《数字通信期末复习》PPT课件
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《数字通信第三章》PPT课件讲课稿
《数字通信第三章》PPT 课件
第3章脉冲编码调制
3.1 脉冲编码调制（PCM）的基本概念
用数字通信系统来传输消息信号具有很多优点，但实 际中由信源设备直接产生的原始信号大多数都是模拟信号， 要想实现数字化传输和交换，首先就要将模拟信号数字化。 在发送端数字化的过程是先将模拟信号抽样，使它成为一 系列在时间上离散的抽样值，然后再将这些样值进行量化 使其在取值上也离散，最后再进行二进制编码，形成数字 信号；在接收端进行相反的变换，把接收到的数字信号还 原成模拟信号。将模拟信号的抽样量化值变换成二进制代 码的过程，就称为脉冲编码调制（PCM）。
第3章脉冲编码调制 在实际中，人们利用压扩技术实现非均匀量化，其原理
如图3-7所示。在进行均匀量化之前，先对信号进行压扩处理， 对大信号进行压缩，对小信号进行放大。由于小信号的幅度 得到较大的放大，从而使小信号的信噪比得到较大改善，这 一处理过程通常称为压缩量化，它是由压缩器完成的。在整 个压扩过程中，PAM信号先经过压缩器压缩，再进行均匀量 化，经过编码后送入信道传输。在接收端为将解码后的PAM 信号恢复为原始信号还须进行扩张处理，扩张特性与压缩特 性相反，从图3-7的（b）图中可以看出，压缩和扩张的特性 曲线是相同的，只是输入和输出坐标互换而已。整个过程实 际上是在编码之前先把信号的动态范围压缩，然后在译码之 后再把信号的动态范围扩张。
Sq 10lgN220nlg26n（dB） （3-5） Nq
这表明，每增加一位编码，量化信噪比大约可以增 加6 dB。
第3章脉冲编码调制
均匀量化的量化信噪比与编码的位数有关，编码位数越 高，输出信噪比就越高。为了保证有足够的量化信噪比，在 均匀量化中就必须靠增加量化级数的方法来实现。例如，话 音信号要求在信号动态范围大于40dB的情况下，量化信噪比 不能低于26dB。由式（3-5）可以算出，此时n≥11。也就是 说，每个样值至少需要编11位二进制码。这一方面使设备的 复杂性增加，另一方面又使二进制码的传输速率过高，占用 频带过宽。而在大信号时信噪比又显得过分地大，造成不必 要的浪费。这就使得我们必须找到一种既能满足量化信噪比 及动态范围指标，同时编码的位数要求又比较少的量化系统， 这就是非均匀量化系统。
第3章脉冲编码调制
3.1 脉冲编码调制（PCM）的基本概念
用数字通信系统来传输消息信号具有很多优点，但实 际中由信源设备直接产生的原始信号大多数都是模拟信号， 要想实现数字化传输和交换，首先就要将模拟信号数字化。 在发送端数字化的过程是先将模拟信号抽样，使它成为一 系列在时间上离散的抽样值，然后再将这些样值进行量化 使其在取值上也离散，最后再进行二进制编码，形成数字 信号；在接收端进行相反的变换，把接收到的数字信号还 原成模拟信号。将模拟信号的抽样量化值变换成二进制代 码的过程，就称为脉冲编码调制（PCM）。
第3章脉冲编码调制 在实际中，人们利用压扩技术实现非均匀量化，其原理
如图3-7所示。在进行均匀量化之前，先对信号进行压扩处理， 对大信号进行压缩，对小信号进行放大。由于小信号的幅度 得到较大的放大，从而使小信号的信噪比得到较大改善，这 一处理过程通常称为压缩量化，它是由压缩器完成的。在整 个压扩过程中，PAM信号先经过压缩器压缩，再进行均匀量 化，经过编码后送入信道传输。在接收端为将解码后的PAM 信号恢复为原始信号还须进行扩张处理，扩张特性与压缩特 性相反，从图3-7的（b）图中可以看出，压缩和扩张的特性 曲线是相同的，只是输入和输出坐标互换而已。整个过程实 际上是在编码之前先把信号的动态范围压缩，然后在译码之 后再把信号的动态范围扩张。
Sq 10lgN220nlg26n（dB） （3-5） Nq
这表明，每增加一位编码，量化信噪比大约可以增 加6 dB。
第3章脉冲编码调制
