数字通信系统概述(1)
数据通信系统概述
信源
发送器
信道
接收器
信宿
源系统
• 源系统
噪声
目的系统
– 源点：源点设备产生通信网络要传输的数据。
– 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能够在传输系 统中进行传输。
• 目的系统
– 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的 设备处理的信息。
– 终点：终点设备从接收器获取传送来的信息。
4
• 模拟信号
– 时间上连续，包含无穷多个信号值
• 数字信号
– 时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常 见的是二值信号
t
t
a） 模拟信号
b） 数字信号
5
• 周期信号 信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）
• 非周期信号 信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信 号）。
t
t
周
非
期T 信
TT
数字或 模拟数据
Modulator 调制
模拟信道
发送方
Demodulator 解调制
g(t)
数字或 模拟数据
接收方
12
*注意，并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。
2
• 数据与信号 • 信道 • 通信方式 • 传输方式 • 同步方式
基本概念
3
数据与信号
数据（Data）
传递（携带）信息的实体。
信息（Information）
数据的内容或解释。
信号（Signal）
数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在 介质中传播
• 传输系统
– 可以是简单的物理通信线路
– 也可以是连接源系统和目的系统之间的复杂网络设备
数字通信系统介绍
数字通信系统介绍数字通信系统是指利用数字技术进行信息传送和传输的系统。
它采用数字信号代替传统的模拟信号进行信息传输，比传统的模拟通信系统具有更高的可靠性、更广泛的应用领域和更强大的功能。
数字通信系统可以分为数字语音通信系统、数字数据通信系统、数字图像通信系统和数字视频通信系统等几个类别。
数字语音通信系统是最基本的数字通信系统，它是利用模拟到数字信号的变换实现对语音信号的数字化。
数字语音通信系统在电话通信、网络电话、语音门禁等方面有着广泛的应用。
其中，电话通信是数字语音通信系统应用最为广泛的一个领域。
数字电话通信系统将语音信号转换成数字信号，通过数字电路进行传输。
这种方式可以提高电话通话质量，同时也可以提高语音数据的安全性和充分利用传输带宽。
数字数据通信系统是利用数字信号传输和接收数据信息的通信系统。
数字数据通信系统在计算机网络、互联网、局域网、广域网、移动通信等领域得到广泛的应用。
数字数据通信系统将原来的模拟信号转换成数字信号，提高了数据的可靠性和传输速率。
数字数据通信系统设计了一系列传输协议，不同的传输协议对数据传输的需求采用不同的传输方式和传输速率。
同时，数字数据传输还可以采用压缩技术，压缩数据更有效地利用传输带宽。
数字图像通信系统是以数字图像为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输图像，可以有效地提高图像的传输速度和质量。
数字图像通信系统广泛应用于图像传输、广播电视、监控和医学影像诊断等领域。
数字图像通信系统可以将图像分为连续值和离散值两类，常用的连续值图像传输方式是基于JPEG压缩技术，离散值图像传输方式是基于数字水印技术。
数字视频通信系统是以数字视频为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输视频，可以提高视频的传输速度和质量。
数字视频通信系统广泛应用于电视广播、电影、会议等领域。
数字视频通信系统在传输过程中，需要针对不同的视频序列采用不同的压缩方法。
在视频传输过程中，数字视频通信系统还需要对信号进行传输和处理，所以数字视频通信系统特别关注传输带宽和瓶颈问题。
数字通信原理-第一章
小结： 通信及通信系统构成
通信的概念 通信系统构成：各部分功能
信息、信号及分类
信源发出的信息经转换成为信道上传输的信号：
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
{
{ {
模拟通信和数字通信 模拟通信：以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用
数字通信系统的主要性能指标
有效性指标 可靠性指标
{
{
信息传输速率 符号传输速率 （定义、关 系） 频带利用率 误码率 （定义） 信号抖 动
复习题 1、模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 2、数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码 的作用是什么？画出话音信号的基带传输系统模型。 3、数字通信的特点有哪些? 4、为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累？ 5、设数字信号码元时间长度为 1微秒，如采用四电 平传输，求信息传输速率及符号速率。 6、接上题，若传输过程中 2 秒误 1 个比特，求误 码率。 7、假设频带宽度为 1024kHz，可传输 2048kbit/s 的比特率，试问其频带利用率为多少？
第四节 数字通信的特点及性能指标
