第2章通信网基讲义础技术
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续的信号，在时间上将模拟信号离散化。 ②量化：用有限个幅度值来近似原连续变化的幅度值，把模拟
信号的连续幅度变为有限数量且有一定间隔的散值。 ③编码：按一定规律，把量化后的信号编码形成一个二进制数
字码组输出。
模拟信号的数字化处理
1. 抽样
❖ 抽样过程：将时间和幅度上都是连续的模拟信号在时间上 离散化。
❖ 抽样目的：实现信号的时分多路复用。 ❖ 如图2-2所示。
模拟信号的数字化处理
2. 量化
❖ 量化过程：抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号， 但脉冲的幅度仍是连续的，还需进行离散化处理（即对幅值 进行化零取整的处理），才能最终用数字来表示。
❖ 量化方法：把样值的最大变化范围划分成若干个相邻的间隔。 当某样值落在某一间隔内，其输出数值就用此间隔内的某一 固定值来表示。
放映结束
内容简介
❖2.1 概 述 ▪ 2.1.1 通信系统研究的主要问题 ▪ 2.1.2 数字通信系统的基本概念
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内容简介
❖2.2 信源编码 ▪ 2.2.1 模拟信号的数字化处理 ▪ 2.2.2 语音编码技术 ▪ 2.2.3 图像编码技术
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内容简介
❖2.3 信道复用 ▪ 2.3.1 信道复用概述 ▪ 2.3.2 多路复用技术 ▪ 2.3.3 同步技术 ▪ 2.3.4 数字复接技术 ▪ 2.3.5 PDH和SDH
❖ 调制：目的是使经过编码的信号特性与信道的特性相适应， 使信号经过调制后能顺利通过信道传输。
❖ 多路复用：多路信号重复使用一条信道。
数字通信系统的基本概念
❖ 信道与噪声：按信道的传输频带区分，各种信道可归入基 带信道和带通信道两类。数字信号经过信道传输时，信道 的传输特性以及进入信道的外部加性噪声都将对数字信号 加以影响。
噪比不足，且编码位数多（语音信号需编11位码），加大了 编码的复杂性，并对传输信道有更高的要求。
模拟信号的数字化处理
（2）非均匀量化 ❖ 实现：采用压缩、扩张的方法，即在发送端对输入信号先进
行压缩，再均匀量化；在接收端则进行相应的扩张பைடு நூலகம்理。 ❖ 原理：量化级间隔随信号幅度的大小自动调整。在不增大量
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内容简介
❖2.4 数字信号的基带传输 ▪ 2.4.1 数字信号传输的基本概念 ▪ 2.4.2 再生中继与均衡技术 ▪ 2.4.3 数字传输的常用码型
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内容简介
❖2.5 调制技术 ▪ 2.5.1 调制的基本概念 ▪ 2.5.2 模拟调制技术 ▪ 2.5.3 基本数字调制技术 ▪ 2.5.4 现代数字调制技术
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内容简介
❖2.6 差错控制技术 ▪ 2.6.1 差错控制的概念 ▪ 2.6.2 差错控制编码
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2.1 概 述
❖ 通信系统是构成各种通信网的基础。数字通信已成为现代 通信技术的主流。数字通信系统中融合了计算机软硬件技 术，是构成现代通信网的基础。
❖ 按照信道传送信号的不同，通信可以分为模拟通信和数字 通信。
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2.1.1 通信系统研究的主要问题
❖ 模拟通信系统研究的主要问题：
❖ 收发两端的变换过程以及基带信号的特性。 ❖ 调制与解调原理。 ❖ 信道与噪声的特性及其对信号传输的影响。 ❖ 噪声存在条件下的系统性能。
通信系统研究的主要问题
❖ 数字通信系统研究的主要问题：
❖ 收发信端的变换过程、模拟信号数字化以及数字基带信号的
提下，尽可能地去除或降低信号中冗余信息，以减小传输所 用带宽。
返回
2.2.1 模拟信号的数字化处理
❖ 对时间连续和取值连续的原始语音和图像等模拟信号，若 以数字方式进行传输，在发送端应先进行模／数（A／D） 变换， 将原始信号转换为时间离散和取值离散的数字信号
模拟信号的数字化处理
❖ 模拟信号数字化过程： ①抽样：用时间间隔确定的信号样值序列来代替原在时间上连
概念。 ❖ 理解数字信号传输的概念，了解基带传输常用技术与常用
码型。 ❖ 理解调制的基本概念，了解数字调制技术基本类型及主要
应用。 ❖ 理解差错控制的基本概念，了解差错控制编码技术的分类