均匀量化的量化信噪比与编码的位数有关，编码位数越 高，输出信噪比就越高。为了保证有足够的量化信噪比，在 均匀量化中就必须靠增加量化级数的方法来实现。例如，话 音信号要求在信号动态范围大于40dB的情况下，量化信噪比 不能低于26dB。由式（3-5）可以算出，此时n≥11。也就是 说，每个样值至少需要编11位二进制码。这一方面使设备的 复杂性增加，另一方面又使二进制码的传输速率过高，占用 频带过宽。而在大信号时信噪比又显得过分地大，造成不必 要的浪费。这就使得我们必须找到一种既能满足量化信噪比 及动态范围指标，同时编码的位数要求又比较少的量化系统， 这就是非均匀量化系统。
现代数字通信技术PPT课件
么，在理论上存在一种方法可使信息源能够 以任意小的差错率通过信道传输。
如果 f b ＞C，则没有任何办法传输这样的信息，
或者说传输二进制信息的差错率为1／2．
信道容量C是信道的极限传输能力
27.07.2020
26
可以证明，在被高斯白噪声干扰的 信道中，传送的最大信息速率C，由 Shannon公式确定：
27.07.2020
36
5．数字光纤通信
光纤通信具有频带极宽、通信容量极大、 传输损耗小、保密性好、不易被窃听，以及 能抗电磁干扰、且体积小、重量轻等一系列 优点，已在国内外得到极大发展和应用。
为了充分利用通信资源和增加总的数据 通信量，可以采用多路技术，使多用户能够 固定分配通信资源，采用多址技术可以远程 或动态变化地共享通信资源。
基本的方法有频分、时分、码分、空分 和极化波分。
27.07.2020
17
6．信道与噪声
通常数字信号可以在数字信道传输，也可 以经过调制变成频带信号通过模拟信道传输。
27.07.2020
35
4．数字卫星通信
早期的时分多址卫星系统就是数字式的。 从体制上看，目前已有单路单载波（SCPC） 的SPADE系统、时分多路频分多址系统、时 分多址数字卫星通信系统。近年来甚小口径终 端（VSAT）数据卫星通信系统取得了很大的 进展和广泛的应用。大量的个人计算机通过卫 星通信连接成卫星数据网，其造价低廉、安装 容易、使用灵活，受到广大用户的欢迎。近年 来，我国已引进VSAT技术，并在许多部门建 立了VSAT通信网。我国卫星通信的发展也将 以数字卫星通信为主。
27.07.2020
10
通信系统的分类
按通信的业务和用途分类 常规通信-话务通信/非话务通信 控制通信
如果 f b ＞C，则没有任何办法传输这样的信息，
或者说传输二进制信息的差错率为1／2．
信道容量C是信道的极限传输能力
27.07.2020
26
可以证明，在被高斯白噪声干扰的 信道中，传送的最大信息速率C，由 Shannon公式确定：
27.07.2020
36
5．数字光纤通信
光纤通信具有频带极宽、通信容量极大、 传输损耗小、保密性好、不易被窃听，以及 能抗电磁干扰、且体积小、重量轻等一系列 优点，已在国内外得到极大发展和应用。
为了充分利用通信资源和增加总的数据 通信量，可以采用多路技术，使多用户能够 固定分配通信资源，采用多址技术可以远程 或动态变化地共享通信资源。
基本的方法有频分、时分、码分、空分 和极化波分。
27.07.2020
17
6．信道与噪声
通常数字信号可以在数字信道传输，也可 以经过调制变成频带信号通过模拟信道传输。
27.07.2020
35
4．数字卫星通信
早期的时分多址卫星系统就是数字式的。 从体制上看，目前已有单路单载波（SCPC） 的SPADE系统、时分多路频分多址系统、时 分多址数字卫星通信系统。近年来甚小口径终 端（VSAT）数据卫星通信系统取得了很大的 进展和广泛的应用。大量的个人计算机通过卫 星通信连接成卫星数据网，其造价低廉、安装 容易、使用灵活，受到广大用户的欢迎。近年 来，我国已引进VSAT技术，并在许多部门建 立了VSAT通信网。我国卫星通信的发展也将 以数字卫星通信为主。
27.07.2020
10
通信系统的分类
按通信的业务和用途分类 常规通信-话务通信/非话务通信 控制通信
数字通信-PPT课件
1
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
数字通信PPT课件
-2-
Principles of Digital Communications
从理论上讲，语音信号包含大量的冗余，这个速率完全是 可以压缩的，信源编码技术的核心就是研究压缩编码算法， 用尽可能低的传信率获得尽可能好的语音质量。
按照处理方式的不同，信源压缩编码方法有以下几种：
