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1、期末考试复习期末考试复习12/1/20221现代通信概论第1章 通信的基本理论期末考试题型期末考试题型考核时间：考核时间：90分钟分钟 考核方式：考核方式：闭闭卷卷 二、判断题（共二、判断题（共10分，每小题分，每小题1分）分）三、简答题（共三、简答题（共20分，每小题分，每小题5分）分）一、填空（共一、填空（共20分，每题分，每题2分）分）四、计算题（共四、计算题（共20分，每小题分，每小题10分）分）五、综合题（共五、综合题（共30分）分）12/1/20222二、判断题（共二、判断题（共10分）分）三、简答题（共三、简答题（共20分）分）一、填空（共一、填空（共20分）分）涉及内容：涉及内
2、容：基本概念、原理、定义、框图。基本概念、原理、定义、框图。12/1/20223信息量信息量四、计算题（共四、计算题（共20分）分）根据抽样定理，对根据抽样定理，对路载波信号（路载波信号（f fL Lf fH H），），其抽样频率应等于多少其抽样频率应等于多少?信息传输速率信息传输速率码元传输速率码元传输速率误码率误码率12/1/20224 已知数字信息为已知数字信息为*，并设码元宽度是载波周期，并设码元宽度是载波周期的的x倍，试画出倍，试画出（1）绝对码波形）绝对码波形（2）2ASK信号波形信号波形（3）2PSK信号波形信号波形（4）相对码波形）相对码波形（5）2DPSK信号的波形信号的波形
3、五、综合题（共五、综合题（共30分）分）已知二元信息序列为已知二元信息序列为*，画出它所对应的单极性归零码、差分码、画出它所对应的单极性归零码、差分码、CMI码、数字码、数字双相码双相码、AMI码和码和HDB3码的波形。码的波形。12/1/202251.1 1.1 1.1 1.1 通信的基本概念通信的基本概念通信的基本概念通信的基本概念1.2 1.2 1.2 1.2 通信系通信系通信系通信系统的组成及主要性能指标统的组成及主要性能指标统的组成及主要性能指标统的组成及主要性能指标1.3 1.3 1.3 1.3 通信技术发展概况通信技术发展概况通信技术发展概况通信技术发展概况12/1/202262
4、、通信的发展历史通信的发展历史语音和文字通信阶段电通信阶段电子信息时代1.1 通信的基本概念通信的基本概念1、通信的定义：传递信息的过程就叫做通信。、通信的定义：传递信息的过程就叫做通信。12/1/202273、通信的分类通信的分类（1）按照传输媒介分类：按照传输媒介分类：按照传输媒介分类：按照传输媒介分类：vv有线通信：有线通信：有线通信：有线通信：利用各种利用各种导线导线作为信道来传输信号的通信作为信道来传输信号的通信方式方式vv无线通信：无线通信：无线通信：无线通信：依靠依靠自由空间自由空间来传输电磁波的通信方式。来传输电磁波的通信方式。12/1/20228（2）按照信道中所传信号的不同
5、分类：）按照信道中所传信号的不同分类：通信系统分类通信系统分类通信系统分类通信系统分类(依据传递消息电信号依据传递消息电信号依据传递消息电信号依据传递消息电信号)：vv模拟模拟模拟模拟通信：通信系统中传输的是模拟信号；通信：通信系统中传输的是模拟信号；通信：通信系统中传输的是模拟信号；通信：通信系统中传输的是模拟信号；vv数字数字数字数字通信：通信系统中传输的是二进制或多进制数字信号。通信：通信系统中传输的是二进制或多进制数字信号。通信：通信系统中传输的是二进制或多进制数字信号。通信：通信系统中传输的是二进制或多进制数字信号。信号的分类信号的分类信号的分类信号的分类（模拟信号和数字信号的差别）
6、（模拟信号和数字信号的差别）（模拟信号和数字信号的差别）（模拟信号和数字信号的差别）模拟信号：幅度连续、时间连续或不连续的信号；模拟信号：幅度连续、时间连续或不连续的信号；模拟信号：幅度连续、时间连续或不连续的信号；模拟信号：幅度连续、时间连续或不连续的信号；数字信号：幅度和时间都离散的信号。数字信号：幅度和时间都离散的信号。数字信号：幅度和时间都离散的信号。数字信号：幅度和时间都离散的信号。12/1/20229（3 3）按照调制方式分类：）按照调制方式分类：）按照调制方式分类：）按照调制方式分类：基带传输：信号没有经过调制而直接送到信道中去传输基带传输：信号没有经过调制而直接送到信道中去传输
7、基带传输：信号没有经过调制而直接送到信道中去传输基带传输：信号没有经过调制而直接送到信道中去传输频带传输：信号经过调制而直接送到信道中去传输频带传输：信号经过调制而直接送到信道中去传输频带传输：信号经过调制而直接送到信道中去传输频带传输：信号经过调制而直接送到信道中去传输（4）按照业务不同分类：）按照业务不同分类：电报、电话、传真、数据传输电报、电话、传真、数据传输电视、广播、雷达、导航电视、广播、雷达、导航、遥控、遥测、遥控、遥测（5）按照收信者是否运动分类：）按照收信者是否运动分类：移动通信：通信双方至少有一方在运动中进行信息交换移动通信：通信双方至少有一方在运动中进行信息交换固定通信：通