信息传输速率Rb与符号传输速率NB的关系为： Rb=NB （二进制） Rb=NB·log2M Rb>NB （多进制）
{
频带利用率 （ η）
定义:单位频带内的传输速率（真正用来衡量数字通信系统传输效率 的指标）
符号传输速率 （Bd/Hz） 频带宽度 信息传输速率 η= （bit/s/Hz） 频带宽度
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）。 数字通信系统的构成（包括发送终端、信源编码、信道编 码、调制、信道以 及收端的解调、 信道解码、信源解码和接收终端）
数字调度通信系统(中软)
区间通信
• 为铁路各专业相关人员在区间与列车调度员、电力调度员、车站值班 员、其他专业调度员等联系的专用电话业务。
会议等公共资源
1.4 容错处理提高系统的可靠性
• 控制模块并行处理：两个模块处理机对本模块内所有事件并行处理， 而非主备控制；
• 并行运行的双套网络总线：系统分布式网络为双套4096×4096无阻 塞交换网络；每块接口板通过双套网络总线分别与两块模块处理机相 连；
• 并行运行的双套控制总线：模块间通信由独立运行的两套IP网络完成； 每块接口板通过双套控制总线分别与两块模块处理机相连；
• 完全同步的双时钟系统：整个系统具有双套完全同步的时钟系统用于 模块间时钟同步；每块接口板通过双套时钟总线分别与两块模块处理 机相连
• 全星型容错拓扑结构：各接口板的网络和控制总线均为全星型容错拓 扑结构
1.5编号方案功能
• 系统支持对固定用户终端进行统一编号，分配唯一的ISDN号码。编 号方案符合《铁路GSM-R数字移动通信网编号计划》的要求。
E
E
N
N
T
T
A
B
C
C
L
L
K
K
A
B
风扇单元
P W R A
A D L C 0
A D L C 1
A D L C 2
A D L C 3
A D L C 4
A D L C 5
MM PP UU AB
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。
数字通信概述
第一章 数字通信概述第一节 数字通信的基本知识一、通信系统的组成1． 通信：通信是将信息从一个地方传送到另一个地方。
2． 通信系统的组成：3． 信源：产生和发出信息的人或机器。
4． 变换器：把信源发出的信号进行加工处理，变换成适合在信道上传输的信号。
5．反变换器：把信道送来的电信号按相反过程变换成原始信息，最后由信宿接收。
6． 信宿：信息最后的归宿，它是最后接收信息的处所，可以是人和各种终端设备。
7． 信道：传递信号的通道，按传输媒介有无线信道和有线信道之分。
8． 噪声源：因信号传递时，不可避免地会受到噪声或干扰的影响，且干扰会始终存在。
为了便于分析干扰的影响，所以把始端、终端及传输信道中所在干扰都折合到信道中，等效为一个总的噪声源。
9． 模拟通信系统：若信源的信息是一个幅度和时间连续变化着的模拟信号， 则利用模拟信号进行信息传递的通信方式称为该系统。
10。
数字通信系统：若信源的信息是一个幅度限制个数值之内，不是连续的而是离散的数字信号，则利用数字信号进行传递的通信方式称为该系统。
二．数字通信系统的模型。
1．数字通信系统的基本任务：是把信源产生的信息变换成一定格式的数字信号，通过信道传输，在终端再变成适宜信宿接收的信息形式。
2．数字通信系统的基本模型：接收器 发送器3．信源编码的主要任务：（1）将信源送出的模拟信号数字化，即对连续信息进行模拟/数字（A/D ）变换，用一定的数字脉冲组合来表示信号的一定幅度。
（2）将信源输出的数字信号按实际信息的统计特性进行变换，以提高信号传输的有效性。
4．信道编码（抗干扰编码）：是一种代码变换，产要解决数字通信的可靠问题。
5．同步：通信系统的收、发端要有统一的时间标准，使收端和发端步调一致。
6．数字通信系统的基本模型图中，若信源是数字信息时，则信源编码或信源解码可以去掉，构成数据通信系统。
若在没有用调制器和解调器，构成的是最单的通信系统称为基带传输系统，该系统实际上是将基带信号直接进行传输的系统。
现代通信系统课件：数字光纤通信系统
高密度，多芯和低、中损耗
2~20
重量轻，线径细，可挠性好
数字光纤通信系统
下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。
(1）层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构， 如 图5. 9(a）所示。特点是成本低，芯线数不超过10根。 (2）单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强 度 元件为中心绞合成缆，如图5.9(b）所示，其芯线数一般适用于几十芯。 (3）骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强 度 元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图5. 9(c）所示。由于光纤在骨架沟槽 内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内做一定的位移，从而减少了光纤芯 线 的应力应变和微变，这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。 (4）带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行，构成带状光纤单元，再将多个 带 状单元按一定方式排列成缆，如图5. 9(d）所示。这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可 做成上千芯的高密度用户光缆。
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如图5. 4所示。
图5. 3 光的折射示意图
图5. 4 临界角和光线的全反射
数字光纤通信系统
如果不断增大θ 0可使折射角达到90°，这时的θ 1称为临界角。如果继续增大 队，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象称为光的全反 射。
因光纤是石英玻璃材料，所以不怕高温，有防火的性能。因而可用于易燃易爆的环境中。 6.光纤通信保密性好
由于光纤在传输光信号时向外世漏小，不会产生串话等干扰，因而光纤通信保密性好。
5. 1.数2字数光纤字通光信系纤统通信系统的组成
《数字通信原理》课件
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
数字通信基础知识
1 接 收 设 备 发 送 设 备 接 收 设 备 …
(a)
(b)
1.1.3 通信方式
3. 按通信网络形式分
(a) 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式
终端A (a) 终端B 终端 A 终端 B 终端 C 终端 A 终端 B (b) 图1-3 终端 C … 终端 N (c) 终端 N 交换设备
1.3 通信技术发展概况
年到20世纪80 （2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信 ）近代通信阶段。 1948年到20世纪80年代光纤通信 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、 30多年 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字 传输理论及技术、 彩色电视、 卫星通信等方面的发展, 传输理论及技术 、 彩色电视 、 卫星通信等方面的发展 , 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 世纪80年代商用通信卫星、 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控 ）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20 20多 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20多 主要是卫星通信、 光纤通信、 移动通信、 年 , 主要是卫星通信 、 光纤通信 、 移动通信 、 多媒体通 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 3. 通信技术发展史上的重大事件 通信技术发展史上的重大事件 现把从1838年到20世纪80 1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 现把从1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 件列于表1 从中可清楚地看到通信的发展过程。 件列于表1-2，从中可清楚地看到通信的发展过程。 1Biblioteka 3.2 通信技术的现状和发展趋势
1 数字通信理论讲义 2012
课程介绍：·研究生专业课程。
讲座。
研讨。
·先修课。
·教材及参考书。
·要求。
科研方法。
深入。
前沿。
·考试。
第1章 概述1.1 数字通信系统基本组成·各框功能：1）信源与输入变换器 2）信源编码器 3）信道编码器4）数字调制器 之前，信号处理。
如均衡。
5）信道6）数字解调器 7）信道译码器 8）信源译码器 9）输出变换器1.2 通信信道及其特征一、信道概念信号传输的途径、媒介。
物理信道。
1）带宽。
2）衰减。
3）畸变。
4）噪声。
二、信道分类 1. 有线信道双绞线 同轴电缆 波导 光纤kHz MHz 百MHz GHz (带宽) 2. 光纤信道历史。
特点。
应用。
结构简述。
3. 无线电磁信道特点：直射。
反射。
散射。
绕射。
噪声。
干扰。
频率范围。
天线：/10λ>。
应用。
4. 水声信道传播距离：几十——几百 Km 。
声速：1500 m/s特点：背景噪声。
多径传播。
5. 存储信道信道编码。
1.3 通信信道的数学模型一、加性噪声信道 ()()()r t s t n t α=+二、线性滤波器信道 例：有线电话信道()()()()()()()r t s t c t n t c s t d n t ατττ∞-∞=*+=-+⎰三、线性时变滤波器信道例：水声信道。
电离层无线信道。
时变、多径。
()()(;)()(;)()()r t s t c t n t c t s t d n t αττττ∞-∞=*+=-+⎰特例：多径传播。
1(;)()()Lk k k c t t ταδττ==-∑1()()()()Lk k k r t t s t n t ατ==-+∑1.4 数字通信系统的参数与性能指标一、传输速率、带宽、带宽效率符号速率。
信息速率。
二、信噪比与错误概率信噪比定义。
符号错误概率。
比特错误概率。
蒙特卡洛法。
三、复杂度——2012 第1次3学时1.5 通信系统分类一、有线通信、无线通信二、模拟通信、数字通信三、长波、中波、短波、微波、光通信 四、单工、半双工、全双工、单向通信 五、语音、图像、多媒体通信 六、窄带通信、宽带通信 七、固定通信、移动通信1.6 信号传输有关概念一、基带传输与频带传输 二、串序传输与并序传输 三、同步传输与异步传输1.7 主要的远距离通信方式一、电缆通信SSB/FDM 。
