數字通信系統(tǒng)概述學習教案

1、會計學1數字通信系統(tǒng)數字通信系統(tǒng)(xtng)概述概述第一頁，共80頁。1BfN bM(3.1.1) 第2頁/共80頁第二頁，共80頁。第3頁/共80頁第三頁，共80頁。圖3.2 噪聲(zoshng)疊加在數字信號上的波形 A2A“1”碼“0”碼0TB判決門限電平U門t第4頁/共80頁第四頁，共80頁。limenP產生(chnshng)錯誤碼元(個數) 傳輸(chun sh)的總碼元(個數) (3.1.2)1imeBeBiPP(3.1.3) ieBeBPmP(3.1.4) 第5頁/共80頁第五頁，共80頁。第6頁/共80頁第六頁，共80頁。圖3.3 脈沖(michng)抖動的意義 發(fā)送脈沖 接收

2、脈沖 抖動函數t1t2t3t4t5t1t2t3t4t5j(t)t第7頁/共80頁第七頁，共80頁。第8頁/共80頁第八頁，共80頁。2112( )( )0ttFf tf t dt(3.2.1) 第9頁/共80頁第九頁，共80頁。圖3.4 脈沖(michng)信號的正交 f1(t)At1t2T0tf2(t)0t1t2t3T0tt3第10頁/共80頁第十頁，共80頁。0120( )( )( )TtR Tf tf t(3.2.2) 根據離散(lsn)和計算有1212012130122123( )( )( )( )( )( )( )( )( )0ttttttR Tf tf tf tf tf tf tf

3、 tf t(3.2.3) 第11頁/共80頁第十一頁，共80頁。第12頁/共80頁第十二頁，共80頁。圖3.5 時分(shfn)多路復用示意圖 m1(t)m2(t)12S1mn(t)n信道n12m1(t)mn(t)m2(t)S2第13頁/共80頁第十三頁，共80頁。第14頁/共80頁第十四頁，共80頁。 圖3.6 按位復接和按字復接示意圖(a)一次群(基群)；(b)二次群(按位數字(shz)復接)；(c)二次群(按字數字(shz)復接)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

4、群(1)1 1 1 1 0 1 0 1 1 00 1 1 1 1 00 11 1 1 0 1 0 0 0 01 1 11 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 0 110第15頁/共80頁第十五頁，共80頁。第16頁/共80頁第十六頁，共80頁。1253.9321250.488328ccBTstsntTstsLnL碼字位數L=8,故每一位時隙(sh x)tB為 (3.3.1) (3.3.2) 第17頁/共80頁第十七頁，共80頁。圖3.7 PCM30/32制式(zh sh)幀結構

5、幀同步路話路話路信令路話路話路F15F0F1F2F15F01幀1復 幀16幀(2 ms)1幀32個路時隙125 s256比特8比特路時隙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1001101111A111111保留給國內用(目前固定為1)復幀同步碼1復幀對告碼00001 A211碼位 12345678F0幀F(xiàn)1幀 abcdabcdabcdabcdCH1信令碼CH17信令碼碼字8比特路時隙3.9 sF15幀CH15信令碼CH31信令碼同步：A10； A20失步：A11； A21第18頁/共80頁第十八頁，共80頁。數碼(

6、shm)率 1328 80002048/BsBnLfn L fkb stT (3.3.3) 第19頁/共80頁第十九頁，共80頁。圖3.8 PCM30/32路系統(tǒng)(xtng)方框圖 匯總碼型變換幀同步碼發(fā)生器發(fā)端定時分離幀同步碼檢出碼型反變換再生收端定時二線語音信號124低通(發(fā))A/D低通(收)D/A單片集成編/解碼器12n信令碼數據信號發(fā)n21信令碼數據信號收四線信道第20頁/共80頁第二十頁，共80頁。()同一高穩(wěn)定的時鐘控制下,它們的數碼率是嚴格相等的,即各支路的碼位是同步的。第21頁/共80頁第二十一頁，共80頁。表3.1 兩類速率復接系列(xli)比較表 第22頁/共80頁第二十二