8、信双方进行信息交换位置不移动固定通信：通信双方进行信息交换位置不移动12/1/2022101.2 通信系统的组成及主要性能指标通信系统的组成及主要性能指标1 1、通信系统的一般模型、通信系统的一般模型、通信系统的一般模型、通信系统的一般模型噪声噪声/干扰干扰信信息息产产生生的的源源泉泉信信息息的的接接收收者者传传递递信信息息的的通通道道将信将信源发源发出的出的信息信息变换变换成便成便于传于传输的输的信号，信号，即即编编码码接收接收信道信道中的中的信号，信号，并将并将其变其变换成换成与发与发送时送时物理物理形式形式相同相同的信的信息，息，即即译译码码整个整个系统系统噪声噪声与干与干扰的扰的总折总
9、折合合12/1/2022112 2、模拟通信系统、模拟通信系统、模拟通信系统、模拟通信系统vv（1 1）模拟通信系统框图）模拟通信系统框图）模拟通信系统框图）模拟通信系统框图噪声噪声原始原始信号信号为基为基带信带信号，号，频率频率太低太低不宜不宜传输。传输。将基将基带信带信号变号变换成换成频带频带信号。信号。12/1/202212噪声噪声3 3、数字通信系统、数字通信系统、数字通信系统、数字通信系统vv（1 1）数字通信系统框图）数字通信系统框图）数字通信系统框图）数字通信系统框图模模拟拟信信号号经过经过模模/数变换数变换(即即A/D变换变换)形形成数字序成数字序列，以适列，以适宜在数字宜在数
10、字系统中的系统中的传输。传输。加入用于加入用于差错检测差错检测和控制的和控制的监督码监督码，以提高数以提高数字传输系字传输系统的可靠统的可靠性。性。数数字字调调制制数数字字解解调调数字通信主要特点。数字通信主要特点。数字通信主要特点。数字通信主要特点。a.a.a.a.抗干扰能力强，无噪声积累。抗干扰能力强，无噪声积累。抗干扰能力强，无噪声积累。抗干扰能力强，无噪声积累。b.b.b.b.便于加密处理。便于加密处理。便于加密处理。便于加密处理。c.c.c.c.便于采用时分多路复用传输。便于采用时分多路复用传输。便于采用时分多路复用传输。便于采用时分多路复用传输。d.d.d.d.设备利于集成化，小型
11、化。设备利于集成化，小型化。设备利于集成化，小型化。设备利于集成化，小型化。e.e.e.e.占用频道宽占用频道宽占用频道宽占用频道宽12/1/202213vv比特比特比特比特(bit)(bit)：度量：度量：度量：度量信息量信息量信息量信息量大小的单位大小的单位大小的单位大小的单位 I=-log I=-log2 2 p pi i 其中其中其中其中 I I 为信息量符号；为信息量符号；为信息量符号；为信息量符号；p p p pi i i i 为每个码元出现的概率。为每个码元出现的概率。为每个码元出现的概率。为每个码元出现的概率。（消息出现概率越小，它所含的信息量越大）（消息出现概率越小，它所含的
12、信息量越大）（消息出现概率越小，它所含的信息量越大）（消息出现概率越小，它所含的信息量越大）（2 2）信息量）信息量）信息量）信息量4、通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标（1）有效性：通信系统传输信息的）有效性：通信系统传输信息的“速率速率”问题，问题，即快慢问题即快慢问题 信息传输速率信息传输速率信息传输速率信息传输速率 Rb Rb（单位：（单位：（单位：（单位：bit/sbit/s）例：例：2048Kbit/s表示每秒内传送表示每秒内传送2048K个二进制的脉冲个数个二进制的脉冲个数12/1/202214vv信息传输速率信息传输速率信息传输速率信息传输速率R Rb b与码元速率与
13、码元速率与码元速率与码元速率R RB B间的间的间的间的换算关系换算关系换算关系换算关系为：为：为：为：R Rb b R RB B loglog2 2MM 其中：其中：其中：其中：R RB B为码元速率，单位叫为码元速率，单位叫为码元速率，单位叫为码元速率，单位叫波特波特波特波特（BaudBaud），且），且），且），且R RB B 1 1T Ts s（波特）（波特）（波特）（波特）R Rb b为信息传输速率，单位为波特为信息传输速率，单位为波特为信息传输速率，单位为波特为信息传输速率，单位为波特T Ts s为码元宽度为码元宽度为码元宽度为码元宽度（3）有效性指标的具体表现）有效性指标的具体表
