第2章数字通信系统.pdf

现代通信技术概论 第2章 数字通信系统 2.1 数字通信概述 2.2 模拟信号数字化 2.3 数字信号的基带传输 2.4 数字信号的频带传输 2.5 数字同步与复接技术 2.6 数字传输的差错控制 2 2.1 数字通信概述 传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。 数字通信以其抗干扰能力强、无噪声累积、便于 计算处理、便于加密、易于小型化、集成化等优 势，成为当代通信领域的主流技术。 本章将介绍关于数字通信的基本知识，包括数 字通信系统的组成及特点、模拟信号数字化方 法、数字信号的基带传输和频带传输、数字复接 与同步技术、差错控制技术等。 3 2.1.1 数字通信系统的组成 数字通信系统组成框图如下: 4 数字通信系统各部分的作用 信源编码与解码：A/D变换+D/A变换。 数字复接与分接：提高信道利用率。难点是码速 同步问题。 信道编码与解码：即抗干扰编码，目的是提高传 输的可靠性。 调制与解调：频带传输时需要。 再生中继：放大整形并完全恢复原始数字信号。 信道噪声：导致误码，难以避免。 5 2.1.2 数字通信系统的特点 与模拟通信系统相比数字通信系统有下列一些 特点：  抗干扰能力强，无噪声累积  抗干扰能力强，无噪声累积  数据形式统一，便于计算处理  数据形式统一，便于计算处理  易于集成化，小型化  易于集成化，小型化  易于加密处理  易于加密处理  占用较大的传输带宽  占用较大的传输带宽  技术上较复杂  技术上较复杂 6 2.2 模拟信号数字化 数字通信系统的典型特征就是信源和信宿都是 模拟信号，因此需要进行模拟/ 数字（A/D ）变 换，把模拟信号转换成数字信号再行传输。 模拟信号的数字化需经过抽样、量化、编码三 个 阶 段 。 常 用 的 技 术 包 括 脉 冲 编 码 调 制 （PCM）、差值脉冲编码（DPCM）和增量调制 （DM）等。 7 2.2.1 模数（A/D ）变换 抽样量化编码二进制数字序列： 抽样量化编码二进制数字序列：  抽样：在时间上将模拟信号离散化。  抽样：在时间上将模拟信号离散化。  量化：在幅度上将抽样信号离散化。  量化：在幅度上将抽样信号离散化。  编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。  编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。 整个过程称为脉冲编码调制（PCM）。 8 抽样 抽样定理：如果一个连续信号f(t)所含有的最高频 率不超过f h ，则当抽样频率f s ≥2f h 时，抽样后得到的 离散信号就包含了原信号的全部信息。 9 量化 量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在某 个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅值