第6章 數(shù)字通信系統(tǒng)概述

1、第第6 6章章 數(shù)字通信系統(tǒng)概述數(shù)字通信系統(tǒng)概述 6.1 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型6.2 數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接技術(shù)6.3 數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)6.4 數(shù)字傳輸信號的處理數(shù)字傳輸信號的處理6.5 數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào) 6.1 6.1 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型 6.1.1 6.1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)數(shù)字通信系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu) 數(shù)字通信系統(tǒng)是指完成數(shù)字信號產(chǎn)生、變換、傳遞數(shù)字通信系統(tǒng)是指完成數(shù)字信號產(chǎn)生、變換、傳遞及接收全過程的系統(tǒng)，圖及接收全過程的系統(tǒng)，圖6.16.1為數(shù)字通信系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)示為數(shù)字通信系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)示意圖。意圖。 信息源：信息源：信

2、息或信息序列的產(chǎn)生源；信息或信息序列的產(chǎn)生源； 信源編碼：信源編碼：模擬信號變換成數(shù)字信號；模擬信號變換成數(shù)字信號； 信道編碼：信道編碼：數(shù)字信號變換為適合信道傳輸?shù)拇a型；數(shù)字信號變換為適合信道傳輸?shù)拇a型； 數(shù)字調(diào)制器：數(shù)字調(diào)制器：調(diào)制編碼后的數(shù)字信號；調(diào)制編碼后的數(shù)字信號； 信道：信道：傳輸信號的通道；傳輸信號的通道； 數(shù)字解調(diào)：數(shù)字解調(diào)：從頻帶數(shù)字信號恢復(fù)寬帶數(shù)字信號；從頻帶數(shù)字信號恢復(fù)寬帶數(shù)字信號； 信道解碼：信道解碼：通過碼型反變換恢復(fù)通過碼型反變換恢復(fù)基帶基帶數(shù)字信號；數(shù)字信號； 信源解碼：信源解碼：數(shù)字信號變換為模擬信號；數(shù)字信號變換為模擬信號； 受信者：受信者：信息信息或信息序列

3、的接收源或信息序列的接收源。圖圖6.1 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 信息源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道信道解碼器數(shù)字解調(diào)器受信者信源解碼器噪聲源數(shù)字傳輸系統(tǒng)6.1.2 6.1.2 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1 1 數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸速率數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸速率 1) 信息傳輸速率信息傳輸速率 單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量，單位是比特單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量，單位是比特/秒。秒。 2) 碼元傳輸速率碼元傳輸速率 單位時(shí)間傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特。單位時(shí)間傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特。 信息傳輸速率信息傳輸速率fB和碼元傳輸速率和碼元傳輸速率N的轉(zhuǎn)換公式：的轉(zhuǎn)換公式： 其中：其中：M為

4、碼元進(jìn)制數(shù)。為碼元進(jìn)制數(shù)。(6.1.1) MNfB2log2 2 誤碼誤碼 1) 誤碼概念誤碼概念 干擾幅度超過脈沖信號干擾幅度超過脈沖信號再生判決的門限時(shí)，會造成再生判決的門限時(shí)，會造成誤判成為誤碼，如圖誤判成為誤碼，如圖6.2所示。所示。 誤碼用誤碼率表征，誤碼率誤碼用誤碼率表征，誤碼率Pe指指傳輸過程中發(fā)生錯傳輸過程中發(fā)生錯誤的碼元數(shù)與傳輸?shù)目偞a元數(shù)之比誤的碼元數(shù)與傳輸?shù)目偞a元數(shù)之比limenP產(chǎn)生錯誤碼元產(chǎn)生錯誤碼元(個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)) 傳輸總碼傳輸總碼元元(個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)) (6.1.2)圖圖6.2 噪聲疊加在數(shù)字信號上的波形噪聲疊加在數(shù)字信號上的波形 A2A“1”碼“0”碼0TB判決門限電平U門

5、t 2) 誤碼積累誤碼積累 數(shù)字通信系統(tǒng)中含有多個(gè)再生中繼段，傳輸系統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)中含有多個(gè)再生中繼段，傳輸系統(tǒng)的的誤碼率與每個(gè)再生中繼段內(nèi)的誤碼率相關(guān)，即誤碼具的誤碼率與每個(gè)再生中繼段內(nèi)的誤碼率相關(guān)，即誤碼具有累計(jì)特性。有累計(jì)特性。 一個(gè)有一個(gè)有m個(gè)再生中繼段的傳輸系統(tǒng)，總誤碼率為：個(gè)再生中繼段的傳輸系統(tǒng)，總誤碼率為： 其中，其中，i為再生中繼段序號，為再生中繼段序號， 為第為第i個(gè)再生中繼段的個(gè)再生中繼段的誤碼率。誤碼率。 若每個(gè)再生中繼段的誤碼率相同，則總誤碼率為：若每個(gè)再生中繼段的誤碼率相同，則總誤碼率為： ieBeBmPP1imeBeBiPP(6.1.3) (6.1.4) ieBP

6、3 3 抖動抖動 1) 抖動概念抖動概念 噪聲因素影響下數(shù)字信號的有效瞬間對應(yīng)理想時(shí)間噪聲因素影響下數(shù)字信號的有效瞬間對應(yīng)理想時(shí)間位置的位置的短時(shí)偏離，圖短時(shí)偏離，圖6.3為脈沖抖動意義示意圖。為脈沖抖動意義示意圖。 2) 抖動容限抖動容限 抖動容限一般是用峰抖動容限一般是用峰峰抖動峰抖動 來描述，指某特定來描述，指某特定的抖動比特的時(shí)間位置相對于該比特抖動時(shí)的時(shí)間位置的抖動比特的時(shí)間位置相對于該比特抖動時(shí)的時(shí)間位置的最大部分偏離。的最大部分偏離。 數(shù)字脈沖數(shù)字脈沖1比特寬為比特寬為T，偏離位置用，偏離位置用 表示，則抖動表示，則抖動容限為容限為 ppJ)%(100UIT圖圖6.3 脈沖抖動的

