通信概论---第2章数字通信(运输j)ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代通信概论第2章 数字通信,*,现代通信概论,第2章 数字通信,11/15/2024,1,现代通信概论第2章 数字通信,现代通信概论第2章 数字通信10/7/20231现代通信概,2.1 基本概念,2.2 数字通信的终端处理技术,2.3 数字传输与再生技术,2.4 数字复接技术,第2章数字通信,11/15/2024,2,现代通信概论第2章 数字通信,2.1 基本概念第2章数字通信10/7/20232现代通,2.1 基本概念,2.1.1 数字通信系统,2.1.2 数字通信的特点,11/15/2024,3,现代通信概论第2章 数字通信,2.1 基本概念2.1.1 数字通信系统10/7/202,2.1.1 数字通信系统,数字通信的含义：传送数字信号的通信称为数字通信。,数字通信系统框图,2.1 基本概念,解调器,调制器,信道,噪声,信源,信宿,信源编码,信道编码,信源译码,信道译码,11/15/2024,4,现代通信概论第2章 数字通信,2.1.1 数字通信系统数字通信的含义：传送数字信号的通信,2.1.1 数字通信系统,数字通信系统中的几个常用概念,信源编码：将信源产生的模拟信号转换成数字信号，以便在数字通信系统传送，又称为,模拟/数字变换,。,信道编码：在发送端对信源编码后的信号按一定规则附加一些监督码元，以便接收端,检测误码,。,基带传输：将编码后的数字脉冲信号直接送人传输媒介中进行传输。,调制：将数字脉冲变换成适合于金属线路传输的正弦振荡信号，或适合于光纤传送的光脉冲信号。,2.1 基本概念,11/15/2024,5,现代通信概论第2章 数字通信,2.1.1 数字通信系统数字通信系统中的几个常用概念2.1,2.1.2 数字通信的特点,提高了抗干扰能力,易加密,造价低、功耗低,占用较宽信道频带（缺点）,2.1 基本概念,11/15/2024,6,现代通信概论第2章 数字通信,2.1.2 数字通信的特点提高了抗干扰能力2.1 基本概,2.2 数字通信的终端处理技术,2.2.1 脉冲编码调制(PCM)技术,2.2.2 时分多路复用与同步技术,2.2.3 PCM 30/32 路系统的帧结构,11/15/2024,7,现代通信概论第2章 数字通信,2.2 数字通信的终端处理技术2.2.1 脉冲编码调制(P,模拟传输和数字传输,话音,模拟传输,模拟,数字,模拟,模拟,CODEC,数字,数字,数字编码,数字,模拟 信号，模拟信道,数字信号，模拟信道,数字信号，数字信道,模拟信号，数字信道,1010,1010,Modem,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,8,现代通信概论第2章 数字通信,模拟传输和数字传输话音模拟传输模拟数字模拟模拟CODEC数,Encoder,Decoder,Modulator,Demodulator,数字或,模拟,数字或,模拟,数字信号,模拟信号,g(t),m(t),C(t),x(t),s(t),g(t),m(t),数字或,模拟,数字或,模拟,C(t),载波,编码,调制,编码和调制,用数字信号承载数字或模拟数据编码,用模拟信号承载数字或模拟数据调制,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,9,现代通信概论第2章 数字通信,EncoderDecoderModulatorDemodul,奈奎斯特定理（采样定理）：,如果连续变化的模拟信号最高频率为,F,，若以,2F,的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。,语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤：,1）采样按一定间隔对语音信号进行采样,2）量化对每个样本舍入到量化级别上,3）编码对每个舍入后的样本进行编码,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,10,现代通信概论第2章 数字通信,奈奎斯特定理（采样定理）：语音信号要在数字线路上传输，必须将,模拟话音,采样时钟,PAM 信号,PCM 信号,采样电路,量化和编码,数字化声音,-话音信道带宽 2倍话音最大频率),-量化级数：256级 (8位二进制码表示),-数据率：8000次/s*8bit=64Kb/s,每路PCM信号的速率=64000bps,编码后的信号称为PCM（Pulse Coded Modulation）信号（脉码调制信号）,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,11,现代通信概论第2章 数字通信,模拟话音采样时钟PAM 信号PCM 信号采样电路量化和编码,PCM转换过程举例,3.2,3.9,2.8,3.4,1.2,4.2,3,4,3,3,1,4,011,100,011,011,001,100,原始信号,PAM脉冲,PCM 脉冲,（有量化误差）,011100011011001100,PCM 输出,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,12,现代通信概论第2章 数字通信,PCM转换过程举例3.23.92.83.41.24.234,PCM 转换波形图,A,B,C,D,B,A,C,D,模拟话音,采样时钟,PAM 信号,PCM 信号,采样电路,量化和编码,数字化声音,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,13,现代通信概论第2章 数字通信,PCM 转换波形图ABCDBACD模拟话音采样时钟PAM 信,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术,量化,将抽样后时间离散、幅值连续的信号样值幅度分层，用不连续的有限个值来代替无限个值的过程称为“量化”。