GSM数字移动通信系统介绍(PPT 83页)
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
012
0
1
数字通信系统
1、数字通信系统概念及其优缺点数字通信系统就是信道中传输的是数字信号的通信方式称为数字通信，它包括将基代数字信号直接送往信道传输的数字基代传输和经载波调制后在送往信道传输的数字载波传输。
对应的通信系统称为数字通信系统。
一、数字通信系统的优点二、数字通信系统的缺点1、抗干扰能力强1、频带利用率不高2、差错可控2、系统设备比较复杂3、易加密4、易于与现代技术相结合2、SSB信号的产生方法及各自的技术难点单边带信号的产生,通常采用滤波法和相移法两种。
滤波法技术难点：滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性；多级滤波需要多次调制；当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用。
相移法技术难点：宽带相移网络Hh（w）的制作。
3、FM、PM的概念，两者之间的关系在调制时，若载波的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。
若载波的相位随调制信号而变称为相位调制或调相（PM）。
由于频率和相位之间存在微分和积分关系，所以FM与PM之间是可以转换的。
4、简述AMI码的优缺点。
针对其缺点有何改进码型AMI码优点：没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速外，编解码电路简单，可利用信号极性交替这一规律观察误码情况。
缺点：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变造成提取定时信号的困难。
针对其缺点的改进码型：HDB3码。
5、ASK、FSK、PSK的概念，及其产生和解调方法ASK：振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
产生方法：模拟调制法（相乘器法）和键控法。
解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。
FSK：频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
产生方法：采用模拟调频电路，采用键控法。
解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调。
PSK：相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率不变。
产生方法：模拟调制、键控法。
解调方法：相干解调法。
现代通信技术概论 第4版 第2章 数字通信系统
第2章 数字通信系统
2.1 数字通信概述 2.2 模拟信号数字化 2.3 数字信号的基带传输 2.4 数字信号的频带传输 2.5 数字同步与复接技术 2.6 数字传输的差错控制
2
2.1 数字通信概述
传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。 数字通信以其抗干扰能力强、无噪声累积、便于 计算处理、便于加密、易于小型化、集成化等优 势，成为当代通信领域的主流技术。
国际上有两种标准化制式的多路数字电话通信系 统，即PCM 30/32路制式（E体系）和PCM 24 路制式（T体系），我国和欧洲采用E体系。
下面以PCM30/32多路数字电话通信系统为例， 具体说明模拟话音数字化传输过程。
14
小视频3：展示数字通信设备
机房、长途交换机、PCM设备、计算机终端管理 设备等
模拟信号的数字化需经过抽样、量化、编码三 个阶段。常用的技术包括脉冲编码调制（PCM）、 差值脉冲编码（DPCM）和增量调制（DM）等。
7
2.2.1 模数（A/D）变换
抽样量化编码二进制数字序列： ✓ 抽样：在时间上将模拟信号离散化。 ✓ 量化：在幅度上将抽样信号离散化。 ✓ 编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。 整个过程称为脉冲编码调制（PCM）。
8
抽样
抽样定理：如果一个连续信号f(t)所含有的最高频 率不超过fh，则当抽样频率fs≥2fh时，抽样后得到的 离散信号就包含了原信号的全部信息。
f(t)
o u(t)
o fu(t)
o
输入信号 t
t 抽样脉冲
t 样值序列
9
量化
量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在 某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅 值的某个固定整数电平值上就完成了量化。
数字通信系统工作原理
数字通信系统工作原理数字通信系统是现代通信领域中广泛应用的一种通信技术，它以数字信号为基础进行信息传输。
数字通信系统的工作原理主要可以分为信源编码、数字调制、信道传输、数字解调和信源译码等几个关键步骤。
本文将详细介绍数字通信系统的工作原理及相关技术。
一、信源编码在数字通信系统中，信息源产生的信号通常是模拟信号。
为了便于数字化处理和传输，需要将模拟信号转换为数字信号。
信源编码的目的就是对模拟信号进行数字化表示，常用的信源编码方法包括脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）等。