7、意義脈沖抖動的意義 發(fā)送脈沖 接收脈沖 抖動函數(shù)t1t2t3t4t5t1t2t3t4t5j(t)t6.2 6.2 數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接技術(shù) 6.2.1 6.2.1 數(shù)字多路通信原理數(shù)字多路通信原理1 數(shù)字多路通信的理論基礎(chǔ)數(shù)字多路通信的理論基礎(chǔ) 數(shù)字多路通信也叫時(shí)分多路通信，利用多路數(shù)字信號數(shù)字多路通信也叫時(shí)分多路通信，利用多路數(shù)字信號在信道上占有不同的時(shí)間間隙來進(jìn)行通信。在信道上占有不同的時(shí)間間隙來進(jìn)行通信。 數(shù)字多路通信的理論基礎(chǔ)源于信號的數(shù)字多路通信的理論基礎(chǔ)源于信號的正交性：正交性： 2112( )( )0ttFftft dt(6.2.1) 對于數(shù)字信號，用離散和代替積分對于數(shù)字信號，

8、用離散和代替積分 圖圖6.4為脈沖信號的正交示意圖：為脈沖信號的正交示意圖： 說明兩個(gè)數(shù)字信號符合正交條件，利用數(shù)字信號的說明兩個(gè)數(shù)字信號符合正交條件，利用數(shù)字信號的正交性可實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路通信。正交性可實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路通信。 0)()()()()()()()()()()(03322110212121021021TttttttTtftftftftftftftftftfTR0120()( )( )TtR Tftft(6.2.2) (6.2.3) 圖圖6.4 6.4 脈沖信號的正交脈沖信號的正交 f1(t)At1t2T0tf2(t)0t1t2t3T0tt32 數(shù)字多路通信模型數(shù)字多路通信模型3 模擬話音信

9、號的抽樣頻率為模擬話音信號的抽樣頻率為8000Hz，其抽樣周，其抽樣周期期T=1/8000s=125s。利用時(shí)間的可分性在。利用時(shí)間的可分性在T內(nèi)間插內(nèi)間插n路路數(shù)字信號，數(shù)字信號，即能實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號的傳輸。即能實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號的傳輸。4 圖圖6.5為多路通信模型示意圖，為多路通信模型示意圖，兩端旋轉(zhuǎn)開關(guān)的兩端旋轉(zhuǎn)開關(guān)的起始位置和旋轉(zhuǎn)速度要完全相同，旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)一圈起始位置和旋轉(zhuǎn)速度要完全相同，旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)一圈為一個(gè)周期，為一個(gè)周期，對應(yīng)于對應(yīng)于抽樣周期抽樣周期T=125s。5 發(fā)端，用單片發(fā)端，用單片PCM編編/解碼器把每路話音信號抽解碼器把每路話音信號抽樣編碼為數(shù)字信號，利用時(shí)間間隙合路

10、后傳輸信道；樣編碼為數(shù)字信號，利用時(shí)間間隙合路后傳輸信道；收端，先分路各路數(shù)字信號，然后用收端，先分路各路數(shù)字信號，然后用PCM編編/解碼器恢解碼器恢復(fù)各路話音信號。復(fù)各路話音信號。圖圖6.5 時(shí)分多路復(fù)用示意圖時(shí)分多路復(fù)用示意圖 m1(t)m2(t)12S1mn(t)n信道n12m1(t)mn(t)m2(t)S26.2.2 6.2.2 數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)數(shù)字信號復(fù)接技術(shù) 數(shù)字復(fù)接指利用時(shí)間的可分性，采用時(shí)隙疊加方法數(shù)字復(fù)接指利用時(shí)間的可分性，采用時(shí)隙疊加方法把多路低速數(shù)字碼流把多路低速數(shù)字碼流(支路碼流支路碼流)在同一時(shí)隙內(nèi)合并成高速在同一時(shí)隙內(nèi)合并成高速數(shù)字碼流的過程。數(shù)字碼流的過程。 數(shù)字

11、復(fù)接方式：按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接。數(shù)字復(fù)接方式：按位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接。按位復(fù)接指按一個(gè)碼位時(shí)隙寬度進(jìn)行時(shí)隙疊加；按字復(fù)按位復(fù)接指按一個(gè)碼位時(shí)隙寬度進(jìn)行時(shí)隙疊加；按字復(fù)接指按一個(gè)碼字時(shí)隙寬度進(jìn)行時(shí)隙疊加。接指按一個(gè)碼字時(shí)隙寬度進(jìn)行時(shí)隙疊加。 圖圖6.6為按位復(fù)接和按字復(fù)接示意圖，采用時(shí)隙疊加為按位復(fù)接和按字復(fù)接示意圖，采用時(shí)隙疊加使原來每位碼或每個(gè)碼字寬度縮小，提高了碼率，實(shí)現(xiàn)使原來每位碼或每個(gè)碼字寬度縮小，提高了碼率，實(shí)現(xiàn)了低速數(shù)字碼流變?yōu)楦咚贁?shù)字碼流。了低速數(shù)字碼流變?yōu)楦咚贁?shù)字碼流。 圖圖6.6 按位復(fù)接和按字復(fù)接示意圖按位復(fù)接和按字復(fù)接示意圖(a)一次群一次群(基群基群)；(

12、b)二次群二次群(按位數(shù)字復(fù)接按位數(shù)字復(fù)接)；(c)二次群二次群(按字?jǐn)?shù)字復(fù)接按字?jǐn)?shù)字復(fù)接)CH1(第 一 路 )10110101PCM30/32 基群(1)PCM30/32 基群(2)PCM30/32 基群(3)PCM30/32 基群(4)(a)PCM30/32 基群(1)1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1(b)PCM30/32 (1)CH1(c)1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 01 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 106.3 6.3 數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu)

13、數(shù)字傳輸信號幀結(jié)構(gòu) 幀結(jié)構(gòu)一般采用幀結(jié)構(gòu)一般采用CCITT建議的統(tǒng)一格式，一幀信號建議的統(tǒng)一格式，一幀信號中應(yīng)包含以下信號：中應(yīng)包含以下信號： 幀同步信號幀同步信號(幀定位信號幀定位信號)及同步對告信號；及同步對告信號； 信息信號；信息信號； 特殊信號特殊信號(信令、糾錯、加密信號等信令、糾錯、加密信號等)； 勤務(wù)信號勤務(wù)信號(監(jiān)測、告警信號等監(jiān)測、告警信號等)。6.3.1 PCM30/326.3.1 PCM30/32路基群幀結(jié)構(gòu)路基群幀結(jié)構(gòu) CCITT建議兩種基本數(shù)字基群系列：建議兩種基本數(shù)字基群系列：PCM 30/32PCM 30/32路路系統(tǒng)一次群和系統(tǒng)一次群和PCM 24PCM 24路

