道复 用率将下降,按CCITT标准,选防护间隔为900Hz,这样可使邻路干扰电 平低于-40dB以下 经过边带调制后的各路信号,在频率位臵上就被分开了,可以通过相加 器将它门合并成适合信道内传输的复用信号,其频谱结构如下所示:
实际上这是一个频分复用系统,f1i是为频分设臵的第一次调制的载
波频率,而f2则是第二次调制的载频。图中,对每一路来说,第一次采用 SSB调制方式,第二次也采用SSB,记为SSB/SSB.在实际的通信系统中,常
见的多级调制方式还有SSB/FM,FM/FM等。
第一路 SSB 调制器 f11
带通
第i路 f1i
在时分多路复用中,如果各路消息在每帧中所占时隙的位 臵是预先指定的(且固定不变),则称为同步时分多路复用 (STDM).这种方式中,不传输消息的时隙出现空闲. 统计时分多路复用(ATDM) 为了提高信道利用率,通过动态的分配时隙来进行数据传 输方式--称为统计时分多路复用(ATDM)(也叫异步时分 多路复用或智能时分多路复用) 实际的TDM系统为了提高信道利用率,通常先把一定路数 的信息复合成一个标准的数据流--称为基群。 然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术,汇 合成更高速的数据信号
8.2.2 数字复接技术
概述:
数字通信网中,把若干低速数字信号合并成一个高速数字信号 进行传输的技术叫做数字复接.
数字复接系统包括 数字复接器 和 数字分配器,框图如下:
外时钟
定时 码速 调整 同步 定时
复接
支路
合路
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通信网络协议与体系结构
OSI模型
开放系统互联参考模型,将通信 协议划分为七个层次,从上到下 依次为应用层、表示层、会话层 、传输层、网络层、数据链路层
和物理层。
协议栈
协议栈是指协议的层次结构,不 同的协议栈对应不同的应用场景
和需求。
路由协议
路由协议用于在路由器之间传递 路由信息,实现网络的互联互通
多址复用技术可以提高频谱利用率和系统容量,包括频分复用、时 分复用和码分复用等。
多址干扰抑制
多址干扰是无线通信中常见的问题,可以通过多种技术手段进行抑 制,如频域滤波、时域滤波和空域滤波等。
06
通信网络原理
通信网络的拓扑结构
星型拓扑
总线型拓扑
每个节点都直接连接到中央节点,便于集 中管理和控制,但一旦中央节点出现故障 ,整个网络将瘫痪。
抗干扰能力强
数字信号在传输过程中不易受到噪声和干扰的影 响,能够保证通信质量。
易于存储和传输
数字信号可以方便地存储在数字存储介质上,并 且可以通过数字通信网络进行传输。
数字信号的调制与解调
调制方式
数字调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等,可 以根据不同的应用场景选择合适的调制方式。
解调方式
数字解调方式包括相干解调和非相干解调,相干解调需要 使用载波信号,而非相干解调不需要。
连续信号与离散信号
周期信号与非周期信号
周期信号具有重复性,而非周期 信号则不具备。
连续信号在时间或空间上连续变 化,而离散信号则具有间断性。
实信号与复信号
实信号的振幅和相位都是实数, 而复信号则包括实部和虚部。
总结词
信号的分类与特性
确定性信号与随机信号
确定性信号的值可以确定,而随 机信号的值则无法预测。
现代通信原理
1.简述时分复用(TDM )和频分复用(FDM )原理。
解:所谓频分复用是指多路信号在频率位置上分开,但同时在一个信道内传输的技术。
因 此频分复用信号在频谱上不会重叠,但在时间上是重叠的。
在发送端各路信号首先通过低通滤波器,用来限制最高频率m f 。
为简单起见,假设各路信号的m f 都相等,对应有相同的频谱密度函数。
然后各路信号对各路副载波)进行调制,调制方式可以是调幅、调频或调相,但常用的是单边带调制方式,因为它最节省频带。
为保证各路信号频谱不重叠,相邻的副载波之间应保持一定的频率间隔,同时为了防止相邻信号互相干扰引起串扰,相邻的副载波之间还应考虑一定的保护间隔g f 。
在接收端,利用中心频率不同的带通滤波器来区分各路信号,并进行相应的解调以恢复各路的调制信号。
时分复用(TDM )的主要特点是利用不同时隙来传送各路信号,其理论基础是抽样定理。
抽样定理告诉我们,模拟信号可用时间上离散出现的抽样脉冲值来代替,这样在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这种空隙就可以传输其它信号的抽样值,因此在一个信道上可以同时传输多路信号。
这种复用信号到了接收端只要在时间上恰当地进行分离,就能恢复各路信号。
2.已知二元离散信源只有‘0’、‘1’两种符号,若‘0’出现的概率为1/3,求出现‘1’所含的信息量。
解题思路:考查信息量的基本概念,用公式1log ()a I P =。