• 概率匹配编码：根据编码对象出现的概率分配不同长 度的代码，以保证总的代码长度最短。
• 预测编码：利用信号之间的相关性，预测未来信号， 对预测的误差(或残差)进行编码。
• 变换编码：利用信号在不同函数空间分布的不同，选 择合适的函数变换将信号从一种信号空间变换到另一 种更有利于压缩编码的信号空间，再进行编码。
-3-
Principles of Digital Communications
0.125
< 50 0.125
-8-
Principles of Digital Communications
5.2 语音信号的波形编码
1. 脉冲编码调制(PCM)
m(t)抽样A/D来自换 msq(t)量化编码
ms(t)
干扰 信道
m^(t)
低通 滤波
m^sq(t) 译码
PCM通信系统模型
-9-
Principles of Digital Communications
• 编解码延时：对语音信号的分帧处理以及复杂的算法实现 会产生比较明显的编解码延时，它与传输延时一起构成了 系统的主要延时。在实时语音系统中，总延时太长会影响 双方的正常交谈。一般要求语音编解码延时低于100ms。
-5-
Principles of Digital Communications
• 算法复杂度：考虑到硬件实现的可能性、复杂度和成本， 一种实用的算法必须在保持一定性能的前提下，尽可能将 其运算复杂度降到最低。
《数字通信原理》课件
信道编码
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
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
精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
《数字通信技术》课件
《数字通信技术》 ppt课件
contents
目录
• 数字通信技术概述 • 数字通信技术基础 • 数字通信协议与标准 • 数字通信网络架构 • 数字通信技术发展趋势与挑战 • 数字通信技术应用案例
01
CATALOGUE
数字通信技术概述
定义与特点
定义
数字通信技术是一种利用数字信 号进行信息传输的技术。
自动化生产线
通过数字通信技术实现生产线各环节的自动 化控制和协同作业。
云计算数据中心中的数字通信技术应用
数据传输与存储
利用数字通信技术实现大规模数据的 快速传输和可靠存储。
云计算资源管理
通过数字通信技术对云计算资源进行 动态管理和调度，提高资源利用率。
虚拟化技术
利用数字通信技术实现服务器、存储 和网络的虚拟化，提高数据中心的灵 活性和可扩展性。
SDH/MSTP传输协议广泛应用于大型企业、运营 商等需要高速、可靠数据传输的场景。
04
CATALOGUE
数字通信网络架构
接入网与核心网
接入网
负责将用户连接到通信网络，提供宽 带接入、移动接入等服务。
核心网
负责在通信网络中传输和交换信息， 提供高速、可靠的数据传输服务。
路由器与交换机
路由器
用于连接不同网络，实现网络间信息传输和路由选择。
安全防护
利用数字通信技术保障云计算数据中 心的安全稳定运行，防止数据泄露和 攻击。
THANKS
感谢观看
交换机
用于连接同一网络中的设备，实现数据交换和传输。
卫星通信网络
• 卫星通信网络：利用卫星作为中继站，实现全球范围内的 通信和信息传输。
物联网通信架构
• 物联网通信架构：通过各种传感器、智能终端等 设备，实现物与物之间的信息交互和远程控制。
contents
目录
• 数字通信技术概述 • 数字通信技术基础 • 数字通信协议与标准 • 数字通信网络架构 • 数字通信技术发展趋势与挑战 • 数字通信技术应用案例
01
CATALOGUE
数字通信技术概述
定义与特点
定义
数字通信技术是一种利用数字信 号进行信息传输的技术。
自动化生产线
通过数字通信技术实现生产线各环节的自动 化控制和协同作业。
云计算数据中心中的数字通信技术应用
数据传输与存储
利用数字通信技术实现大规模数据的 快速传输和可靠存储。
云计算资源管理
通过数字通信技术对云计算资源进行 动态管理和调度，提高资源利用率。
虚拟化技术
利用数字通信技术实现服务器、存储 和网络的虚拟化，提高数据中心的灵 活性和可扩展性。