14、一次群系統(tǒng)，路一次群系統(tǒng)，下面主要介紹我國下面主要介紹我國及歐洲采用的及歐洲采用的PCM 30/32PCM 30/32路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)。路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)。 圖圖6.76.7為為PCM 30/32PCM 30/32路制式幀結(jié)構(gòu)示意圖，幀周期為路制式幀結(jié)構(gòu)示意圖，幀周期為PCMPCM單路信號抽樣周期單路信號抽樣周期125s，每幀由，每幀由3232個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙TS0TS31組成組成(每個(gè)時(shí)隙有每個(gè)時(shí)隙有8位二進(jìn)制碼位二進(jìn)制碼)，TS0為同步時(shí)隙，為同步時(shí)隙， TS16為信令時(shí)隙，為信令時(shí)隙，TS1TS15 ，TS17TS31為話路時(shí)隙，為話路時(shí)隙，所以稱基群所以稱基群 30/3230/32路系統(tǒng)。路系統(tǒng)。圖

15、圖6.7 PCM30/32制式幀結(jié)構(gòu)制式幀結(jié)構(gòu) 幀同步路話路話路信令路話路話路F15F0F1F2F15F01幀1復(fù) 幀16幀(2 ms)1幀32個(gè)路時(shí)隙125 s256比特8比特路時(shí)隙3.9 s話路話路TS0TS1TS15TS16TS17TS31偶幀幀同步碼保留給國際用(目前固定為 1)奇幀幀失步對告1001101111 A111111保留給國內(nèi)用(目前固定為 1)復(fù)幀同步碼 1復(fù)幀對告碼00001 A211碼位 12345678F0幀F(xiàn)1幀 abcdabcdabcdabcdCH1信令碼CH17信令碼碼字8比特路時(shí)隙3.9 sF15幀CH15信令碼CH31信令碼同步：A1 0； A2 0失步：

16、A1 1； A2 1 1) 話路時(shí)隙話路時(shí)隙 TS1TS15分別傳送分別傳送CH1CH15路的話音數(shù)字信號，路的話音數(shù)字信號，TS17TS31分別傳送分別傳送CH17CH31路的話音數(shù)字信號；路的話音數(shù)字信號； 2) 幀同步時(shí)隙幀同步時(shí)隙 偶幀偶幀TS0發(fā)幀同步碼發(fā)幀同步碼0011011；奇幀；奇幀TS0傳送幀失步告?zhèn)魉蛶Р礁婢a警碼(A1為為“0”表示幀同步，為表示幀同步，為“1”表示幀失步表示幀失步)。 3) 信令復(fù)幀時(shí)隙信令復(fù)幀時(shí)隙 1個(gè)復(fù)幀有個(gè)復(fù)幀有16幀幀(F0F15)，F(xiàn)0幀的幀的TS16傳送復(fù)幀同步傳送復(fù)幀同步碼與復(fù)幀碼與復(fù)幀失步告警碼失步告警碼(A2為為“0”表示幀同步，為表

17、示幀同步，為“1”表示表示幀失步幀失步)。F0F15 幀幀TS16時(shí)隙分別傳送時(shí)隙分別傳送30個(gè)話路的信令碼。個(gè)話路的信令碼。 每一路時(shí)隙每一路時(shí)隙tc為為 碼字位數(shù)碼字位數(shù)L=8,故每一位時(shí)隙故每一位時(shí)隙tB為為 數(shù)碼率數(shù)碼率 一般稱基群幀接口速率為一般稱基群幀接口速率為2 Mb/s速率接口，圖速率接口，圖6.8為為PCMPCM基群基群30/3230/32路系統(tǒng)方框圖，即路系統(tǒng)方框圖，即2M接口結(jié)構(gòu)方框圖。接口結(jié)構(gòu)方框圖。1253.9321250.48832 8ccBTstsntTstsLnL(6.3.1) (6.3.2) 132 8 80002048/BsBnLfn L fkb stT (

18、6.3.3) 圖圖6.8 PCM30/32路系統(tǒng)方框圖路系統(tǒng)方框圖 匯總碼型變換幀同步碼發(fā)生器發(fā)端定時(shí)分離幀同步碼檢出碼型反變換再生收端定時(shí)二線語音信號124低通(發(fā))A/D低通(收)D/A單片集成編/解碼器12n信令碼數(shù)據(jù)信號發(fā)n21信令碼數(shù)據(jù)信號收四線信道6.3.2 6.3.2 準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列幀結(jié)構(gòu)準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列幀結(jié)構(gòu)1 1 準(zhǔn)同步復(fù)接系列準(zhǔn)同步復(fù)接系列 PDH PDH系列系列 數(shù)字復(fù)接系列：數(shù)字復(fù)接系列：不同話路數(shù)和不同速率由低向高逐級不同話路數(shù)和不同速率由低向高逐級復(fù)接形成的系列。復(fù)接形成的系列。 同步數(shù)字復(fù)接系列同步數(shù)字復(fù)接系列(SDH系列系列)：被復(fù)接被復(fù)接各支路碼位同各支

19、路碼位同步步(各各支路支路的數(shù)碼率嚴(yán)格相等的數(shù)碼率嚴(yán)格相等)，各支路碼元直接在時(shí)間壓，各支路碼元直接在時(shí)間壓縮、移相后復(fù)接縮、移相后復(fù)接形成的系列形成的系列。 準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列(PDH系列系列)：被復(fù)接被復(fù)接各支路的碼各支路的碼位不同步位不同步(各各支路支路的數(shù)碼率不是嚴(yán)格相等的數(shù)碼率不是嚴(yán)格相等)，復(fù)接前要調(diào)整，復(fù)接前要調(diào)整各支路碼速使之嚴(yán)格相等，然后在時(shí)間壓縮、移相后復(fù)接各支路碼速使之嚴(yán)格相等，然后在時(shí)間壓縮、移相后復(fù)接形成的系列形成的系列。 國際上有兩大國際上有兩大PDH系列：系列：PCMPCM基群基群2424路系列和路系列和PCMPCM基群基群30/3230/32路