底数a 一般采用2,这时信息量单位为bit解:由题知,‘1’出现的概率为2/3,bit P I 58.0667.0log log 2121≈-=-= 3.已知英文字母中e 出现概率为0.105, z 出现的概率为0.001,求英文字母e 和z 的 解题思路:考查信息量的基本概念,用公式1log ()a I P=。
底数a 一般采用2,这时信息量单位为bit解:bit P I e e 25.3105.0log log 22≈-=-=, bit P I z z 97.9001.0log log 22≈-=-=4.某气象员用明码报告气象状态,有四种可能的消息:晴、云、雨、雾。
TDM(时分复用)
时分复用TDM科技名词定义中文名称:时分复用英文名称:time-division multiplexing;TDM定义:为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输,而将其分别配置在分立的周期性的时间间隔上的复用。
所属学科:通信科技(一级学科);通信原理与基本技术(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布时分复用(Time Division Multiplexer,TDM)基本原理时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号,也能达到多路传输的目的。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量,故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
n路时分复用系统的示意图:n路时分复用系统的示意图(1张)时分多路复用适用于数字信号的传输。
由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率,因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。
每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。
假设每个输入的数据比特率是9. 6kbit / s ,线路的最大比特率为76. 8 kbit / s ,则可传输8 路信号。
应用扩展TDM方式目前又分为以下两种同步时分复用系统(分两类):1、准同步系列PDH(用于公共电话网PSTN)。
2、同步系列SDH(用于光纤通信等骨干网络)统计(异步)时分复用系统(分两类):1、虚电路方式(如,X.25、帧中继、ATM)。
2、数据报方式(如TCP/IP)PSTN系统目前采用PDH和SDH结合的方式,在小用户接入及交换采用PCM/PDH,核心骨干网络采用SDH。
目前世界上存在两类的PDH标准1、基于A律压缩的30/32路PCM系统(欧洲标准,用于欧洲、中国、俄罗斯等)2、基于u律压缩的24路PCM系统(美洲标准,用于北美、日本、台湾等)时间片划分:同步(Synchronous)时分多路复用TDM,它的时间片是预先分配好的,而且是固定不变的,因此各种信号源的传输定时是同步的。
通信原理-信道复用与多址技术
应用场景选择
• 码分复用适用于保密性要求高的场景。
应用场景选择
01
多址技术
02 频分多址适用于用户数量较少、对频率资 源需求大的场景。
03
时分多址适用于用户数量较多、对时间资 源需求大的场景。
04
码分多址适用于用户数量大、对保密性要 求高的场景。
发展趋势分析
信道复用与多址技术的融合
随着通信技术的发展,信道复用与多址技术呈现融合趋势,以提高频谱利用率 和系统容量。
详细描述
码分复用通过分配不同的扩频码型给不同的用户或数据流,实现多个信号在同一信道上的传输。每个信号使用独 特的扩频码型进行调制,从而实现多路复用。由于不同的码型之间具有正交性,因此可以有效地实现信号的分离 和识别。
02
多址技术
频分多址
频分多址(Frequency Division Multiple Access, FDMA)是一种通信方式,它将通信频带分成若干个小的 频带,每个用户占用一个子频带进行通信。 FDMA通过将频带分割成多个小的频带,可以支持多个用 户同时进行通信,提高了频谱利用率。
01 频分多址(FDMA):不同用户占用不同频率。 02 时分多址(TDMA):不同用户在不同时间占用
同一频率。
03 码分多址(CDMA):不同用户使用不同的码型 占用同一频率。
应用场景选择
信道复用技术
频分复用适用于带宽需求大、信号特性差异明显 的场景。
时分复用适用于对实时性要求高、信号特性相近 的场景。
计算方法
复用增益可以通过比较单路传输和多路传输 的系统性能来计算。具体而言,可以通过比 较不同用户数下的总传输速率和单路传输速 率来计算复用增益。
复用增益与信道容量的关系
通信原理课件1
发 送 设 备
接 收 设 备
1 发 送 设 备
0
1 接 收 设 备
?