14、现12/1/202215（5 5）可靠性指标的具体表现）可靠性指标的具体表现）可靠性指标的具体表现）可靠性指标的具体表现误信率（信息差错率）：误信率（信息差错率）：误信率（信息差错率）：误信率（信息差错率）：出现错误的比特数出现错误的比特数出现错误的比特数出现错误的比特数传输的总比特数传输的总比特数传输的总比特数传输的总比特数PePeb b =误码率（码元差错率）：误码率（码元差错率）：误码率（码元差错率）：误码率（码元差错率）：出现错误的码元出现错误的码元出现错误的码元出现错误的码元(符号符号符号符号)数数数数传输的总码元传输的总码元传输的总码元传输的总码元(符号符号符号符号)数数数数P P
15、e e=（4）可靠性）可靠性v含义：在给定信道内接收到的信息的含义：在给定信道内接收到的信息的可靠程度可靠程度。v衡量通信可靠性的指标衡量通信可靠性的指标误码率就误码率就误码率就误码率就是码元在是码元在是码元在是码元在传输系统传输系统传输系统传输系统中被传错中被传错中被传错中被传错的概率。的概率。的概率。的概率。误信率就误信率就误信率就误信率就是码元在是码元在是码元在是码元在传输系统传输系统传输系统传输系统中被丢失中被丢失中被丢失中被丢失的概率。的概率。的概率。的概率。12/1/2022168.1 计算机通信网计算机通信网8.2 军事通信系统军事通信系统8.3 VSAT卫星通信网卫星通信网 8
16、.4 数字微波通信系统数字微波通信系统8.5 数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统8.6 码分多址蜂窝移动通信系统码分多址蜂窝移动通信系统8.7 数字光纤通信系统数字光纤通信系统 8.8 蓝牙蓝牙第第 8 章章 现代数字通信系统介绍现代数字通信系统介绍12/1/2022171.1.光纤光纤 光纤就是导光的玻璃纤维的简称光纤就是导光的玻璃纤维的简称光纤就是导光的玻璃纤维的简称光纤就是导光的玻璃纤维的简称,是石英玻璃丝是石英玻璃丝是石英玻璃丝是石英玻璃丝,在在通通信信中中,它它和和原原来来传传送送电电话话的的明明线线、电电缆缆一一样样,是是一一种种新型的信息传输介质新型的信息传输介质,8.7
17、8.7 数字光纤通信系统数字光纤通信系统 第第 8 章章 现代数字通信系统介绍现代数字通信系统介绍光纤的芯线由光纤的芯线由光纤的芯线由光纤的芯线由纤芯、包层、涂覆层、套塑四部分组成。纤芯、包层、涂覆层、套塑四部分组成。纤芯、包层、涂覆层、套塑四部分组成。纤芯、包层、涂覆层、套塑四部分组成。12/1/2022182.2.2.2.光纤分类光纤分类光纤分类光纤分类1)1)1)1)多模光纤多模光纤多模光纤多模光纤多模光纤即能承受多个模式的光纤。多模光纤即能承受多个模式的光纤。多模光纤即能承受多个模式的光纤。多模光纤即能承受多个模式的光纤。第第 8 章章 现代数字通信系统介绍现代数字通信系统介绍2)2)
18、2)2)单模光纤单模光纤单模光纤单模光纤单模光纤即只能传送单一基模的光纤单模光纤即只能传送单一基模的光纤单模光纤即只能传送单一基模的光纤单模光纤即只能传送单一基模的光纤,光纤通信的优点。光纤通信的优点。光纤通信的优点。光纤通信的优点。a.a.a.a.线径细，重量轻；线径细，重量轻；线径细，重量轻；线径细，重量轻；b.b.b.b.不受电磁干扰、防腐和不会不受电磁干扰、防腐和不会不受电磁干扰、防腐和不会不受电磁干扰、防腐和不会锈蚀；锈蚀；锈蚀；锈蚀；c.c.c.c.高温，防爆、防火性能强；高温，防爆、防火性能强；高温，防爆、防火性能强；高温，防爆、防火性能强；d.d.d.d.光纤通光纤通光纤通光纤
19、通12/1/2022193.光缆光缆第第 8 章章 现代数字通信系统介绍现代数字通信系统介绍(1)层绞式光缆。层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为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中心绞合在一起的一种结构,(2)单位式光缆。单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位一个单位,再由数个单位以强度元件再由数个单位以强度元件为中心绞合成缆为中心绞合成缆,(3)骨架式光缆。骨架式光缆。这这种种结结构构是是将将单单根根或或多多根根光光纤纤放放入入骨骨架架的的螺螺旋旋槽槽内内,骨骨架架中中心心是是强强度度元元件件,骨骨架架上的沟槽可以
20、是上的沟槽可以是V型、型、U型或凹型型或凹型,(4)带状式光缆。带状式光缆。它它是是将将412根根光光纤纤芯芯线线排排列列成成行行,构构成成带带状状光光纤纤单单元元,再再将将多多个个带带状状单单元元按按一一定定方式排列成缆方式排列成缆,12/1/202220第第2 2章章 模拟调制技术模拟调制技术2.1 幅度调制的原理幅度调制的原理 2.2 非线性调制（角调制）的原理非线性调制（角调制）的原理 2.3 模拟调制系统的特点与应用模拟调制系统的特点与应用模拟调制分为幅度调制和角度调制模拟调制分为幅度调制和角度调制模拟调制分为幅度调制和角度调制模拟调制分为幅度调制和角度调制 。12/1/202221