20、系列路系列( (常稱為常稱為1.5M1.5M和和2M2M接口速率接口速率) )，如，如表表6.1所示。所示。表表6.1 兩類速率復(fù)接系列比較表兩類速率復(fù)接系列比較表 2 2M2 2M速率接口的速率接口的(PDH)(PDH)復(fù)接系列二次群幀結(jié)構(gòu)復(fù)接系列二次群幀結(jié)構(gòu) 參加復(fù)接的各低次群參加復(fù)接的各低次群 (支路支路)采用各自的時(shí)鐘，時(shí)鐘采用各自的時(shí)鐘，時(shí)鐘偏差不同偏差不同(盡管標(biāo)稱速率均為盡管標(biāo)稱速率均為2.048Mb/s)，所以復(fù)接前要，所以復(fù)接前要調(diào)整碼率，使得各支路碼率嚴(yán)格相等后才能復(fù)接，圖調(diào)整碼率，使得各支路碼率嚴(yán)格相等后才能復(fù)接，圖6.9為數(shù)字復(fù)接示意圖。為數(shù)字復(fù)接示意圖。 CCITT推

21、薦的推薦的PDH系列二次群速率為系列二次群速率為8.448 Mb/s，圖圖6.10為異步復(fù)接二次群的幀結(jié)構(gòu)示意圖，準(zhǔn)同步復(fù)接為異步復(fù)接二次群的幀結(jié)構(gòu)示意圖，準(zhǔn)同步復(fù)接系列系列PDH二次群幀結(jié)構(gòu)中各支路的比特安排如圖二次群幀結(jié)構(gòu)中各支路的比特安排如圖6.10(a)所示，復(fù)接幀結(jié)構(gòu)如圖所示，復(fù)接幀結(jié)構(gòu)如圖6.10(b)所示。所示。定時(shí)定時(shí)調(diào)整匯接分離恢復(fù)同步外時(shí)鐘(1)(2)(4)(3)(1)(2)(4)(3)低次群低次群高次群復(fù)接器分接器 圖圖6.9 數(shù)字復(fù)接示意圖數(shù)字復(fù)接示意圖 圖圖6.10 異步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)異步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu)(a)基群支路插入碼及信息碼分配；基群支路插入碼及信息碼分配；

22、(b)復(fù)接幀結(jié)構(gòu)復(fù)接幀結(jié)構(gòu)636637638639640641642643644645848429424425426427428213214215216217212101112131212345354106107159160161212212比特 組53比特 組53比特 組53比特 組53比特F11F12F13信息碼 50比特C11信息碼 52比特C12信息碼 52比特C13V1信息碼 51比特(a)幀同步告警備用信息碼插入標(biāo)志信息碼插入標(biāo)志F11F21F23F33F43504 200C11C21C31C41524 208C12C22C32C42信息碼插入標(biāo)志插入碼信息碼524 208C13C

23、23C33C43V1V2V3V4514 204(b) 復(fù)接幀長復(fù)接幀長848比特，幀周期比特，幀周期100.38s。各低次群。各低次群2.048Mb/s復(fù)接為復(fù)接為8.448Mb/s，則，則各支路每秒要插入各支路每秒要插入64kb的碼位使之調(diào)整為的碼位使之調(diào)整為2112kb/s。 每支路每支路212比特中要插入同步碼、監(jiān)測、告警及速率比特中要插入同步碼、監(jiān)測、告警及速率調(diào)整碼位等，調(diào)整碼位等，212比特分為比特分為4組，每組組，每組53比特。比特。 Fij：用于幀同步、監(jiān)測、備用，用于幀同步、監(jiān)測、備用，i為支路編號、為支路編號、j為為F的碼位編號；的碼位編號； Cij：用于碼率調(diào)整的塞入標(biāo)志

24、，用于碼率調(diào)整的塞入標(biāo)志，i為支路編號，為支路編號，j為為C的碼位編號；的碼位編號； Vi：塞入脈沖，塞入脈沖，i為支路數(shù)，需要提高支路碼率時(shí)為為支路數(shù)，需要提高支路碼率時(shí)為塞入脈沖，不需要提高支路碼率時(shí)為信息碼。塞入脈沖，不需要提高支路碼率時(shí)為信息碼。 復(fù)接幀：復(fù)接幀：F F1111F F2121F F3131F F4141FF3333F F4343共共1212比特，前比特，前1010比特為比特為幀同步碼（幀同步碼（11110100001111010000），后兩位為對端告警和備用；），后兩位為對端告警和備用；C C1111C C4141，C C1212C C4242，C C1313C C4

25、343是各基群支路的插入標(biāo)志；是各基群支路的插入標(biāo)志；V V1 1V V2 2V V3 3V V4 4為插入脈沖碼位。每個(gè)支路的信息碼位為為插入脈沖碼位。每個(gè)支路的信息碼位為205205或或206(206(未插入未插入) )比特，一幀共有信息碼位比特，一幀共有信息碼位820820 824824比特。比特。 采用三位標(biāo)志碼采用三位標(biāo)志碼Cij便于多數(shù)判決以決定分接時(shí)是否便于多數(shù)判決以決定分接時(shí)是否“去塞去塞”，正確判斷的概率，正確判斷的概率 誤碼率誤碼率Pe=103時(shí)，正確判斷的概率時(shí)，正確判斷的概率 表表6.2、表、表6.3分別為分別為PDH三次群、四次群復(fù)接幀結(jié)三次群、四次群復(fù)接幀結(jié)構(gòu)，表構(gòu)

26、，表6.4為為PDH接口速率、碼型。接口速率、碼型。 3232231)1 ()1 (3eeeeePPPPP999997. 0102103196Pe(6.3.4) 表表6.2 34368kb/s復(fù)用幀結(jié)構(gòu)復(fù)用幀結(jié)構(gòu) 表表6.3 139264kb/s復(fù)用幀結(jié)構(gòu)復(fù)用幀結(jié)構(gòu) 表表6.4 PDH接口速率、碼型表接口速率、碼型表 6.3.3 6.3.3 同步數(shù)字復(fù)接同步數(shù)字復(fù)接(SDH)(SDH)系列幀結(jié)構(gòu)系列幀結(jié)構(gòu) 1 1 同步數(shù)字復(fù)接系列同步數(shù)字復(fù)接系列SDH SDH CCITT為完成更高速率、更多路數(shù)字信號復(fù)接提出為完成更高速率、更多路數(shù)字信號復(fù)接提出同步數(shù)字復(fù)接系列同步數(shù)字復(fù)接系列SDH，以同步傳