(a)
(b)
本章内容提要
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 消息、信号与信息 信息及其度量 通信系统的分类 模拟通信系统与数字通信系统 通信系统的主要性能指标
1.4 模拟通信系统和数字通信系统
《通信原理》
王丽君 wanglj22@
教材及参考书籍
《通信原理》王福昌等,清华大学出版社(待出版)
《通信原理》樊昌信等,国防工业出版社 《现代通信原理》曹志刚等,清华大学出版社 《通信原理》黄载禄等,科学出版社 《通信原理学习与指导》王福昌等,华中科技大学出版社
课程特点
具有理论性强、知识综合、难度大等特点; 是一门理论性和实践性都很强的专业基础课 学习时要注意数学分析方法,更要注意数学分 析所得结论的物理概念、物理意义; 学习时要注意用系统的观点、模型的观点、 工程的观点、辩证的观点,思考问题、分析问 题、解决问题。
信 息 及 其 度 量
码元传输速率(数码ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,传码率)Rs :
---单位时间内传送的码元个数。单位:波特(Baud)
码元宽度(码元周期)为Ts(S)时,有 R 1 ( B) S Ts 信息传输速率(传信率) Rb : 信息速率与码速率之间的关系 :
---单位时间内传送的信息量。单位:b/s(bps:比特/秒,二进制)
I log a
1 p ( x)
log a P( x)
信息量 单位: a 2 ,则为比特(bit),简记为b,最常用;
a e ,则为奈特(nat);
a 10 ,则为哈特莱(hartley)。
第八章 复用与多址技术
2020年3月31日星期二
8.1 复用
➢ 复用:是指把多路信号复合在一起、共同占用 公用信道进行传输的技术。
➢ 复接:在发送端把信号综合在一起的过程。 ➢ 分接:在接收端把综合的信号分开的过程。 ➢ 【说明】
实际的通信系统是一个庞大的通信网,有众 多的用户信号需要同时传送,因而需要采用复 用技术,以实现大容量的传输。
第八章 复用与多址技术
➢ 多路复用技术和多址技术都是现代通信技术 中最重要和最基本的概念之一。它们的基本原 理相近,而应用目的不同。
➢ 多路复用技术用于多路信号的集中传输,多址 技术则用于多路信号在一个网络系统中的选址 通信。
➢ 【例】 ❖复用——单身聚会(集中) ❖多址——婚姻介绍(牵线)
数字通信原理
➢ 时分多路复用
(Time-division multiplexing ~TDM)
➢ 码分多路复用
(Code-division multiplexing ~CDM)
等。
数字通信原理
2020年3月31日星期二
8.2 频分复用技术(FDM)
➢ 所谓频分复用,是指信道的可用频带被分为若 干个互不交叠的频段,各信号同时使用信道, 但是占用不同的频段。
数字通信原理
2020年3月31日星期二
【例】多路载波传输系统组群方案
分群等级
基群 超群 主群 超主群 12MHz 60MHz
容量(路数)
带宽(KHz )
12 60=5 x 12 300=5 x 60 900=3 x 300 2700=3 x 900 10800=12 x 900
48 240 1200 3600 10.8MHz 43.2MHz
2020年3月31日星期二
数字通信原理(语音信号压缩编码、时分多路复用、PCM3032系统、图像信号数字化、GPS定位方法)教程
第1章概述一、模拟信号与数字信号的特点模拟信号——幅度取值是连续的连续信号离散信号数字信号——幅度取值是离散的二进码多进码连续信号离散信号●数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。
●离散信号与连续信号的区别是根据时间取值上是否离散而定的。
二、模拟通信与数字通信●根据传输信道上传输信号的形式不同,通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息(采用频分复用实现多路通信)。
数字通信——以数字信号的形式传递消息(采用时分复用实现多路通信)。
●数字通信传输的主要对象是模拟话音信号等,而信道上传输的一般是二进制的数字信号。
所要解决的首要问题模拟信号的数字化,即模/数变换(A/D变换)三、数字通信的构成●话音信号的基带传输系统模型四、数字通信的特点1、抗干扰能力强,无噪声积累对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值),在传输过程中受到噪声干扰,当信噪比还没有恶化到一定程度时,即在适当的距离,采用再生的方法,再生成已消除噪声干扰的原发送信号。
由于无噪声积累,可实现长距离、高质量的传输。