与应用。
内容简介
❖2.1 概 述 ❖2.2 信源编码 ❖2.3 信道复用 ❖2.4 数字信号的基带传输 ❖2.5 调制技术 ❖2.6 差错控制技术
❖ 同步：数字通信系统中发送端和接收端之间需有共同的时 间标准，使接收端获知所收数字信号中每个符号（码元） 的准确起止时刻，从而同步地进行接收。
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2.2 信源编码
❖ 信源编码：针对信源发送信息所进行的压缩编码。 ❖ 信源编码处理的前提：模拟信号的数字化。 ❖ 压缩编码技术：为提高传输效率，在保证一定信号质量的前
特性。
❖ 数字调制与解调原理。
❖ 信道与噪声的特性及其对信号传输的影响。
❖ 抗干扰编码与解码，即差错控制编码问题。
❖ 保密通信问题。
❖ 同步问题。
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2.1.2 数字通信系统的基本概念
❖ 数字通信的特点：
❖ 传输质量高、抗噪声性能强 ❖ 抗干扰能力强 ❖ 保密性好 ❖ 易于与现代技术相结合 ❖ 数字信号可压缩 ❖ 设备体积小、重量轻
第2章通信网基础技术
课程提要
通信网基础技术 电信交换 数据通信 无线通信 移动通信 光传输网
宽带网络通信
第2章 通信网基础技术
本章学习目标
❖ 理解数字通信的特点与系统模型。 ❖ 理解信源编码中的信号处理过程，了解语音编码及图像编
码的技术特点。 ❖ 理解信道编码中多路复用、同步、数字复接等技术的基本
模拟信号的数字化处理
（1）均匀量化 ❖ 采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化。 ❖ 实际信号可看成量化输出信号与量化误差之和，量化失真率
与最小量化间隔的平方成正比。 ❖ 量化失真在信号中的表现类似于噪声，也有很宽的频谱，被
称为量化噪声，并用信噪比来衡量。 ❖ 均匀量化方式会造成大信号时的信噪比有余而小信号时的信
数字通信系统的基本概念
❖ 数字通信系统模型如图2-1所示。 ❖ 信源：把消息转换成电信号的设备。 ❖ 信源编码：基本部分是压缩编码，用以减小数字信号的冗余
度，提高数字信号的有效性；部分系统还包含加密功能，即 在压缩后再进行保密编码。
数字通信系统的基本概念
❖ 信道编码：在经过信源编码的信号中增加一些多余的字符， 以求自动发现或纠正传输中发生的错误，其目的是提高信号 传输的可靠性。
信号的连续幅度变为有限数量且有一定间隔的散值。 ③编码：按一定规律，把量化后的信号编码形成一个二进制数
字码组输出。
模拟信号的数字化处理
1. 抽样
❖ 抽样过程：将时间和幅度上都是连续的模拟信号在时间上 离散化。
❖ 抽样目的：实现信号的时分多路复用。 ❖ 如图2-2所示。
模拟信号的数字化处理
2. 量化
❖ 量化过程：抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号， 但脉冲的幅度仍是连续的，还需进行离散化处理（即对幅值 进行化零取整的处理），才能最终用数字来表示。
❖ 量化方法：把样值的最大变化范围划分成若干个相邻的间隔。 当某样值落在某一间隔内，其输出数值就用此间隔内的某一 固定值来表示。
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❖2.1 概 述 ▪ 2.1.1 通信系统研究的主要问题 ▪ 2.1.2 数字通信系统的基本概念
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❖2.2 信源编码 ▪ 2.2.1 模拟信号的数字化处理 ▪ 2.2.2 语音编码技术 ▪ 2.2.3 图像编码技术
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❖2.3 信道复用 ▪ 2.3.1 信道复用概述 ▪ 2.3.2 多路复用技术 ▪ 2.3.3 同步技术 ▪ 2.3.4 数字复接技术 ▪ 2.3.5 PDH和SDH
❖ 调制：目的是使经过编码的信号特性与信道的特性相适应， 使信号经过调制后能顺利通过信道传输。
❖ 多路复用：多路信号重复使用一条信道。
数字通信系统的基本概念
❖ 信道与噪声：按信道的传输频带区分，各种信道可归入基 带信道和带通信道两类。数字信号经过信道传输时，信道 的传输特性以及进入信道的外部加性噪声都将对数字信号 加以影响。
噪比不足，且编码位数多（语音信号需编11位码），加大了 编码的复杂性，并对传输信道有更高的要求。
模拟信号的数字化处理
（2）非均匀量化 ❖ 实现：采用压缩、扩张的方法，即在发送端对输入信号先进
行压缩，再均匀量化；在接收端则进行相应的扩张பைடு நூலகம்理。 ❖ 原理：量化级间隔随信号幅度的大小自动调整。在不增大量