27、輸模塊，以同步傳輸模塊STM形式傳輸。形式傳輸。 同步數(shù)字復(fù)接系列同步數(shù)字復(fù)接系列SDH以基本模塊以基本模塊155.520Mb/s速率速率的同步傳輸模塊為第一級的同步傳輸模塊為第一級STM-1，更高的同步數(shù)字系列信，更高的同步數(shù)字系列信號為號為STM-4(622.080Mb/s)、STM-16(2488.320Mb/s)以及以及STM-64(9953.280Mb/s)，即用，即用STM-1信號以信號以4倍的字節(jié)間倍的字節(jié)間插同步復(fù)接成為插同步復(fù)接成為STM-N(N=1,4,16,64,256)。 2 SDH2 SDH同步數(shù)字復(fù)接系列幀結(jié)構(gòu)同步數(shù)字復(fù)接系列幀結(jié)構(gòu) CCITT采用采用以字節(jié)為基礎(chǔ)的

28、矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)以字節(jié)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)(頁面頁面塊狀幀結(jié)構(gòu)塊狀幀結(jié)構(gòu))，如圖，如圖6.11所示。所示。 STM-NSTM-N幀是由幀是由9 9行行270270N N列字節(jié)組成的碼塊，幀長列字節(jié)組成的碼塊，幀長125125s,s,每幀每幀9 9270270N N8=194408=19440N N比特，傳送碼率為比特，傳送碼率為1944019440N/125N/125s=155.520s=155.52010106 6N b/sN b/s。 傳送方式：傳送方式：STM-1STM-1只有只有1 1頁，頁，STM-4STM-4有有4 4頁，頁，。 STM-1STM-1的的1 1頁從左向右至上而下傳送

29、；頁從左向右至上而下傳送；STM-4STM-4的的4 4頁依次傳頁依次傳送第送第1 1頁、第頁、第2 2頁、第頁、第3 3頁、第頁、第4 4頁第一個(gè)字，第頁第一個(gè)字，第1 1頁、第頁、第2 2頁、第頁、第3 3頁、第頁、第4 4頁第二個(gè)字頁第二個(gè)字，從左向右至上而下傳送，從左向右至上而下傳送完一遍就傳送完完一遍就傳送完1 1幀。幀。 圖圖6.11 SDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 9270N字節(jié)SOHAU-PTRSOH1234567893行1行5行STM-N凈負(fù)荷(含POH)傳輸方向9N261N270N列 幀結(jié)構(gòu)：幀結(jié)構(gòu)：幀結(jié)構(gòu)分為幀結(jié)構(gòu)分為3個(gè)區(qū)域，分別是信息凈負(fù)荷個(gè)區(qū)域，分別是信息凈負(fù)荷區(qū)域、區(qū)域、段開

30、銷區(qū)域和管理單元指針區(qū)域。段開銷區(qū)域和管理單元指針區(qū)域。 1) 信息凈負(fù)荷區(qū)域信息凈負(fù)荷區(qū)域 存放各種信息負(fù)載，存放各種信息負(fù)載，幀結(jié)構(gòu)中的橫向幀結(jié)構(gòu)中的橫向(270-9)N N，縱，縱向向9 9行的行的23492349N N字節(jié)字節(jié)； 2) 段開銷區(qū)域段開銷區(qū)域 保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所須的保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所須的附加字節(jié)，附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用的字節(jié)，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用的字節(jié)，幀結(jié)構(gòu)中左邊幀結(jié)構(gòu)中左邊的的9N N列列8 8行行( (除除第第4行行)； 3) 管理單元指針區(qū)域管理單元指針區(qū)域 指示信息凈負(fù)荷第指示信息凈負(fù)荷第1個(gè)字節(jié)在個(gè)字節(jié)在STM幀

31、中的準(zhǔn)確位置，幀中的準(zhǔn)確位置，幀結(jié)構(gòu)中第幀結(jié)構(gòu)中第4行左邊的行左邊的9N N列列。 6.4 6.4 數(shù)字傳輸信號的處理數(shù)字傳輸信號的處理6.4.1 6.4.1 信道編碼變換信道編碼變換 數(shù)字信號基帶傳輸要滿足的條件：數(shù)字信號基帶傳輸要滿足的條件： 高、低頻成分少，無直流分量；高、低頻成分少，無直流分量； 便于定時(shí)提??；便于定時(shí)提取； 有一定檢錯能力；有一定檢錯能力； 設(shè)備簡單、易于實(shí)現(xiàn)。設(shè)備簡單、易于實(shí)現(xiàn)。1 1 不歸零碼和歸零碼不歸零碼和歸零碼 常見的脈沖波形有單極性不歸零碼（常見的脈沖波形有單極性不歸零碼（NRZ碼）和碼）和單極性歸零碼（單極性歸零碼（RZ碼）。碼）。 圖圖6.12、圖、圖

32、6.13分別為單極性不歸零碼和單極性歸分別為單極性不歸零碼和單極性歸零碼零碼波形及其對應(yīng)的頻譜波形及其對應(yīng)的頻譜。 可見，單極性不歸零碼和單極性歸零碼均不符合可見，單極性不歸零碼和單極性歸零碼均不符合基帶傳輸碼型條件?；鶐鬏敶a型條件。圖圖6.12 單極性不歸零碼及功率譜單極性不歸零碼及功率譜A0110TB2TBs(t)101t3TB4TB5TB6TBPS(t)0fB2fB3fB4fBfs(t)10110101TB2TB3TB4TB5TB6TBtPS(t)02fBfB3fB4fBf圖圖6.13 單極性歸零碼及功率譜單極性歸零碼及功率譜2 2 雙極性半占空碼雙極性半占空碼(AMI(AMI碼碼)

33、) 原碼序列的原碼序列的“0”碼仍為碼仍為“0”，原碼序列的，原碼序列的“1”碼交替碼交替編為編為“+1”和和“-1”。AMI碼編碼規(guī)律及其頻譜如圖碼編碼規(guī)律及其頻譜如圖6.14所所示。示。 圖圖6.14 AMI碼及功率譜碼及功率譜 A0 10TB2TBs(t)0t3TB4TB5TB6TBPS(t)0fB2fB3fB4fBt 1 1 1A3 3 三階高密度雙極性碼三階高密度雙極性碼(HDBHDB3 3碼碼) ) HDB3碼保留了碼保留了AMI碼的所有優(yōu)點(diǎn)，可將連零碼限碼的所有優(yōu)點(diǎn)，可將連零碼限制在制在3個(gè)以內(nèi)，便于長連零過多時(shí)定時(shí)信號的提取。個(gè)以內(nèi)，便于長連零過多時(shí)定時(shí)信號的提取。 二進(jìn)制碼流