SDH/MSTP传输协议广泛应用于大型企业、运营 商等需要高速、可靠数据传输的场景。
04
CATALOGUE
数字通信网络架构
接入网与核心网
接入网
负责将用户连接到通信网络，提供宽 带接入、移动接入等服务。
核心网
负责在通信网络中传输和交换信息， 提供高速、可靠的数据传输服务。
路由器与交换机
路由器
用于连接不同网络，实现网络间信息传输和路由选择。
安全防护
利用数字通信技术保障云计算数据中 心的安全稳定运行，防止数据泄露和 攻击。
THANKS
感谢观看
交换机
用于连接同一网络中的设备，实现数据交换和传输。
卫星通信网络
• 卫星通信网络：利用卫星作为中继站，实现全球范围内的 通信和信息传输。
物联网通信架构
• 物联网通信架构：通过各种传感器、智能终端等 设备，实现物与物之间的信息交互和远程控制。
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扩律， 编码位数k=8， 采用逐次比较型编码器，
其输出为折叠二进制码。
• 每帧时隙数：32。 • 总数码率（传输速率、时钟频率）：
8×32×8000=2048 kb/s。 • 复帧周期2ms，一帧周期：0.125ms，路时隙：
– Pe=发生误码的个数/传输的总码元数
• 课后练习题1－5，1－6，1－7
例：
• 四进制、八进制的每一波形包含的信 息量各是二进制包含信息量的多少倍？
• 设一个数字传输系统传送二进制信号， 码元速率为4800B，试求该系统的信息 速率。
• 已知一个8进制信号的符号速率为9600 波特，则其对应的信息速率是( )
抽样的概念——P：57
• 抽样定理 – 低通型信号与带通型信号 – 低通信号的抽样定理
• 限带为fm的信号f(t)，若以速率 fs≥2fm进行均匀抽样，则可无 失真恢复原信号f(t)。
• 如果抽样速率小于 2fm会产生什么
现象？
• 带通信号的抽样定理
– 一个带通信号x(t),其频率限制在 f0与fm之间，带宽为B＝fm-f0，则 必需的最小抽样速率：式中n 是 一个不超过f0/B的最大整数， n=(f0/B)，即取(f0/B)的整数。
f smin = 2fm/n+1
思考
• 对于带通型信号，为什么不能用低通抽样定理？
量化
• 分为均匀量化与非均匀量化
– 按输入信号的取值域等距离分割的量化——均匀量化
• 量化误差：在量化区内的最大量化误差 e△m/a2x(u)= △/2；过载区内的量化误差将会大于
• 量化噪声：由量化误差产生的一个噪声，不会 消除；只能尽量减小，减小的方法是使量化间 隔△尽可能小。
极性码 段落码 段内码
a1
a2a3a4 a5a6a7a8
练习
• 输入样值为300 ，它属于A律13折线的 ( ) A.第4量化段 B.第5量化段 C.第6量化段 D.第7量化段 • 某传送信号用PCM编码，分成512个量化级，试问，最少需
要多少位编码？
时分多路复用
• 频分多路复用 • 时分多路复用
第1章计算
• 码元速率与码元宽度的关系
– RB＝1/TB(Band/s 波特/秒,简写为B)
• 码元速率与传输速率的转换关系
– Rb=RB㏒2N(bit/s)
• 频带利用率计算
– Ƞ＝码元传输速率/系统占用的频带宽度 （B/Hz)
– Ƞ＝信息传输速率/系统占用的频带宽度 (bit/s.Hz)
• 误码率的计算
在13折线编码中，普遍采用8位二进 制码，对应有M=28=256个量化级，即正、 负输入幅度范围内各有128个量化级。这 需要将13折线中的每个折线段再均匀划 分16个量化级，由于每个段落长度不均 匀，因此正或负输入的8个段落被划分成 8×16=128个不均匀的量化级。按折叠二 进码的码型，这8位码的安排如下：
– 时分复用的帧同步技术 • 帧同步的目的——P：94
– PCM基群系统 • 一次群（基群）：30路话路 • 二次群：将四个一次群复接，120个话路； • 三次群：将四个二次群复接。480个话路 • 四次群：。。。。。。。
PCM30/32帧结构图
PCM30/32特殊时隙
• 偶帧TS0时隙传送的是帧同步码： х0011011
第1章
• 通信的概念P：1 • 通信系统模型P：3 • 通信系统的分类
– 按信号特征分类：模拟通信与数字通信 – 控调制方式分类：基带传输与频带传输 – 按传输媒介分类：有线通信与无线通信