21、2.1 幅度调制的原理幅度调制的原理 对于调制，我们给出一个概括性的定义：让载波的某个参对于调制，我们给出一个概括性的定义：让载波的某个参对于调制，我们给出一个概括性的定义：让载波的某个参对于调制，我们给出一个概括性的定义：让载波的某个参数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或方式称为调制。而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）方式称为调制。而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）方式称为调制。而载波通常是一种用来搭载
22、原始信号（信息）方式称为调制。而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）的高频信号，它本身不含有任何有用信息。的高频信号，它本身不含有任何有用信息。的高频信号，它本身不含有任何有用信息。的高频信号，它本身不含有任何有用信息。幅度调制又叫线性调制，是用调制信号去控制高频载幅度调制又叫线性调制，是用调制信号去控制高频载幅度调制又叫线性调制，是用调制信号去控制高频载幅度调制又叫线性调制，是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。12/1/2022
23、222.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 调幅调幅调幅调幅(AM)(AM)(AM)(AM)s sAMAM(t)=(t)=A A0 0+m(t)+m(t)coscosc ct=At=A0 0coscosc ct+m(t)cost+m(t)cosc ct t 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 抑制载波双边带调制（抑制载波双边带调制（抑制载波双边带调制（抑制载波双边带调制（DSB-SCDSB-SCDSB-SCDSB-SC）s sDSBDSB(t)=m(t)cos(t)=m(t)cosc ct t m(t)coswctsAM(t)2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3
24、单边带调制单边带调制单边带调制单边带调制(SSB)(SSB)(SSB)(SSB)2.1.4 2.1.4 2.1.4 2.1.4 残留边带调制残留边带调制残留边带调制残留边带调制(VSB)(VSB)(VSB)(VSB)12/1/2022232.2 非线性调制（角调制角调制）的原理角度调制分为相位调制和频率调制角度调制分为相位调制和频率调制角度调制分为相位调制和频率调制角度调制分为相位调制和频率调制 。高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保
25、持恒定的调制方式，称为频率调制（恒定的调制方式，称为频率调制（恒定的调制方式，称为频率调制（恒定的调制方式，称为频率调制（FMFMFMFM）和相位调制（）和相位调制（）和相位调制（）和相位调制（PMPMPMPM），分），分），分），分别简称为调频和调相。调频和调相之间存在微分和积分的关系，别简称为调频和调相。调频和调相之间存在微分和积分的关系，别简称为调频和调相。调频和调相之间存在微分和积分的关系，别简称为调频和调相。调频和调相之间存在微分和积分的关系，即调频必调相，调相必调频即调频必调相，调相必调频即调频必调相，调相必调频即调频必调相，调相必调频12/1/202224第第3 3章章 模拟信号
26、模拟信号 的数字化技术的数字化技术12/1/202225主要内容 3.1 3.1 抽样定理和幅度脉冲调制抽样定理和幅度脉冲调制 3.2 3.2 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCMPCM）3.3 3.3 自适应差分脉冲编码调制自适应差分脉冲编码调制ADPCMADPCM 3.4 3.4 增量调制（增量调制（M M）12/1/2022263.1.1 3.1.1 抽样定理抽样定理 所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。集模拟信号当时的瞬时值。3.13.1抽样定理和幅度脉冲调制抽样定理和幅度脉冲调制12/1/2022271、低通抽样定理、低通抽样