其中，PCM是一种广泛应用的信源编码方法，将模拟信号离散化，并按照一定的采样率进行采样，将每个采样值用二进制码表示。
二、数字调制数字调制是指将数字信号映射到模拟信号空间中，通过模拟信号传输进行信息传递的过程。
常用的数字调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
其中，调幅是一种常用的数字调制方式，通过对数字信号进行幅度的调制来表示信息。
调幅信号可以通过载波信号的幅度变化来表达数字信号中的0和1。
三、信道传输信道传输是指数字信号在传输介质中传输的过程。
在数字通信系统中，传输介质可以是导线、光纤或者无线通信频段。
在信道传输中，常会受到信号损耗、干扰和传播时延等影响。
为了保证传输质量，常常使用调制和编码技术来提高传输效率和可靠性。
四、数字解调数字解调是数字通信系统中的重要环节，其目的是将接收到的模拟信号恢复为数字信号。
在数字解调中，需要进行信号的解调、时钟恢复和抗干扰等处理。
解调是将经调制的信号恢复为原始的数字信号，时钟恢复是为了在解调过程中同步恢复传输信号的时钟频率，抗干扰技术可以在传输过程中减少噪声和干扰的影响。
五、信源译码信源译码是对数字信号进行译码，将数字信号转换为原始信息。
在数字通信系统中，经过信源编码和数字调制后的信号到达接收端，需要通过信源译码将其恢复为原始的信息。
常用的信源译码方法有译码器、反脉冲编码调制（NRZ）和解调解码器等。
数字通信原理(1.1)
处理的目的在于使单位时间内传输更多的消息。
从信息论的观点来说，消息传输速度可用单位时间内传送的 信息量来衡量。
模拟通信中还有一个重要性能指标：均方误差。它是衡 量发送的模拟信号与接收端复制的模拟信号之间误差程度的 质量指标。均方误差越小，复制的信号越逼真。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
log以2为底时，单位为比特：bit log以e为底时，单位为奈特：nit。
2001 Copyright
信息量的单位与对数的底有关：
SCUT DT&P Labs
22
3. 离散信源的信息量
下面先来讨论等概率出现的离散消息的度量： 传递Ｍ个消息之一，只需采用一个Ｍ进制的波形来传递； 任意一个Ｍ进制波形总可用若干个二进制波形来表示。 定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为１， 单位：比特 则： I log ( 1 ) 1(bit)
2）模拟通信系统的优缺点 优点：通过信道的信号频谱比较窄，因此信道的利用 率高。 缺点： （1）传输的信号是连续的 ，混入噪声干扰后不易清除， 即抗干扰能力差。 （2）不易保密通信，即安全性差。 （3）设计不易大规模集成化。 （4）不适于飞速发展的计算机通信要求。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
信息的度量方式还应满足可加性； 信息量应该是事件发生概率的函数；
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SCUT DT&P Labs
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1.2 信息的度量
3. 离散信源的信息量
离散信源统计特性的描述－－概率场
设离散信源包含N种可能的符号，相应的概率场： x1 p(x1) x2 p(x2) x3 . . . . . xN
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t
f2 (t )
0 t1 t2 t3 T0
t
《现代通信系统》
图3.4 脉冲信号的正交
第3章 数字通信系统概述
对于不是连续信号,如时分制中的脉冲信号,只能用
离散和来代替以上积分,即
T0
R(T) f1(t) f2(t)
t0
根据离散和计算有
(3.2.2)
R(T)[f1(t)f2(t)]1 0[f1(t)f2(t)]tt1 2 [f1(t)f2(t)]tt3 2[f1(t)f2(t)]tt3 00
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第3章 数字通信系统概述
m1(t) m2(t)
2
1 n
S1 mn(t)
信道
1
n
2
S2
m1′(t) m2′(t)
mn′(t)
… …
《现代通信系统》
图3.5 时分多路复用示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第3章 数字通信系统概述
3.2.2 数字复接,就是利用时间的可分性,采用时隙叠加的
方法把多路低速的数字码流(支路码流),如图3.6(a)所示, 在同一时隙内合并成为高速数字码流的过程。
《现代通信系统》
第3章 数字通信系统概述
帧 同步 路 TS 0
1复帧 ＝16帧(2 ms)
F15
F0
F1
F2
…
1帧
12 5s 32个 路 时 隙
25 6比 特 路 时 隙3.9 s
8比 特
话路 … 话路 … 话路 信令路 话路
TS 1
m
PeB
PeBi
i 1
(3.1.3)
PeB mPeBi
(3.1.4)
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第3章 数字通信系统概述
3. 1) 所谓抖动,是指在噪声因素的影响下，数字信号的 有效瞬间相对于应生成理想时间位置的短时偏离。
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第3章 数字通信系统概述