7、頁，共80頁。 圖3.9 數字(shz)復接示意圖 定時定時調整匯接分離恢復同步外時鐘(1)(2)(4)(3)(1)(2)(4)(3)低次群低次群高次群復接器分接器第23頁/共80頁第二十三頁，共80頁。第24頁/共80頁第二十四頁，共80頁。 圖3.10 異步復接二次群幀結構(jigu)(a)基群支路插入碼及信息碼分配；(b)復接幀結構(jigu)636 637 638 639 640 641 642 643 644 645848429424 425 426 427 428213 214 215 216 217212101112131212345354106 107159 160 16121

8、2212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志信息碼插入標志F11F21F23F33F43504200C11C21C31C41524208C12C22C32C42信息碼插入標志插入碼信息碼524208C13C23C33C43V1V2V3V4514204(b)第25頁/共80頁第二十五頁，共80頁。3333393(1)(1)213213 10100.999997eeeeePPPPP 當誤碼率Pe=10時,正確判斷(pndun)的概率為第26頁/共80頁第

9、二十六頁，共80頁。 表3.2 34368kb/s復用(f yn)幀結構 第27頁/共80頁第二十七頁，共80頁。表3.3 139264kb/s復用(f yn)幀結構 第28頁/共80頁第二十八頁，共80頁。表3.4 PDH接口(ji ku)速率、碼型表 第29頁/共80頁第二十九頁，共80頁。耗加大,而且使傳輸的性能惡化。第30頁/共80頁第三十頁，共80頁。作為基礎的矩形塊狀幀結構(或稱頁面塊狀幀結構),如圖3.11所示。第31頁/共80頁第三十一頁，共80頁。 圖3.11 SDH幀結構(jigu) 9270 N字節(jié)SOHAU-PTRSOH1234567893行1行5行STM-N凈負荷(含

10、POH)傳輸方向9N261N270N例第32頁/共80頁第三十二頁，共80頁。第33頁/共80頁第三十三頁，共80頁。第34頁/共80頁第三十四頁，共80頁。設備簡單、易于實現(xiàn)。第35頁/共80頁第三十五頁，共80頁。第36頁/共80頁第三十六頁，共80頁。圖3.12 單極性不歸零碼及功率(gngl)譜A0110TB2TBs(t)101t3TB4TB5TB6TBPS(t)0fB2fB3fB4fBf第37頁/共80頁第三十七頁，共80頁。圖3.13 單極性歸零碼及功率(gngl)譜s(t)10110101TB2TB3TB4TB5TB6TBtPS(t)02fBfB3fB4fBf第38頁/共80頁第

11、三十八頁，共80頁。圖3.14 AMI碼及功率(gngl)譜 A010TB2TBs(t)0t3TB4TB5TB6TBPS(t)0fB2fB3fB4fBt111A第39頁/共80頁第三十九頁，共80頁。第40頁/共80頁第四十頁，共80頁。 圖3.15 HDB3編碼(bin m)波形VVVV第41頁/共80頁第四十一頁，共80頁。表3.5 CMI碼編碼(bin m)規(guī)則 第42頁/共80頁第四十二頁，共80頁。由圖可得擾碼器輸出序列LK為1122kkkknk nLdC LC LC L(3.4.1) 第43頁/共80頁第四十三頁，共80頁。圖3.16 擾碼器原理(yunl)方框圖 (a)擾碼器；(

12、b)解擾器Lk1Lk2Lk iLk ndkLkC1C2CiCn(a)LknLkdkC1C2CiCn(b)Lk1Lk2Lk i第44頁/共80頁第四十四頁，共80頁。1122KKkknk ndLC LC LC L(3.4.2) 第45頁/共80頁第四十五頁，共80頁。圖3.17 幀同步(tngb)擾碼器功能圖DQSDQSDQSDQSDQSDQSDQSSTM-X時鐘幀脈沖數據輸入擾碼數據輸出第46頁/共80頁第四十六頁，共80頁。第47頁/共80頁第四十七頁，共80頁。 011第48頁/共80頁第四十八頁，共80頁。第49頁/共80頁第四十九頁，共80頁。圖3.18 分組碼結構圖an1an2anr