27、定理 频带限制在（频带限制在（0 0，fHfH）的低通型信号，抽样频率通常选择）的低通型信号，抽样频率通常选择8kHZ8kHZ当当fs 2fH时，用一个截止频率为时，用一个截止频率为fH的理想低通滤波器就能的理想低通滤波器就能够从抽样信号中分离出原信号。够从抽样信号中分离出原信号。例如，典型电话信号的最高频率限制在例如，典型电话信号的最高频率限制在3400Hz，而抽样频率，而抽样频率采用采用8000 Hz。12/1/2022282、带通抽样定理、带通抽样定理 带通信号的频带限制在带通信号的频带限制在fL L和和fH H之间，即其频谱低端截止频率之间，即其频谱低端截止频率明显大于零。明显大于零。
28、要求抽样频率要求抽样频率fs s：当当fL LB B时，时，f fs s2B;2B;当当fH HnB时，时，f fs s2B2B；当当fH HnBkB时，时，B B 信号带宽，信号带宽，B=B=fH H-fL L n n 小于小于fH H/B B的最大整数，的最大整数，0 0 k k 1 1。12/1/2022291 1、自然抽样的脉冲调幅自然抽样的脉冲调幅 自然抽样又称自然抽样又称曲顶抽样，它是指曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样（顶部）随被抽样信号信号m(t)m(t)变化，或变化，或者说保持了者说保持了m(t)m(t)的的变化规律。变化规律。3.1.2 幅度脉
29、冲调制12/1/2022302 2、平顶抽样的脉冲调幅平顶抽样的脉冲调幅 平顶抽样又叫瞬时抽样，它与自然抽样的不同之处在平顶抽样又叫瞬时抽样，它与自然抽样的不同之处在于它的抽样后信号中的脉冲均具有相同的形状于它的抽样后信号中的脉冲均具有相同的形状顶部平顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。12/1/2022313.2 3.2 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCMPCM）这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变
30、成数字信号的步骤变成数字信号的步骤变成数字信号的步骤变成数字信号的A/DA/DA/DA/D转换方式称为脉冲编码调制转换方式称为脉冲编码调制转换方式称为脉冲编码调制转换方式称为脉冲编码调制(PCM,Pulse Code Modulation(PCM,Pulse Code Modulation(PCM,Pulse Code Modulation(PCM,Pulse Code Modulation）。）。）。）。反混叠失真反混叠失真滤波器滤波器抽抽样样量量化化编编码码模拟语音模拟语音信号输入信号输入数字语音数字语音信号输出信号输出脉冲编码调脉冲编码调制制PCMPCM12/1/2022323.2.1
31、3.2.1 量化量化 抽样是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换成时间上抽样是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换成时间上抽样是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换成时间上抽样是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的抽样信号；离散的抽样信号；离散的抽样信号；离散的抽样信号；量化是把幅度上仍然连续（无穷多个取值）的抽样信号进量化是把幅度上仍然连续（无穷多个取值）的抽样信号进量化是把幅度上仍然连续（无穷多个取值）的抽样信号进量化是把幅度上仍然连续（无穷多个取值）的抽样信号进行幅度离散。行幅度离散。行幅度离散。行幅度离散。12/1/202233 2 2、均匀量化和非均匀量化、均匀量化和非
32、均匀量化 电平之间的间隔为量化间隔。量化间隔是均匀的，把输入信电平之间的间隔为量化间隔。量化间隔是均匀的，把输入信电平之间的间隔为量化间隔。量化间隔是均匀的，把输入信电平之间的间隔为量化间隔。量化间隔是均匀的，把输入信号的取值域按等距离分割。这种量化称为均匀量化。号的取值域按等距离分割。这种量化称为均匀量化。号的取值域按等距离分割。这种量化称为均匀量化。号的取值域按等距离分割。这种量化称为均匀量化。量化间隔是不均匀的，称为非均匀量化。量化间隔是不均匀的，称为非均匀量化。1、量化原理、量化原理（1 1）利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值的过程称利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样