• 数字通信的基本特点P：9~10
第1章
• 数字通信系统的两大性能指标 – 有效性 • 信息传输速率Rb • 码元宽度TB • 码元传输速率RB • 频带利用率ƞ – 可靠性 • 误码率 • 信号抖动
非均匀量化 • 8段长度由小到大依次为
1/128， 1/64，1/32，1/16， 1/8， 1/4和1/2。
脉冲编码调制
• 码型：指的是代码的编码规律 • 在PCM中常用的二进制码型有三种：自然二进码、折叠二进码和格雷二进码
（反射二进码） • PCM编码位数：若用二进制进行编码，则需要的位数N应满足 2 N ≥ M
第2章
• 单位冲激信号P：27 – 与脉冲信号的区别
• 随机过程的统计特征一般可以用均值或者方差来表示 – 平稳过程：随机过程的数学期望是与时间无关的常数，其平均功率有界。 则称为平稳过程
第2章
• 消息、信号、信息、信息量 • 信息量与信息熵（平均信息量）、最大信息熵
– I(x)=-log2P(x)
• 一个二进制数字信号码元时间长度为 0.1μs，在传输过程中平均2秒产生一个 错码，则其平均误码率为( )
第2章
• 信号的分类
– 确知信号与随机信号 P：120 • 信号分析可以从时域或者频域上时行。
– 时域特性P：21 – 频域特性 – 周期信号要用到傅里叶级数 – 非周期信号与孤立波要用到傅里叶变换
• 奇帧TS0时隙传送的是失步对告码(对端 告警码）： х 1 A1 s s s s s
• F0帧TS16时隙前四位为复帧同步码0000； 后四位复帧对告码（1A211））
• F1帧~ F15帧的TS16时隙用来传送30条话 路的信令码
PCM30/32基本特性
• 话路数目：30。 • 抽样频率： 8 kHz。 压扩特性：A=87.6/13折线压
– Rb=RB*H(x)
N
H(x)＝ - P(xi) log2P(xi)
i =1
第2章计算
• 符号集为A、B、C、D，相互独立，相应概率为1/2、1/4、 1/16、1/16，求每个符号所携带的信息量和平均信息量（信息 熵）；若他们等概出现，求最大信息熵
第3章
信源编码是把信源发出的信息转换成数字形式的信息序列。 信源编码三步：抽样、量化、编码
– 在小信号区，量化信比主要由非过载量化噪声决定， 随着编码位数的增加而增加，每增加一位码，增加 6db；
• 均匀量化的特点：量化间隔不随信号幅度大小 而改变
非均匀量化
• 对小信号进行精度量化，对大信号进行粗量化——非均匀量化 • 采用压扩技术实现非均匀量化
– U律 – A律13拆线，A＝87.6 • 非均匀量化的特点： – P：72
其输出为折叠二进制码。
• 每帧时隙数：32。 • 总数码率（传输速率、时钟频率）：
8×32×8000=2048 kb/s。 • 复帧周期2ms，一帧周期：0.125ms，路时隙：
– Pe=发生误码的个数/传输的总码元数
• 课后练习题1－5，1－6，1－7
例：
• 四进制、八进制的每一波形包含的信 息量各是二进制包含信息量的多少倍？
• 设一个数字传输系统传送二进制信号， 码元速率为4800B，试求该系统的信息 速率。
• 已知一个8进制信号的符号速率为9600 波特，则其对应的信息速率是( )
抽样的概念——P：57
• 抽样定理 – 低通型信号与带通型信号 – 低通信号的抽样定理
• 限带为fm的信号f(t)，若以速率 fs≥2fm进行均匀抽样，则可无 失真恢复原信号f(t)。
• 如果抽样速率小于 2fm会产生什么
现象？
• 带通信号的抽样定理
– 一个带通信号x(t),其频率限制在 f0与fm之间，带宽为B＝fm-f0，则 必需的最小抽样速率：式中n 是 一个不超过f0/B的最大整数， n=(f0/B)，即取(f0/B)的整数。
f smin = 2fm/n+1
思考
• 对于带通型信号，为什么不能用低通抽样定理？
量化
• 分为均匀量化与非均匀量化
– 按输入信号的取值域等距离分割的量化——均匀量化
• 量化误差：在量化区内的最大量化误差 e△m/a2x(u)= △/2；过载区内的量化误差将会大于
• 量化噪声：由量化误差产生的一个噪声，不会 消除；只能尽量减小，减小的方法是使量化间 隔△尽可能小。
极性码 段落码 段内码
a1
a2a3a4 a5a6a7a8
