第 2 章 通信网基础技术ppt课件.ppt

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1、第2章通信网基础技术本章学习目标（1）理解数字通信的特点与系统模型理解信源编码中的信号处理过程，了解语音编码及图像编码的技术特点理解信道编码中多路复用、同步、数字复接等技术的基本概念本章学习目标（2）理解数字信号传输的概念，了解基带传输常用技术与常用码型理解调制的基本概念，了解数字调制技术基本类型及主要应用理解差错控制的基本概念，了解差错控制编码技术的分类与应用2.1概述现代通信是计算机技术和通信技术的相互渗透与结合通信的数字化使其能与计算机技术和数字信号处理技术相结合，数字通信系统是构成现代通信网的基础通信网在实现了数字化并引入了计算机软硬件新技

2、术后，已趋向综合化和智能化2.1.1通信系统研究的主要问题模拟通信系统研究的主要问题：收发两端的变换过程以及基带信号的特性调制与解调原理信道与噪声的特性及其对信号传输的影响噪声存在条件下的系统性能通信系统研究的主要问题数字通信系统研究的主要问题：收发信端的变换过程、模拟信号数字化以及数字基带信号的特性数字调制与解调原理信道与噪声的特性及其对信号传输的影响抗干扰编码与解码，即差错控制编码问题保密通信问题同步问题2.1.2数字通信系统的基本概念数字通信的特点传输质量高、抗噪声性能强抗干扰能力强保密性好易于与现代技术相结合数字信号可压缩设备体积小、重量轻

3、数字通信系统的基本概念数字通信系统的模型数字通信系统的基本概念信源——把消息转换成电信号的设备信源编码——基本部分是压缩编码，用以减小数字信号的冗余度，提高数字信号的有效性；部分系统还包含加密功能，即在压缩后再进行保密编码信道编码——在经过信源编码的信号中增加一些多余的字符，以求自动发现或纠正传输中发生的错误，其目的是提高信号传输的可靠性调制——目的是使经过编码的信号特性与信道的特性相适应，使信号经过调制后能顺利通过信道传输数字通信系统的基本概念多路复用——多路信号重复使用一条信道信道与噪声——按信道的传输频带区分，各种信道可归入基带信道和带通信道

4、两类。数字信号经过信道传输时，信道的传输特性以及进入信道的外部加性噪声都将对数字信号加以影响同步——数字通信系统中发送端和接收端之间需有共同的时间标准，使接收端获知所收数字信号中每个符号（码元）的准确起止时刻，从而同步地进行接收2.2信源编码信源编码——针对信源发送信息所进行的压缩编码信源编码处理的前提：模拟信号的数字化模拟信号数字化之后，将导致传输信号的带宽明显增加，会占用更多的信道资源压缩编码技术：为提高传输效率，在保证一定信号质量的前提下，尽可能地去除或降低信号中冗余信息，以减小传输所用带宽2.2.1模拟信号的数字化处理对时间连续和取值连续的

5、原始语音和图像等模拟信号，若以数字方式进行传输，在发送端应先进行模／数（A／D）变换，将原始信号转换为时间离散和取值离散的数字信号模拟信号的数字化处理模拟信号数字化过程：抽样——用时间间隔确定的信号样值序列来代替原在时间上连续的信号，在时间上将模拟信号离散化量化——用有限个幅度值来近似原连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量且有一定间隔的离散值编码——按一定规律，把量化后的信号编码形成一个二进制数字码组输出1.抽样抽样过程——将时间和幅度上都是连续的模拟信号在时间上离散化抽样目的：实现信号的时分多路复用模拟信号与其对应的样值序列【例】话

6、音信号的抽样频率一路电话信号的频带为300~3400Hz，fm=3400Hz根据抽样定理，抽样频率≥2×3400Hz=6800Hz若以6800Hz的抽样频率对300~3400Hz的电话信号抽样，则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的语音信号话音信号的抽样频率通常取8000Hz2.量化量化过程——抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍是连续的，还需进行离散化处理（即对幅值进行化零取整的处理），才能最终用数字来表示量化方法——把样值的最大变化范围划分成若干个相邻的间隔。当某样值落在某一间隔内，其输出数值就用此间隔内的某一固定值来表示

7、（1）均匀量化采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化实际信号可看成量化输出信号与量化误差之和，量化失真率与最小量化间隔的平方成正比量化失真在信号中的表现类似于噪声，也有很宽的频谱，被称为量化噪声，并用信噪比来衡量均匀量化方式会造成大信号时的信噪比有余而小信号时的信噪比不足，且编码位数多（语音信号需编11位码），加大了编码的复杂性，并对传输信道有更高的要求（2）非均匀量化实现——采用压缩、扩张的方法，即在发送端对输入信号先进行压缩，再均匀量化；在接收端则进行相应的扩张处理原理——量化级间隔随信号幅度的大小自动调整。在不增大量化级数的条件下，非均匀量

8、化能使信号在较宽动态范围内的信噪比达到要求标准化的非均匀量化特性——A律13折线压缩特性（我国采用）和μ律15折线压缩特性