33、值的过程称为量化为量化（2 2 2 2）量化的方法量化的方法量化的方法量化的方法若用若用若用若用N N N N位二进制码元表示抽样值，位二进制码元表示抽样值，位二进制码元表示抽样值，位二进制码元表示抽样值，则只能表示则只能表示则只能表示则只能表示 M=2 M=2 M=2 M=2N N N N 个不同的抽样值。个不同的抽样值。个不同的抽样值。个不同的抽样值。用这用这用这用这M M M M个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化，这个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化，这个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化，这个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化，这M M M M个离散电平，个离散电平，个离散
34、电平，个离散电平，则称为量化电平。则称为量化电平。则称为量化电平。则称为量化电平。12/1/202234 编编编编码码码码：将将将将量量量量化化化化后后后后的的的的信信信信号号号号样样样样值值值值幅幅幅幅度度度度变变变变换换换换成成成成对对对对应应应应的的的的二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字信信信信号码组过程号码组过程号码组过程号码组过程 对对于于M M 个个量量化化电电平平，可可以以用用N N 位位二二进进制制码码来来表表示示，称称其其中中每每一种组合为一个码字。目前国际上多采用一种组合为一个码字。目前国际上多采用8 8位编码位编码PCMPCM设备。设备。在在在在PCMPCMPCMP
35、CM中中中中常常常常用用用用的的的的码码码码型型型型有有有有自自自自然然然然二二二二进进进进制制制制码码码码、折折折折叠叠叠叠二二二二进进进进制制制制码码码码和和和和反反反反射射射射二进制码二进制码二进制码二进制码(又称格雷码又称格雷码又称格雷码又称格雷码)。3.2.2 3.2.2 编码和译码编码和译码12/1/202235+-12/1/2022363.4 3.4 增量调制增量调制 PCM PCM PCM PCM是对样值本身编码，是对样值本身编码，是对样值本身编码，是对样值本身编码，MMMM是对相邻的差值的极性（符号）编码是对相邻的差值的极性（符号）编码是对相邻的差值的极性（符号）编码是对相邻
36、的差值的极性（符号）编码 M M M M系统中传输的不是信号本身的样值，而是信号的增量。系统中传输的不是信号本身的样值，而是信号的增量。系统中传输的不是信号本身的样值，而是信号的增量。系统中传输的不是信号本身的样值，而是信号的增量。12/1/2022374.1 4.1 数字基带传输概述数字基带传输概述4.2 4.2 数字基带信号数字基带信号4.3 4.3 基带传输的常用码型基带传输的常用码型4.4 4.4 基带脉冲传输与码间串扰基带脉冲传输与码间串扰4.54.5 眼图眼图4.5 4.5 均衡技术均衡技术4.6 4.6 部分响应系统部分响应系统第第 4 4 章章 数字基带传输系统数字基带传输系统
37、12/1/202238 信信信信道道道道信信信信号号号号形形形形成成成成器器器器：输输入入是是由由终终端端设设备备或或编编码码器器产产生生的的脉脉冲冲序序列列，它它往往往往不不适适合合直直接接送送到到信信道道中中传传输输。信信道道信信号号形形成成器器的的作作用用就就是是把把原原始始基基带带信信号号变变换成适合于信道传输的基带信号，换成适合于信道传输的基带信号，信信信信道道道道：它它是是允允许许基基带带信信号号通通过过的的媒媒质质，通通常常为为有有线线信信道道，如如市市话话电电缆缆、架空明线等。架空明线等。接收滤波器接收滤波器接收滤波器接收滤波器：它的主要作用是滤除噪声，对信道特性均衡，使输出的
38、基：它的主要作用是滤除噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。带波形有利于抽样判决。抽样判决器抽样判决器抽样判决器抽样判决器：它是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位：它是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。信号。4.1 数字基带传输概述数字基带传输概述 12/1/202239基带系统个点波形示意图基带系统个点波形示意图(a)是是输输入入的的基基带带信信号号，这这是是最最常常见见的的单单极极性性非归零信号；非归零信号；(b)