34、變換為二進(jìn)制碼流變換為HDB3碼的規(guī)律：碼的規(guī)律： 連續(xù)連續(xù)4個(gè)以上連個(gè)以上連“0”時(shí)，時(shí)，4個(gè)連個(gè)連“0”中最后中最后1個(gè)個(gè)“0”用破壞碼用破壞碼“V”碼取代碼取代(“V”碼極性同前碼極性同前1個(gè)傳號個(gè)傳號)； 各各“V”碼極性交替。相鄰碼極性交替。相鄰“V”碼間有偶數(shù)個(gè)傳碼間有偶數(shù)個(gè)傳號時(shí)，號時(shí)，4個(gè)連個(gè)連“0”中第中第1個(gè)個(gè)“0”用附加碼用附加碼“B”碼取代碼取代(“B”碼極性與碼極性與1個(gè)傳號相反個(gè)傳號相反)。二進(jìn)制碼流：二進(jìn)制碼流： 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0+ +1 0 0 0 0 -10+1-1 0

35、0 0 0 0 0 0 0 0+1-1+1 0 -1 0 0 0 0+ +10 0 0+V-10+1-1 0 0 0-V 0 0 0-V 0+1-1+10-1 0 0 0-V+ +10 0 0+V-10+1-1 0 0 0-V +B0 0+V 0-1+1-10+1 -B0 0-V VVVV 圖圖6.15 HDB3編碼波形編碼波形4 4 傳號反轉(zhuǎn)碼傳號反轉(zhuǎn)碼( (CMICMI碼碼) ) CMI碼是一種二電平不歸零碼，原來碼流中的碼是一種二電平不歸零碼，原來碼流中的“0”碼編為碼編為“01”，“1”碼編為碼編為“00”或或“11”，傳，傳“1”碼的碼的“00”和和“11”交替出現(xiàn)。交替出現(xiàn)。 表表

36、6.5為為CMI碼的編碼的編碼規(guī)則。碼規(guī)則。 表表6.5 CMI碼編碼規(guī)則碼編碼規(guī)則 6.4.2 6.4.2 擾碼與解擾碼擾碼與解擾碼 擾碼：擾碼：發(fā)端傳輸前先擾亂數(shù)字信息碼流，使數(shù)字信息發(fā)端傳輸前先擾亂數(shù)字信息碼流，使數(shù)字信息碼流中碼流中“1”碼與碼與“0”碼出現(xiàn)的概率幾乎相等。碼出現(xiàn)的概率幾乎相等。 解擾碼：解擾碼：收端解除發(fā)端擾亂的過程。收端解除發(fā)端擾亂的過程。 擾碼器原理：擾碼器原理：通過通過m序列與傳輸數(shù)字信息模二加完成序列與傳輸數(shù)字信息模二加完成輸入數(shù)字序列的擾亂。輸入數(shù)字序列的擾亂。 解擾碼器原理：解擾碼器原理：用一個(gè)結(jié)構(gòu)與發(fā)端相同的用一個(gè)結(jié)構(gòu)與發(fā)端相同的m序列發(fā)生序列發(fā)生器與傳

37、輸序列模二加實(shí)現(xiàn)解擾。器與傳輸序列模二加實(shí)現(xiàn)解擾。 圖圖6.16為擾碼器原理框圖。為擾碼器原理框圖。 圖圖6.16 擾碼器原理方框圖擾碼器原理方框圖 (a)擾碼器；擾碼器； (b)解擾器解擾器Lk1Lk2LkiLkndkLkC1C2CiCn(a)LknLkdkC1C2CiCn(b )Lk1Lk2Lki 擾碼器輸出序列擾碼器輸出序列L LK K為：為： 解擾方程為：解擾方程為： 為保證擾碼器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列充分接近真正隨機(jī)為保證擾碼器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列充分接近真正隨機(jī)序列，擾碼器的級數(shù)應(yīng)保證已擾序列長度至少大于序列，擾碼器的級數(shù)應(yīng)保證已擾序列長度至少大于5050，擾碼器要為擾碼器要為6 6級（級（

38、2 26 6-1=63-1=63）以上。）以上。SDHSDH系統(tǒng)中采用系統(tǒng)中采用7 7級擾級擾碼器，擾碼長度為碼器，擾碼長度為2 27 7-1=127-1=127，生成多項(xiàng)式為，生成多項(xiàng)式為1+x1+x6 6+x+x7 7。圖。圖6.176.17為幀同步擾碼器功能示意圖。為幀同步擾碼器功能示意圖。 1122KKkknk ndLC LC LC L(6.4.2) 1122kkkknk nLdC LC LC L(6.4.1) 圖圖6.17 幀同步擾碼器功能圖幀同步擾碼器功能圖DQSDQSDQSDQSDQSDQSDQSSTM-X時(shí)鐘幀脈沖數(shù)據(jù)輸入擾碼數(shù)據(jù)輸出6.4.3 6.4.3 差錯控制差錯控制(

39、(糾錯編碼糾錯編碼) ) 1 1 差錯控制基本概念差錯控制基本概念 差錯控制：差錯控制：在在數(shù)字碼流中加入數(shù)字碼流中加入一些附加碼元（監(jiān)督一些附加碼元（監(jiān)督碼元），并采用一種特殊的編碼方式（糾錯編碼）進(jìn)行碼元），并采用一種特殊的編碼方式（糾錯編碼）進(jìn)行差錯控制。差錯控制。 糾錯編碼以降低信息速率和信道傳輸效率為代價(jià)來糾錯編碼以降低信息速率和信道傳輸效率為代價(jià)來換取糾錯能力，附加碼元數(shù)目稱為冗余度，冗余度越多換取糾錯能力，附加碼元數(shù)目稱為冗余度，冗余度越多糾錯能力越強(qiáng)。糾錯能力越強(qiáng)。 2 2 差錯控制編碼基本原理差錯控制編碼基本原理 數(shù)字通信中常采用數(shù)字通信中常采用分組碼分組碼表示糾錯編碼。表示