,均匀量化：在幅值变化范围内均匀等间隔量化；,非均匀量化：将小信号量化级间隔细分，大信号量化级间隔粗分，可以提高信号较小状况下的信噪比。,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,14,现代通信概论第2章 数字通信,2.2.1 脉冲编码调制（PCM）技术量化2.2 数字通信,2.2.2 时分多路复用与同步技术,时分多路复用,的基本概念：利用各路信号占用时间有限的特点，在信道上的不同时隙分别传输各路信号。,同步技术,同步的必要性：在时分多路复用中，为了保证各路信号被准确地分配到各路中去，要求收发两端的分路器与合路器必须严格同步，否则就会造成接收端不能在相应的时间内收到该收的信号而产生串音干扰。,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,15,现代通信概论第2章 数字通信,2.2.2 时分多路复用与同步技术时分多路复用的基本概念：,2.2.2 时分多路复用与同步技术,同步技术,位同步,含义：要求收、发端的时钟频率完全一致，达到,同频同相,。,实现方法：,发送端,采用频率稳定的晶体振荡器；,接收端,采用定时提取技术，从接收的PCM信号中得到发送端的定时时钟脉冲；,传输线路,上选择合适的传送码型，以利于定时提取时钟频率。,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,16,现代通信概论第2章 数字通信,2.2.2 时分多路复用与同步技术同步技术2.2 数字通信,2.2.2 时分多路复用与同步技术,同步技术,帧同步,使接收端与发送端以帧为单位对齐，以区分属于不同话路的信号。,实现方法：在每一帧的一个固定时隙中插入特定码组（称为帧同步码），在接收端接收判断是否收到了这一码组，并以此为界区分一帧的首尾，即可区分出各路信号。,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,17,现代通信概论第2章 数字通信,2.2.2 时分多路复用与同步技术同步技术2.2 数字通信,数字载波标准,T-标准,北美、日本,E-标准,欧洲、中国、南美,用数字信号传输语音和数据的,时分复用标准,。,2.2.2 时分多路复用与同步技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,18,现代通信概论第2章 数字通信,数字载波标准T-标准用数字信号传输语音和数据的时分复用标准。,每,125us,(1/8000),为一个时间片，每时间片分为,32,个通道（供,32,个用户轮流使用）。,每通道占用,125 us/32=3.90625 us,每通道一次传送,8,位二进制数据，即每个二进制位占用,0.48828125,us,，所以,E1,速率=,1/0.48828125=2.048Mb/s,E1标准,也可以这样计算E1速率,E1速率=(32x8bit),8000,=2.048 Mb/s,2.2.2 时分多路复用与同步技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,19,现代通信概论第2章 数字通信,每125us(1/8000)为一个时间片，每时间片分,E1-帧格式,0,1,2,16,31,125,m,s=32 时隙=2.048 Mbps,帧同步,信令信道,30 路话音数据信道+2 路控制信道,2.2.2 时分多路复用与同步技术,2.2 数字通信的终端处理技术,11/15/2024,20,现代通信概论第2章 数字通信,E1-帧格式0121631125 ms=32 时隙=,2.4.1 数字信号复接的概念,数字复接的含义：把两个或两个以上分支数字信号按,时分复用,方式汇接成单一的复合数字信号的过程。具体来说，通过数字复接技术把PCM数字信号由,低次群,逐级合成为,高次群,以适应在高速线路中传输。,PCM数字复接的实现方法：将若干个经过PCM复用的信号（如30/32路基群系统）进行时分复用以形成更多路数的数字通信。,注意：复接后形成的数码率,高于,复接前各PCM复用信号码流速率之和。,2.4 数字复接技术,11/15/2024,21,现代通信概论第2章 数字通信,2.4.1 数字信号复接的概念数字复接的含义：把两个或两个,2.4.1 数字信号复接的概念,T-标准：,24个话路为一个基群,E-标准：,30个话路为一个基群,PDH接口速率、码型表,2.4 数字复接技术,11/15/2024,22,现代通信概论第2章 数字通信,2.4.1 数字信号复接的概念T-标准：24个话路为一个基,习题,与模拟通信相比，数字通信具有哪些特点？,PCM数字通信系统由哪几部分组成？在发送端对模拟话音信号主要进行哪些处理？,什么是抽样、量化、编码？如何实现？,什么是时分多路复用？在时分多路复用中，为实现同步所采取的主要措施是什么？,PCM30/32路系统的帧结构是怎样的？,PCM30/32路系统的总数码传输率是多少？如何计算？,什么是数字复接？,11/15/2024,23,现代通信概论第2章 数字通信,习题与模拟通信相比，数字通信具有哪些特点？10/7/2023,