练习
• 输入样值为300 ，它属于A律13折线的 ( ) A.第4量化段 B.第5量化段 C.第6量化段 D.第7量化段 • 某传送信号用PCM编码，分成512个量化级，试问，最少需
要多少位编码？
时分多路复用
• 频分多路复用 • 时分多路复用
第1章计算
• 码元速率与码元宽度的关系
– RB＝1/TB(Band/s 波特/秒,简写为B)
• 码元速率与传输速率的转换关系
– Rb=RB㏒2N(bit/s)
• 频带利用率计算
– Ƞ＝码元传输速率/系统占用的频带宽度 （B/Hz)
– Ƞ＝信息传输速率/系统占用的频带宽度 (bit/s.Hz)
• 误码率的计算
在13折线编码中，普遍采用8位二进 制码，对应有M=28=256个量化级，即正、 负输入幅度范围内各有128个量化级。这 需要将13折线中的每个折线段再均匀划 分16个量化级，由于每个段落长度不均 匀，因此正或负输入的8个段落被划分成 8×16=128个不均匀的量化级。按折叠二 进码的码型，这8位码的安排如下：
– 时分复用的帧同步技术 • 帧同步的目的——P：94
– PCM基群系统 • 一次群（基群）：30路话路 • 二次群：将四个一次群复接，120个话路； • 三次群：将四个二次群复接。480个话路 • 四次群：。。。。。。。
PCM30/32帧结构图
PCM30/32特殊时隙
• 偶帧TS0时隙传送的是帧同步码： х0011011
第1章
• 通信的概念P：1 • 通信系统模型P：3 • 通信系统的分类
– 按信号特征分类：模拟通信与数字通信 – 控调制方式分类：基带传输与频带传输 – 按传输媒介分类：有线通信与无线通信
• 数字通信的基本特点P：9~10
第1章
• 数字通信系统的两大性能指标 – 有效性 • 信息传输速率Rb • 码元宽度TB • 码元传输速率RB • 频带利用率ƞ – 可靠性 • 误码率 • 信号抖动
非均匀量化 • 8段长度由小到大依次为
1/128， 1/64，1/32，1/16， 1/8， 1/4和1/2。
脉冲编码调制
• 码型：指的是代码的编码规律 • 在PCM中常用的二进制码型有三种：自然二进码、折叠二进码和格雷二进码
（反射二进码） • PCM编码位数：若用二进制进行编码，则需要的位数N应满足 2 N ≥ M
第2章
• 单位冲激信号P：27 – 与脉冲信号的区别
• 随机过程的统计特征一般可以用均值或者方差来表示 – 平稳过程：随机过程的数学期望是与时间无关的常数，其平均功率有界。 则称为平稳过程
第2章
• 消息、信号、信息、信息量 • 信息量与信息熵（平均信息量）、最大信息熵
– I(x)=-log2P(x)
• 一个二进制数字信号码元时间长度为 0.1μs，在传输过程中平均2秒产生一个 错码，则其平均误码率为( )
第2章
• 信号的分类
– 确知信号与随机信号 P：120 • 信号分析可以从时域或者频域上时行。
– 时域特性P：21 – 频域特性 – 周期信号要用到傅里叶级数 – 非周期信号与孤立波要用到傅里叶变换
• 奇帧TS0时隙传送的是失步对告码(对端 告警码）： х 1 A1 s s s s s
• F0帧TS16时隙前四位为复帧同步码0000； 后四位复帧对告码（1A211））
• F1帧~ F15帧的TS16时隙用来传送30条话 路的信令码
PCM30/32基本特性
• 话路数目：30。 • 抽样频率： 8 kHz。 压扩特性：A=87.6/13折线压
– Rb=RB*H(x)
N
H(x)＝ - P(xi) log2P(xi)
i =1
第2章计算
• 符号集为A、B、C、D，相互独立，相应概率为1/2、1/4、 1/16、1/16，求每个符号所携带的信息量和平均信息量（信息 熵）；若他们等概出现，求最大信息熵
第3章
信源编码是把信源发出的信息转换成数字形式的信息序列。 信源编码三步：抽样、量化、编码
– 在小信号区，量化信比主要由非过载量化噪声决定， 随着编码位数的增加而增加，每增加一位码，增加 6db；
• 均匀量化的特点：量化间隔不随信号幅度大小 而改变
非均匀量化
• 对小信号进行精度量化，对大信号进行粗量化——非均匀量化 • 采用压扩技术实现非均匀量化
– U律 – A律13拆线，A＝87.6 • 非均匀量化的特点： – P：72