2、便于加密处理3、采用时分复用实现多路通信4、设备便于集成化、小型化5、占用频带较宽五、数字通信系统的主要性能指标● 有效性指标 P7·信息传输速率——定义、公式l n f f s B ⋅⋅=、物理意义 ·符号传输速率——定义、公式(BB t N 1=)、关系:M N R B b 2log = ·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标(有效性)频带宽度符号传输速率=η Hz Bd /频带宽度信息传输速率=η Hz s bit //● 可靠性指标 P8·误码率——定义 ·信号抖动例1、设信号码元时间长度为s 7106-⨯,当(1)采用4电平传输时,求信息传输速率和符号传输速率。
(2)若系统的带宽为2000kHz ,求频带利用率为多少Hz s bit //。
通信原理与通信技术(第二版_张卫钢版)课后答案(1-8章详解)
1-1 什么是模拟信号?什么是数字信号?【答】参量(因变量)取值随时间(自变量)的连续变化而连续变化的信号,或者通俗地讲,波形为连续曲线的信号就是模拟信号。
模拟信号的主要特点是在其出现的时间内具有无限个可能的取值。
自变量取离散值,参量取有限个经过量化的离散值的信号叫做数字信号。
实际应用中的数字信号一般是只有两个取值“0”和“1”的脉冲序列。
模拟信号和数字信号的本质区别在于:模拟信号的取值为无限多个,而数字信号为有限个取值,通常只有“0”和“1”两个值。
1-2 为什么要对模拟信号进行抽样?对抽样间隔有什么要求?【答】为了对模拟信号进行数字传输以提高通信质量,首先需要将模拟信号转化位数字信号,而这种A/D 转换过程的第一步就是对模拟信号进行抽样,把模拟信号变成离散信号。
为了能从抽样后的信号(离散信号)中无失真地恢复出原始信号,要求抽样间隔小于等于原始信号最高频率分量所对应信号周期的一半,或者说,要求抽样频率大于等于原始信号最高频率的二倍。
1-3 为什么要对离散信号进行量化?【答】离散信号尽管在时间上是离散的,但其幅度的取值却有无限多个(注意不是无限大),没有从本质上改变模拟信号,因此,没有实用价值。
只有把离散信号进行量化,把无穷个取值变成有限个,把离散信号转化为数字信号才能使模拟信号发生质变。
可见,离散信号是模拟信号通往数字信号的桥梁。
1-4 设信道带宽为3KHz ,信噪比为20dB ,若传输二进制信号,则最大传输速率是多少? 【解】因为已知信噪比为20dB ,即:NSlg 1020=所以100=NS由香农公式可得信道容量为:bps C 19941647.63000)1001(log 30002≈⨯≈+=1-5设英文字母e 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求e 及x 的信息量。
【解】e 的信息量 bitI e 25.3105.01log 2== x 的信息量 bit I x 97.8002.01log 2==1-6 某信息源的符号集由A ,B ,C ,D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。
35 第八章 光波分复用系统
16
图8-6 有线路光放大器WDM系统的参考配置
Tx1 S1 f1 S2 f2 RM 1 RM 2 RM n Sn fn OM /OA MPI-S OA R' S' MPI-R OA /OD SD1 SD2 SDn Rn R2 R1 Rx1
Tx2
Rx2
Txn
Rxn
*图中给出的各参考点释义见表8-1
而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰
的技术。
6
图8-1 单模光纤的带宽资源
α(dB/km) 1260 1360 1480 1580
可用谱宽
可用谱宽
1300
1400
1500
1600
λ(nm)
7
单模光纤的带宽资源
由图8-1可见,1310nm波长段和1550nm波长
段一共约有200nm低损耗区可用,这相当于30THz
统中要有配套的波长监测与稳定技术。
目前采用的主要方法有温度反馈控制法和波长反馈控 制法来达到控制与稳定波长的目的。
29
2. 光信道的串扰问题
光信道的串扰是影响接收机的灵敏度的重要因素。 信道间的串扰大小主要取决于光纤的非线性和复用器的
滤波特性。在信道间隔为1.6nm或0.8nm的情况下,目前
使用的光解复用器在系统中可以保证光信道间的隔离度 大于25dB,可以满足WDM系统的要求,但对更高速率的 系统尚待研究。
λ1
光转发器1
光转发器2 λn
光 合 波 器
BA
光 纤 λs 光监控信 道发送器 λs
LA
光 纤 λs λs
PA
光 分 波 器
光接收1 光接收2 λn
l n
光监控信道 接收/ 发送器
通信原理概论
第1次作业11.计算机终端通过信道传输数据,信道带宽为3.2kHz,信道输出的信噪比。
该终端输出256个符号,且各符号相互独立,等概出现。