13、arar1a0k個信息碼r 個 監(jiān)督碼碼長n k r第50頁/共80頁第五十頁，共80頁。“1”的數目為奇數。123101nnnaaaaa(3.4.3)第51頁/共80頁第五十一頁，共80頁。圖3.19 矩陣(j zhn)碼原理圖第52頁/共80頁第五十二頁，共80頁。圖3.20 ARQ系統(tǒng)(xtng)編碼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制器解調器譯碼器收信者指令產生器含收/發(fā)設備、傳輸路徑與轉發(fā)器正確時輸出錯誤時刪除第53頁/共80頁第五十三頁，共80頁。循環(huán)碼的碼組之間具有(jyu)循環(huán)性,即循環(huán)碼中任一組循環(huán)一位(將最右端的碼移至左端或反之)以后仍為該碼組集合中

14、的一個碼組。 第54頁/共80頁第五十四頁，共80頁。表3.6 循環(huán)碼示例(shl) 第55頁/共80頁第五十五頁，共80頁。第56頁/共80頁第五十六頁，共80頁。第57頁/共80頁第五十七頁，共80頁。第58頁/共80頁第五十八頁，共80頁。第59頁/共80頁第五十九頁，共80頁。相移鍵控就是數字信號相位控制。第60頁/共80頁第六十頁，共80頁。圖3.21 二進制基帶碼的三種調制(tiozh)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)

15、(a)(b)倒相相加相乘器相乘器載頻倒相(c)0fcs(t)輸出基帶信號(1.0)第61頁/共80頁第六十一頁，共80頁。圖3.22 二進制基帶信號的調制(tiozh)波形1100110011ttttt數字序列bks(t)s(t)(a) 2ASK(b) 2FSK(c) 2PSK(d) 2DPSKs(t)s(t)第62頁/共80頁第六十二頁，共80頁。(gul )第63頁/共80頁第六十三頁，共80頁。 圖3.23 2DPSK信號的調制與解調(ji dio)(a)調制器原理方框圖；(b)解調(ji dio)器原理框圖碼變換電路絕對調相電路基帶信號絕對碼相對碼2DPSK已調波相乘器低通、判決碼型反

16、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)第64頁/共80頁第六十四頁，共80頁。第65頁/共80頁第六十五頁，共80頁。 圖3.24 QPSK調制器(a)4PSK框圖(kungt)；(b)矢量圖 電平產生載 波發(fā)生器 90電平產生串/并轉換I(t)ai二進制信息bkCkA cosfctA sin2fctQ(t)已調信號01(1)00(0)11(2)cosct10(3)sinct相移第66頁/共80頁第六十六頁，共80頁。圖3.25 QPSK相干(xinggn)解調器 LPF位定時恢復LPF判決判決載波恢復 90并/串變換QPSK信號I(t)Q(t)二進制

17、信息LPF： 低通濾波相移第67頁/共80頁第六十七頁，共80頁。圖3.26 OK-QPSK的碼序列(xli)時間ss2時間同相(I)通路數據正交(Q)通路數據第68頁/共80頁第六十八頁，共80頁。第69頁/共80頁第六十九頁，共80頁。圖3.27 OK-QPSK調制器、解調器的組成(z chn)方框圖差分編碼調制器調制器差分編碼串/并變換發(fā)信濾波延遲Tb并/串變換收信濾波收信濾波門限判決差分解碼載波恢復門限判決差分解碼偏移延遲Tb移相器902IQ本振數據輸入(調制器)(解調器)數據輸出第70頁/共80頁第七十頁，共80頁。不一(幅度不等),與16PSK比較(圖3.28(b)所示),16個矢

18、量端點不再被限制在一個圓周上,使矢量端點之間的距離較遠。第71頁/共80頁第七十一頁，共80頁。圖3.28 16QAM和16PSK點群圖 (a)16QAM;(b)16PSK(a)(b)第72頁/共80頁第七十二頁，共80頁。第73頁/共80頁第七十三頁，共80頁。圖3.29 16QAM的四相疊加法矢量圖 0100111001001110010101000111 011000010000001100101101 1100111111101001100010111010311100101013311xa2a1110101300b2a2b1a1yb2b1第74頁/共80頁第七十四頁，共80頁。第75頁/共80頁第七十五頁，共80頁。圖3.30 16QAM正交調制法調制器2/4電平變換預濾波相乘器2/4電平變換預濾波相乘器移相器合成帶通濾波串/并變換發(fā) 端振蕩源中頻放大基帶輸入(速率fB)IQ2Bf2Bf4Bf4Bf16QAM輸出第76頁/共80頁第七十六