39、是进行码型变换后的波形；是进行码型变换后的波形；(c)对对(a)而而言言进进行行了了码码型型及及波波形形的的变变换换，是是一种适合在信道中传输的波形；一种适合在信道中传输的波形；(d)是是信信道道输输出出信信号号，显显然然由由于于信信道道频频率率特特性性不理想，波形发生失真并叠加了噪声；不理想，波形发生失真并叠加了噪声；(e)为为接接收收滤滤波波器器输输出出波波形形,与与(d)相相比比，失失真和噪声减弱；真和噪声减弱；(f)是位定时同步脉冲是位定时同步脉冲;(g)为恢复的信息为恢复的信息12/1/202240a a 单极性不归零码单极性不归零码b b 双极性不归零码双极性不归零码c c 单极性
40、归零码单极性归零码d d 双极性归零码双极性归零码e e 差分码差分码4.2 数字基带信号数字基带信号 数数数数字字字字基基基基带带带带信信信信号号号号是是是是指指指指消消消消息息息息代代代代码码码码的的的的电电电电波波波波形形形形，它它它它是是是是用用用用不不不不同同同同的的的的电电电电平平平平或或或或脉冲来表示相应的消息代码。脉冲来表示相应的消息代码。脉冲来表示相应的消息代码。脉冲来表示相应的消息代码。12/1/2022411.AMI1.AMI码码消息代码：消息代码：1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 11 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1
41、 0 0 1 1AMIAMI码：码：+1 0 0 1+1 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0-1+1 +1 0 0 1+1 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0-1+1 2.HDB32.HDB3码码代码：代码：1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1 1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1AMIAMI码：码：-1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1 -1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1HDB3HDB3码：码：-1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V-1000 -V +100
42、0 +V -1 +1 -B00 -V+1 -1+1 -13.PST3.PST码码 为为防防止止PSTPST码码的的直直流流漂漂移移，当当在在一一个个码码组组中中仅仅发发送送单单个个脉脉冲冲时时，两两个模式应交替变换。个模式应交替变换。例如：例如：代码：代码：0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 PST PST码：码：0 +-+-0 +0 +-+0 +-+-0 +0 +-+或或 0 -+-+0 -0 +-+0 -+-+0 -0 +-+二二进制代制代码+模式模式-模式模式0000-+-+-+-+01010+0+0-0-101
43、0+0+0-0-01111+-+-+-+-4.3 基带传输的常用码型基带传输的常用码型12/1/2022424.4.数字双相码数字双相码 编编码码规规则则之之一一是是：“0”“0”码码用用“01”“01”两两位位码码表表示示，“1”“1”码码用用“10“10”两位码表示两位码表示5.5.密勒码密勒码 编编码码规规则则如如下下：“1”“1”码码用用码码元元间间隔隔中中心心点点出出现现跃跃变变来来表表示示，即即用用“10”“10”或或“01”“01”表表示示。“0”“0”码码有有两两种种情情况况：单单个个“0”“0”时时，在在码码元元间间隔隔内内不不出出现现电电平平跃跃变变，且且与与相相邻邻码码元
44、元的的边边界界处处也也不不跃跃变变，连连“0”“0”时时，在在两两个个“0”“0”码码的的边边界界处处出出现现电电平平跃跃变变，即即“00”“00”与与“11”“11”交交替替。(a)(a)双相码；双相码；(b)(b)密勒码；密勒码；(c)CMI(c)CMI码码6.CMI6.CMI码码编编码码规规则则是是：“1”“1”码码交交替替用用“11”“11”和和“00”“00”两两位位码码表表示示；“0”“0”码码固固定定地地用用“01”“01”表示表示12/1/2022434.4 4.4 基带脉冲传输与码间串扰基带脉冲传输与码间串扰 在基带传输系统中，码间串扰和噪声是引起误码的因素在基带传输系统中，