(1)计算信道容量;(2)求无误码传输的最高符号速率。
12. 一个信号,用的抽样频率对它理想抽样.(1)试求画出已抽样信号频谱图。
(2)若已抽样后的信号经过一个截止频率为500Hz的理想低通滤波器,输出端将有哪些频率成分?(3)若已抽样后的信号经过一个截止频率为350Hz的理想低通滤波器,输出端将有哪些频率成分?13. 采用13折线A律编码,归一化1分为2048个量化单位△。
设输入信号值x为308△,求(1)编码码组(2)译码输出和量化误差。
14. 某一16进制数字基带传输系统,若采用升余弦滚降滤波波形且信息传输速率为10Mb/s,可用传输带宽为1.375MHz,则滤波器的滚降系数为多少?15. 采用二进制移频键控方式在有效带宽2400Hz的传输信道上传送二进制数字信息。
已知2FSK信号的两个频率ƒ1 为980Hz,ƒ2 为1580Hz,码元速率RB=300B,传输信道输出端的信噪比6dB.试求:(1)2FSK信号的第一零点带宽;(2)带通滤波器的输出信噪比r为多少?(3)非相干接收时,系统的误码率;(4)相干接收时,系统的误码率。
附:非相干2FSK相干2FSK16. 信号调制器原理框图如图4-1所示,若发送的绝对码序列为100101,已知码元速率为2000B,载波频率为4000Hz。
(1)试画出2DPSK信号波形(2)若采用相干解调-码反变换方式进行解调,试画出各点时间波形(3)若采用差分相干解调,试画出各点时间波形。
第2次作业13. 已知信号m(t)的频谱如图所示,对m(t)进行理想抽样,试确定(1)最小抽样频率和最大抽样间隔(2)若抽样频率为5kHz,画出已抽样信号频谱图(3)画出接收端信号重建的原理框图14. 采用13折线A律编码(段采用自然二进制编码),设最小量化间隔为1个单位(Δ),已知抽样脉冲值为176个单位:(1)试求此时编码器输出码组;(2)试求接收端译码器输出为多少个量化单位?(3)引入的量化误差为多少个量化单位?15.为了传送码元速率1/Ts的数字基带信号,试问系统采用题图4-1中所画的哪一种传输特性较好?并简要说明理由。
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基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m2′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n-1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
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12
TDM方式的优点(相对与FDM)
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路,比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群),高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点,相当于 对频分复用系统中频道的研究。
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17
E1帧结构源于语音通信:
❖ 抽样频率:
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式(SDM,space division multiplex ) 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式(CDM,code division multiplex ) 编码发射、相关接收技术。
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5
C
Ts
现代通信原理
第八章 时分复用(1)
8.1时分复用TDM原理
❖ 频分复用FDM是利用用一物理连接的不同频 段来传输不同的信号,达到多路传输的目的。
❖ 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时 段来传输不同的信号,也能达到多路传输的 目的。
❖ 目前通信中常用的多路复用方式主要有以下 四种:
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❖ (欧洲标准,用于欧洲、中国、俄罗斯等)。
2、基于μ律压缩的24路PCM系统
❖ (美洲标准,用于北美、日本、台湾等)
群路等级 制式
欧洲标准
美洲标准
信息速率kb/s
路数
信息速率
路数
基群
2048
30
1544
24
二次群
8448
120