① 发送脉冲
② 接收脉冲
③ 抖动函数
t1
t2
fB N1bM
(3.1.1)
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第3章 数字通信系统概述
2. 1) 在数字通信中是用的脉冲信号,即用“1”和“0”携 带信息。由于噪声、串音及码间干扰以及其他突发因 素的影响,当干扰幅度超过脉冲信号再生判决的某一门 限值时,将会造成误判成为误码,如图3.2所示。
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第3章 数字通信系统概述
“1”码
A
A
2
0
“0”码 TB
判决门限 电平U门
t
图3.2 噪声叠加在数字信号上的波形 《现代通信系统》
第3章 数字通信系统概述
Pe
lim
n
产生错误码元(个数) 传输的总码元(个数)
(3.1.2)
2)
在实际的数字通信系统中,含有多个再生中继段,上 面讲的误判产生的误码率是指在一个中继段内产生的, 当它继续传到下一个中继段,也有可能再产生误判,但这 种误判把原来误码纠正过来的可能性极少。
t3
t4
t5
t1 j(t)
t2
t3
t
t4
t5
图3.3 脉冲抖动的意义
《现代通信系统》
第3章 数字通信系统概述
2) 抖动容限一般是用峰—峰抖动Jp-p来描述的。它是指 某个特定的抖动比特的时间位置相对于该比特抖动时 的时间位置的最大部分偏离。
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3.2 数字复接技术
3.2.1
数字多路通信也叫做时分多路通信,所谓时分多路 通信,是利用多路信号(数字信号)在信道上占有不同的 时间间隙来进行通信的。多路通信的基础源于数学上
信号的正交性：
F t2 t1
f1(t) f2(t)dt0
(3.2.1)
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第3章 数字通信系统概述
f1 (t )
A
t1 t2 t3 T0
11 110 1011001111 00 11 11 01 0 0 0 01111 1
P C M 3 0 / 3 2( 1 )
(b )
C H1
1 01 101 0 11 1 011 00 1 100 11 1 01 11 1 01 0 11 (c )
图3.6 (a)一次群(基群)；(b)二次群(按位数字复接)；(c)二次群(按字数字复接)
(3.2.3)
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第3章 数字通信系统概述
如第2章PCM脉冲编码技术所述,由抽样定理把每 路话音信号按8000次/s抽样,对每个样值编8位码,那么第 一个样值到第二个样值出现的时间,即1/8000s(=125μs), 称为抽样周期T(=125μs)。在这个T时间内可间插许多 路信号直至n路,这就是时间的可分性(离散性),就能实现 许多路信号在T时间内的传输。其多路通信模型如图 3.5所示。
第3章 数字通信系统概述
第3章 数字通信系统概述
3.1 数字通信系统模型 3.2 数字复接技术 3.3 数字传输信号帧结构 3.4 数字传输信号的处理 3.5
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第3章 数字通信系统概述
3.1 数字通信系统模型
3.1.1 数字通信系统模型结构 完成数字信号产生、变换、传递及接收全过程的
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第3章 数字通信系统概述
3.3
帧结构一般都采用由世界电信组织建议的统一格 式,为保证数字通信系统正常工作,在一帧的信号中应有 以下基本信号:
① 帧同步信号(帧定位信号)及同步对告信号; ② 信息信号; ③ 其他特殊信号(地址、信令、纠错等信号); ④ 勤务信号。
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第3章 数字通信系统概述
系统称之为数字通信系统。数字通信系统的模型可用 图3.1来描述。
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数字传输系统
信 信源 息编 源码
器
信数
数信
道 字 信字 道
编调
解解
码 制 道调 码
器器
器器
噪声源
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图3.1 数字通信系统
信 源受 解信 码者 器
第3章 数字通信系统概述
3.1.2 1. 1) 信息传输速率 2) 码元(符号) 转换公式为
3.3.1 PCM30/32路基群帧结构
1) 30个话路时隙:TS1～TS15,TS17～TS31
2) 帧同步时隙:TS0
3) 信令复帧时隙:TS16
每一路时隙tc为
tc
T n
125 s
32
3.9 s
码字位数L=8,故每一位时隙tB为
tB
tc L
T nL
125 s
32 8
0.488 s
(3.3.1) (3.3.2)
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C H1(第 一 路 )
1
0
1
1
0
1
0
1 P C M 3 0 / 3 2基 群 ( 1 )
P C M 3 0 / 3 2基 群 ( 2 )
P C M 3 0 / 3 2基 群 ( 3 )
P C M 3 0 / 3 2基 群 ( 4 ) (a )
P C M 3 0 / 3 2基 群 ( 1 )