45、码间串扰和噪声是引起误码的因素12/1/2022444.5 眼图眼图 在在码码间间串串扰扰和和噪噪声声同同时时存存在在的的情情况况下下，系系统统性性能能的的定定量量分分析析更更是是难难以以进进行行，因因此此在在实实际际应应用用中中需需要要用用简简便便的的实实验验方方法法来来定定性性测测量量系系统统的的性性能，其中一个有效的实验方法是观察接收信号的眼图。能，其中一个有效的实验方法是观察接收信号的眼图。眼眼图图是是指指利利用用实实验验手手段段方方便便地地估估计计和和改改善善（通通过过调调整整）系系统统性性能能时时在示波器上观察到的一种图形。在示波器上观察到的一种图形。眼图可以定性反映码间串扰的大小
46、和噪声的大小。眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小。眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小。眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小。眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。12/1/2022454.6 均衡技术均衡技术 实实际际实实现现时时，由由于于难难免免存存在在滤滤波波器器的的设设计计误误差差和和信信道道特特性性的的变变化化，所所以以无无法法实实现现理理想想的的传
47、传输输特特性性，因因而而引引起起波波形形的的失失真真从从而而产产生生码码间间干干扰扰，系系统统的的性性能能也也必必然然下下降降。理理论论和和实实践践均均证证明明，在在基基带带系系统统中中插插入入一一种种可可调调(或或不不可可调调)滤滤波波器器可可以以校校正正或或补补偿偿系系统统特特性性，减减小小码码间间串串扰扰的影响，这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。的影响，这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。均衡可分为频域均衡和时域均衡。均衡可分为频域均衡和时域均衡。均衡可分为频域均衡和时域均衡。均衡可分为频域均衡和时域均衡。所所谓谓频频域域均均衡衡，是是从从校校正正系系统统的的频频率率特特性性出出发发，使使
48、包包括括均均衡衡器器在在内的基带系统的总特性满足无失真传输条件；内的基带系统的总特性满足无失真传输条件；所所谓谓时时域域均均衡衡，是是利利用用均均衡衡器器产产生生的的时时间间波波形形去去直直接接校校正正已已畸畸变变的的波波形形，使使包包括括均均衡衡器器在在内内的的整整个个系系统统的的冲冲激激响响应应满满足足无无码码间间串串扰扰条条件。件。12/1/2022465.15.1二进制数字调制与解调原理二进制数字调制与解调原理5.25.2多进制数字调制系统多进制数字调制系统5.35.3现代数字调制技术现代数字调制技术第第 5 章数字频带传输技术章数字频带传输技术12/1/202247 5.1 二进制数
49、字调制与解调原理二进制数字调制与解调原理图 5-1 频带传输系统的组成方框图 12/1/202248 5.1.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK）振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。字调制。字调制。字调制。12/1/2022495.1.2 二进制移频键控（二进制移频键控（2FSK）在二进制数字调制中，在二进制数字调制中，在二进制数字调制中，在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进若正弦载波的频率随二进若正弦载波的频率随二
50、进若正弦载波的频率随二进制基带信号在制基带信号在制基带信号在制基带信号在f f f f1 1 1 1和和和和f f f f2 2 2 2两个两个两个两个频率点间变化，则产生频率点间变化，则产生频率点间变化，则产生频率点间变化，则产生二进制移频键控信号二进制移频键控信号二进制移频键控信号二进制移频键控信号（2FSK2FSK2FSK2FSK信号）。信号）。信号）。信号）。12/1/2022505.1.3 5.1.3 二进制移相键控（二进制移相键控（2PSK2PSK）在在在在二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字调调调调制制制制中中中中，当当当当正正正正弦弦弦弦载载载载波波波波的的的的相相相相位位