6312
96
三次群
34368
480
32064/44736
480/672
❖ 统计时分复用系统(分两类):
1、虚电路方式(如,X.25、帧中继、ATM) 2、数据报方式(如TCP/IP)
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14
准同步数字复接系列PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)
❖ 目前世界上存在两类的PDH标准
1、基于A律压缩的30/32路PCM系统
t A B Ts
t
t
Ts
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6
Ts
1234
n
t
❖ 把可用的时间Ts划分为互相不重叠的时隙 ❖ 每路信号占用一个时隙 ❖ 合路成为一个复用信号,在同一个信道中传
输
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时分多路复用以时间作为信号分割的参量, 故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。n 路时分复用系统的示意图:
四次群
139262
1920
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同步数字系列SDH Synchronous Digital Hierarchg
❖ 在某些新型的三层结构宽带传输网络方案中,
STM-1/STM-4 (155Mbps/622Mbps) 用于接入层 STM-16 (2.5Gbps) 用于汇接层 STM-64 (10Gbps) 用于核心层
❖ 抽样时间间隔
Ts=1/fs=125μs
❖ 帧周期
125μs
❖ 帧结构:
一帧内的时隙安排
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E1帧结构(A律)
125μs,32时隙,256bit
帧结构
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 34 25 26 27 28 29 30 31
10
❖ 在一帧的时间内时分复用信号可以传输多少路?
采样频率: fs 2fH
帧周期:Ts
1 fs
n路信号复用时,每路信号占用的时间: Tc
Ts n
每路信号用m位编码时,每一位占用的时间: T D
பைடு நூலகம்
Tc m
信息速率:
Rb
1 TD
mnfs
TD R b B
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同步时分复用和统计时分复用
现代通信原理——第八章 时分复用
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❖ 频分复用方式
(FDM,frequency division multiplex)
包括光纤通信的波分复用(WDM)。 ❖ 时分复用方式(TDM,time division multiplex )
(1)同步时分复用如PDH,SDH等 (2)统计时分多路如IP、ATM等。
❖ 2、信道的非线性在FDM中产生交调和高次 谐波,严重干扰信号的传输。
TDM方式的缺点(相对与FDM)
TDM(特别是同步TDM)对系统的同步要 求高,系统控制复杂。
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13
TDM方式目前又分为以下两种
❖ 数字复接系列(分两类):
1、准同步系列PDH (用于公共电话网PSTN) 2、同步系列SDH(用于光纤通信等骨干网络)
SDH体系速率等级
等级
速率
STM-1
155.52Mb/s
STM-4
622.02Mb/s
STM-16
2488.32Mb/s
STM-64
10Gb/s
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16
8.2 PCM基群帧结构
❖ 采用TDM的数字通信系统,在国际上已建立起 标准。原则上是先把一定路数的电话复合成一个 标准数据流(称为基群),基群数据流的构造结构 称为基群帧。
n路 抽样脉冲时间关系
1234
Tc
帧周期
n1234
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n
9
1234
n1234
n
Tc
3路
帧周期
• 接收端用同样的时序脉冲将时分复用信号分开
• 复用: 由各路信号合成多路信号的过程
• 解复用: 把多路信号分为各路信号的过程
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