40、糾錯編碼。 一般分組碼用符號（一般分組碼用符號（n，k）表示，）表示，k是每組碼中信息是每組碼中信息碼元數(shù)目，碼元數(shù)目，n為碼組的總位數(shù)（碼組的長度），附加碼元為碼組的總位數(shù)（碼組的長度），附加碼元數(shù)（監(jiān)督碼元數(shù)）為數(shù)（監(jiān)督碼元數(shù)）為r=n-k。 圖圖6.18為分組碼結(jié)構(gòu)示意圖。為分組碼結(jié)構(gòu)示意圖。an1an2anrarar1a0k個(gè)信息碼r 個(gè) 監(jiān)督碼碼長n k r圖圖6.18 分組碼結(jié)構(gòu)圖分組碼結(jié)構(gòu)圖3 3 差錯控制的編碼方式差錯控制的編碼方式 差錯控制的編碼方式分為三類：反饋糾錯、前向差錯控制的編碼方式分為三類：反饋糾錯、前向糾錯和糾錯和混合糾錯。混合糾錯。 1) 反饋糾錯反饋糾錯 收端

41、根據(jù)某種編碼規(guī)律校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律被打亂時(shí)收端根據(jù)某種編碼規(guī)律校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律被打亂時(shí)立即向發(fā)端反饋信息要求重發(fā)。反饋糾錯主要有立即向發(fā)端反饋信息要求重發(fā)。反饋糾錯主要有3類：類：奇偶監(jiān)督碼、行列監(jiān)督碼和自動要求重發(fā)。奇偶監(jiān)督碼、行列監(jiān)督碼和自動要求重發(fā)。 (1) 奇偶監(jiān)督碼奇偶監(jiān)督碼 一般的奇偶監(jiān)督碼分為兩種：奇數(shù)監(jiān)督和偶數(shù)一般的奇偶監(jiān)督碼分為兩種：奇數(shù)監(jiān)督和偶數(shù)監(jiān)督。監(jiān)督。 奇數(shù)監(jiān)督：奇數(shù)監(jiān)督：碼組中使碼組中使“1”的數(shù)目為奇數(shù)，監(jiān)督位的數(shù)目為奇數(shù)，監(jiān)督位為為1位。位。 奇數(shù)監(jiān)督編碼應(yīng)滿足：奇數(shù)監(jiān)督編碼應(yīng)滿足： 偶數(shù)監(jiān)督：偶數(shù)監(jiān)督：碼組中使碼組中使“1”的數(shù)目為偶數(shù)，監(jiān)督位的數(shù)目為偶數(shù)，監(jiān)督位為

42、為1位。位。123101nnnaaaaa(6.4.3) (2) 行列監(jiān)督碼行列監(jiān)督碼 行列監(jiān)督碼是二維奇偶監(jiān)督碼（矩陣碼），圖行列監(jiān)督碼是二維奇偶監(jiān)督碼（矩陣碼），圖6.19為為 矩陣碼原理示意圖。矩陣碼原理示意圖。 表示信息位，表示信息位，表示監(jiān)督位，監(jiān)督位使每行每列表示監(jiān)督位，監(jiān)督位使每行每列“1”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。 圖圖6.19 矩陣碼原理圖矩陣碼原理圖 (3) 自動要求重發(fā)自動要求重發(fā)ARQ 收端檢驗(yàn)出有錯碼時(shí)自動要求發(fā)端重發(fā)，圖收端檢驗(yàn)出有錯碼時(shí)自動要求發(fā)端重發(fā)，圖6.20為自動為自動要求重發(fā)系統(tǒng)示意圖。要求重發(fā)系統(tǒng)示意圖。 圖圖6.20 ARQ系統(tǒng)系統(tǒng)編碼

43、器和緩沖存儲器重發(fā)控制反饋信道正向信道輸出緩沖存儲器信源調(diào)制器解調(diào)器譯碼器收信者指令產(chǎn)生器含收/發(fā)設(shè)備、傳輸路徑與轉(zhuǎn)發(fā)器正確時(shí)輸出錯誤時(shí)刪除 2) 前向糾錯前向糾錯 采用某種特殊的編碼方式，在接收端能檢錯并能糾正采用某種特殊的編碼方式，在接收端能檢錯并能糾正一定程度傳輸差錯的、較復(fù)雜的編碼方法。前向糾錯主要一定程度傳輸差錯的、較復(fù)雜的編碼方法。前向糾錯主要有有2類：循環(huán)碼和卷積碼。類：循環(huán)碼和卷積碼。 (1) 循環(huán)碼循環(huán)碼 循環(huán)碼有下述特征：碼組中任意兩個(gè)碼組模二加必為循環(huán)碼有下述特征：碼組中任意兩個(gè)碼組模二加必為該碼組集合中的一個(gè)碼組；每個(gè)碼組中各碼元之間存在循該碼組集合中的一個(gè)碼組；每個(gè)碼

44、組中各碼元之間存在循環(huán)依賴關(guān)系；循環(huán)碼的碼組之間具有循環(huán)性（即任一組循環(huán)依賴關(guān)系；循環(huán)碼的碼組之間具有循環(huán)性（即任一組循環(huán)一位環(huán)一位后仍為該碼組集合中的一個(gè)碼組）。后仍為該碼組集合中的一個(gè)碼組）。 表表6.6 循環(huán)碼示例循環(huán)碼示例 (2) 卷積碼卷積碼 信碼中插入監(jiān)督碼元，不是分組監(jiān)督，而是每一監(jiān)督信碼中插入監(jiān)督碼元，不是分組監(jiān)督，而是每一監(jiān)督碼元都要對前后的信息單元起監(jiān)督作用。碼元都要對前后的信息單元起監(jiān)督作用。4 4 數(shù)字加密技術(shù)數(shù)字加密技術(shù) 1) 數(shù)字信號傳輸加密數(shù)字信號傳輸加密 數(shù)字信息進(jìn)入傳輸信道前先加密處理，數(shù)字信息進(jìn)入傳輸信道前先加密處理，信息加密處理信息加密處理由各種加密算法由