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❖2.4 数字信号的基带传输 ▪ 2.4.1 数字信号传输的基本概念 ▪ 2.4.2 再生中继与均衡技术 ▪ 2.4.3 数字传输的常用码型
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❖2.5 调制技术 ▪ 2.5.1 调制的基本概念 ▪ 2.5.2 模拟调制技术 ▪ 2.5.3 基本数字调制技术 ▪ 2.5.4 现代数字调制技术
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❖2.6 差错控制技术 ▪ 2.6.1 差错控制的概念 ▪ 2.6.2 差错控制编码
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2.1 概 述
❖ 通信系统是构成各种通信网的基础。数字通信已成为现代 通信技术的主流。数字通信系统中融合了计算机软硬件技 术，是构成现代通信网的基础。
❖ 按照信道传送信号的不同，通信可以分为模拟通信和数字 通信。
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2.1.1 通信系统研究的主要问题
❖ 模拟通信系统研究的主要问题：
❖ 收发两端的变换过程以及基带信号的特性。 ❖ 调制与解调原理。 ❖ 信道与噪声的特性及其对信号传输的影响。 ❖ 噪声存在条件下的系统性能。
通信系统研究的主要问题
❖ 数字通信系统研究的主要问题：
❖ 收发信端的变换过程、模拟信号数字化以及数字基带信号的
提下，尽可能地去除或降低信号中冗余信息，以减小传输所 用带宽。
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2.2.1 模拟信号的数字化处理
❖ 对时间连续和取值连续的原始语音和图像等模拟信号，若 以数字方式进行传输，在发送端应先进行模／数（A／D） 变换， 将原始信号转换为时间离散和取值离散的数字信号
模拟信号的数字化处理
❖ 模拟信号数字化过程： ①抽样：用时间间隔确定的信号样值序列来代替原在时间上连
概念。 ❖ 理解数字信号传输的概念，了解基带传输常用技术与常用
码型。 ❖ 理解调制的基本概念，了解数字调制技术基本类型及主要
应用。 ❖ 理解差错控制的基本概念，了解差错控制编码技术的分类
与应用。
内容简介
❖2.1 概 述 ❖2.2 信源编码 ❖2.3 信道复用 ❖2.4 数字信号的基带传输 ❖2.5 调制技术 ❖2.6 差错控制技术
❖ 同步：数字通信系统中发送端和接收端之间需有共同的时 间标准，使接收端获知所收数字信号中每个符号（码元） 的准确起止时刻，从而同步地进行接收。
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2.2 信源编码
❖ 信源编码：针对信源发送信息所进行的压缩编码。 ❖ 信源编码处理的前提：模拟信号的数字化。 ❖ 压缩编码技术：为提高传输效率，在保证一定信号质量的前
特性。
❖ 数字调制与解调原理。
❖ 信道与噪声的特性及其对信号传输的影响。
❖ 抗干扰编码与解码，即差错控制编码问题。
❖ 保密通信问题。
❖ 同步问题。
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2.1.2 数字通信系统的基本概念
❖ 数字通信的特点：
❖ 传输质量高、抗噪声性能强 ❖ 抗干扰能力强 ❖ 保密性好 ❖ 易于与现代技术相结合 ❖ 数字信号可压缩 ❖ 设备体积小、重量轻
第2章通信网基础技术
课程提要
通信网基础技术 电信交换 数据通信 无线通信 移动通信 光传输网
宽带网络通信
第2章 通信网基础技术
本章学习目标
❖ 理解数字通信的特点与系统模型。 ❖ 理解信源编码中的信号处理过程，了解语音编码及图像编
码的技术特点。 ❖ 理解信道编码中多路复用、同步、数字复接等技术的基本
模拟信号的数字化处理
（1）均匀量化 ❖ 采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化。 ❖ 实际信号可看成量化输出信号与量化误差之和，量化失真率
与最小量化间隔的平方成正比。 ❖ 量化失真在信号中的表现类似于噪声，也有很宽的频谱，被
称为量化噪声，并用信噪比来衡量。 ❖ 均匀量化方式会造成大信号时的信噪比有余而小信号时的信
数字通信系统的基本概念
❖ 数字通信系统模型如图2-1所示。 ❖ 信源：把消息转换成电信号的设备。 ❖ 信源编码：基本部分是压缩编码，用以减小数字信号的冗余
度，提高数字信号的有效性；部分系统还包含加密功能，即 在压缩后再进行保密编码。
数字通信系统的基本概念
❖ 信道编码：在经过信源编码的信号中增加一些多余的字符， 以求自动发现或纠正传输中发生的错误，其目的是提高信号 传输的可靠性。