45、各種加密算法(常規(guī)密碼算法和公鑰密碼算法常規(guī)密碼算法和公鑰密碼算法)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 2) 數(shù)字終端加密技術(shù)數(shù)字終端加密技術(shù) 對于特殊用戶的數(shù)字信號對于特殊用戶的數(shù)字信號(銀行的數(shù)據(jù)信號、信用卡的銀行的數(shù)據(jù)信號、信用卡的數(shù)字信號以及其他終端的數(shù)字信號數(shù)字信號以及其他終端的數(shù)字信號)在加密后傳輸，收端予在加密后傳輸，收端予以認(rèn)證即可。以認(rèn)證即可。6.5 6.5 數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)6.5.1 6.5.1 數(shù)字信號的無線傳輸數(shù)字信號的無線傳輸 無線傳輸指數(shù)字信號通過空間以電磁波為載體的無線傳輸指數(shù)字信號通過空間以電磁波為載體的傳輸。傳輸。 數(shù)字基帶信號：要傳送的數(shù)字信號；數(shù)字基帶信

46、號：要傳送的數(shù)字信號； 數(shù)字頻帶信號：已調(diào)制的數(shù)字信號；數(shù)字頻帶信號：已調(diào)制的數(shù)字信號； 載波：攜帶數(shù)字基帶信號的電磁波。載波：攜帶數(shù)字基帶信號的電磁波。 6.5.2 6.5.2 數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)1 1 三三種基本調(diào)制方式種基本調(diào)制方式 1) 幅移鍵控幅移鍵控 利用載波的振幅變化攜帶信息，而載波的頻率、相位利用載波的振幅變化攜帶信息，而載波的頻率、相位保持不變。保持不變。 2) 頻移鍵控頻移鍵控 利用已調(diào)波的頻率變化攜帶信息，載波的振幅、相位利用已調(diào)波的頻率變化攜帶信息，載波的振幅、相位保持不變。保持不變。 3) 相移鍵控相移鍵控 利用已調(diào)波的相位變化攜帶信息，載波的振

47、幅、頻率利用已調(diào)波的相位變化攜帶信息，載波的振幅、頻率保持不變。調(diào)相分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相。保持不變。調(diào)相分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相。 圖圖6.21、圖、圖6.22分別為三種調(diào)制方式的調(diào)制器和相應(yīng)分別為三種調(diào)制方式的調(diào)制器和相應(yīng)的調(diào)制波形示意圖。的調(diào)制波形示意圖。圖圖6.21 二進(jìn)制基帶碼的三種調(diào)制方式二進(jìn)制基帶碼的三種調(diào)制方式 (a)2ASK；(b)2FSK；(c)2PSK相乘器相乘器相加倒相fc1fc2相乘器(門電路)載波 fc(70 MHz)1.0s(t)基帶 f (t)1.01.0f(t)基帶信號0.1s(t)(a)(b)倒相相加相乘器相乘器載頻倒相(c)0fcps(t)輸出基帶信號(1.

48、0)圖圖6.22 二進(jìn)制基帶信號的調(diào)制波形二進(jìn)制基帶信號的調(diào)制波形1100110011ttttt數(shù)字序列 bks(t)s(t)(a) 2ASK(b) 2FSK(c) 2PSK(d) 2DPSKs(t)s(t)2 2 二相相對調(diào)相與解調(diào)二相相對調(diào)相與解調(diào) 絕對調(diào)相：絕對調(diào)相：數(shù)字信號數(shù)字信號“1”和和“0”的相位不變；的相位不變； 相對調(diào)相：相對調(diào)相：遇遇“1”碼載波相位相對于前一個(gè)碼元碼載波相位相對于前一個(gè)碼元相位改變相位改變，遇，遇“0”碼載波相位相對于前一個(gè)碼元相碼載波相位相對于前一個(gè)碼元相位不變。位不變。 圖圖6.23為二相相對調(diào)相為二相相對調(diào)相2DPSK信號的調(diào)制與解調(diào)信號的調(diào)制與解調(diào)

49、原理示意圖。調(diào)制時(shí)只需經(jīng)過差分編碼變換為相對碼原理示意圖。調(diào)制時(shí)只需經(jīng)過差分編碼變換為相對碼后進(jìn)行絕對調(diào)相；解調(diào)用后進(jìn)行絕對調(diào)相；解調(diào)用相干解調(diào)法相干解調(diào)法。 相位模糊情況下絕對調(diào)相會產(chǎn)生嚴(yán)重誤碼，相對相位模糊情況下絕對調(diào)相會產(chǎn)生嚴(yán)重誤碼，相對調(diào)相不會產(chǎn)生誤碼。調(diào)相不會產(chǎn)生誤碼。 圖圖6.23 2DPSK信號的調(diào)制與解調(diào)信號的調(diào)制與解調(diào)(a)調(diào)制器原理方框圖；調(diào)制器原理方框圖；(b)解調(diào)器原理框圖解調(diào)器原理框圖碼變換電路絕對調(diào)相電路基帶信號絕對碼相對碼2DPSK已調(diào)波相乘器低通、判決碼型反變換全流整流窄帶濾波限幅二分頻(a)s(t)s(t)2fc相干載波基帶信號(b)3 3 四相相對調(diào)相與解調(diào)

50、四相相對調(diào)相與解調(diào) (1) 四相相對調(diào)制四相相對調(diào)制QPSK QPSK采用采用“反射編碼反射編碼”（格雷碼）相位邏輯編碼（格雷碼）相位邏輯編碼方法方法，圖，圖6.24為為QPSK調(diào)制器的組成方框圖和工作原理調(diào)制器的組成方框圖和工作原理矢量圖，圖矢量圖，圖6.25為為QPSK相干解調(diào)方框圖。相干解調(diào)方框圖。 相位關(guān)系：如果前一碼元相位為相位關(guān)系：如果前一碼元相位為“0”，傳，傳“00”時(shí)時(shí)后一碼元相位仍為后一碼元相位仍為“0”；傳；傳“01”時(shí)后一碼元相位旋轉(zhuǎn)時(shí)后一碼元相位旋轉(zhuǎn)/2；傳；傳“11”時(shí)后一碼元相位旋轉(zhuǎn)時(shí)后一碼元相位旋轉(zhuǎn)；傳；傳“10”時(shí)后一時(shí)后一碼元相位旋轉(zhuǎn)碼元相位旋轉(zhuǎn)3/2。 圖圖6.24 QPSK調(diào)制器調(diào)制器(a)4PSK框圖；框圖； (b)矢量圖矢量圖 圖圖6.25 QPSK相干解調(diào)器相干解調(diào)器 LPF位定時(shí)恢復(fù)LPF判決判