1、第二章 數(shù)字傳輸原理,通信工程系,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),2,數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2-1所示。,圖2-1 數(shù)字通信系統(tǒng)模型,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述,信源：完成非電信號(hào)/電信號(hào)的變換，這里產(chǎn)生的電信號(hào)是模擬信號(hào)。 信源編碼器：一是將信源發(fā)出的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，稱為數(shù)字信源碼（模數(shù)變換）；二是實(shí)現(xiàn)壓縮編碼，使數(shù)字信源碼占用的信道帶寬盡量小。 信道編碼器：主要完成兩個(gè)功能：一是碼型變換，把數(shù)字信

2、源碼變換為數(shù)字信道碼；二是差錯(cuò)控制。,調(diào)制器：其作用是頻譜搬移，將信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)。 信道：信號(hào)的傳輸媒質(zhì)。一般可分為： 有線信道和無線信道 恒參信道和隨參信道,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述,解調(diào)器、信道譯碼器和信源譯碼器：基本功能是完成發(fā)端的反變換，它們的任務(wù)是從帶有干擾的信號(hào)中正確恢復(fù)出原始信息。,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),7,2.2 模擬

3、信號(hào)數(shù)字化,圖2-2 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型,A/D： D/A：,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-3 A/D和D/A變換,2.2.1 A/D變換 實(shí)現(xiàn)A/D變換的方法很多，這里主要介紹應(yīng)用最普遍的脈沖編碼調(diào)制（PCM）。 抽樣-時(shí)間域數(shù)字化 量化-幅度域數(shù)字化 編碼-提升質(zhì)量,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,1、抽樣 語音信號(hào)是模擬信號(hào)，它不僅在幅度取值上是連續(xù)的，而且在時(shí)間軸上也是連續(xù)的，要使語音信號(hào)數(shù)字化并實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路復(fù)用，首先要在時(shí)間上對語音信號(hào)進(jìn)行離散化處理，這一過程叫抽樣。 抽樣是把連續(xù)時(shí)間模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散時(shí)間連續(xù)幅度的抽樣信號(hào)。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,抽樣過程

4、的實(shí)現(xiàn)原理：,fs(t)=f(t)p(t),1、抽樣 抽樣實(shí)現(xiàn)：每隔一定的時(shí)間間隔Ts，抽取語音信號(hào)的一個(gè)瞬時(shí)幅度值（抽樣值）來代替原來的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行傳輸。 抽樣后所得的一系列在時(shí)間上離散的抽樣值稱為樣值序列。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-4 抽樣后的波形,時(shí)間離散化； Ts如何選取，保證信號(hào)的不失真？ 抽樣定理：對于低通型（0,fm）信號(hào)，只要抽樣頻率fs（fs=1/Ts）滿足,則可以從樣值序列不失真地恢復(fù)出原來的模擬信號(hào)。其中fm為信號(hào)的最高頻率。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,沖激抽樣信號(hào)的頻譜：,圖2-5 沖激抽樣信號(hào)的頻譜,最低允許的采樣頻率fs=2fm稱為奈奎斯

5、特(Nyquist)頻率。 最大允許的采樣間隔Ts=1/(2fm)稱為奈奎斯特間隔。 抽樣定理全過程如右圖所示：,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-6 抽樣定理全過程,2、量化 樣值序列在時(shí)間上是離散的，但它的幅度取值在信號(hào)幅度的變化范圍內(nèi)（通常稱動(dòng)態(tài)范圍）可以取任意值。因此，幅度的取值仍是連續(xù)的（有無限多個(gè)取值）。 所謂量化：就是將幅度取值為無窮多個(gè)的樣值序列，變換為幅度取值為有限個(gè)的樣值序列。（幅度離散化）,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2、量化 實(shí)現(xiàn)量化的方法：把信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)范圍劃分為有限個(gè)區(qū)間，只要信號(hào)落在某個(gè)區(qū)間，就取該區(qū)間內(nèi)預(yù)先規(guī)定的某個(gè)參考電平（比如量化區(qū)間的中間值）作為信號(hào)值。 量化區(qū)

6、間在專業(yè)術(shù)語上稱為量化級； 量化級中間的電平稱為量化電平；,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-7 量化過程示意圖,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,量化噪聲,由于量階的有限性，在量化過程中就不可避免地會(huì)造成實(shí)際信號(hào)值與量化信號(hào)值之間的誤差。這種由于量階的有限性造成的誤差被稱為量化誤差，記為e(t)。 由量化誤差產(chǎn)生的噪聲叫量化噪聲。 性能衡量：信號(hào)平均功率與量化噪聲平均功率之比為量化信噪比。,2、量化 根據(jù)各量化級大小是否相等，量化分為：均勻量化和非均勻量化。 （1）均勻量化 把輸入信號(hào)的取值域按等距離分割的量化稱為均勻量化。均勻量化亦稱線性量化。 在均勻量化中，每個(gè)量化區(qū)間的量化電

7、平均取在各區(qū)間的中點(diǎn)。 設(shè)輸入信號(hào)的幅度范圍是ab，量化級數(shù)為M，則量化間隔為： v=(b-a)/M,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,由此可見： 當(dāng)量化電平分別取各層的中間值時(shí)，量化過程所形成的量化誤差不超過v2。 量化誤差與實(shí)際輸入的樣值有關(guān)，樣值越小，信噪比越小；反之，樣值越大，信噪比越大。 均勻量化存在的問題：信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍受限（小信號(hào)信噪比低，大信號(hào)信噪比高）。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,語音信號(hào)的幅度概率分布：,解決方法： （1）M增大，n增大，一路信號(hào)的數(shù)碼率提高； （2）采用“非均勻量化”。,圖2-8 語音信號(hào)的幅度概率分布,2、量化 （2）非均勻量化 每個(gè)量化級大小

8、不相等；信號(hào)小時(shí)，量化級??；而信號(hào)大時(shí)，量化級大。 較均勻量化的優(yōu)點(diǎn)是： 量化噪聲功率基本與信號(hào)抽樣值成比例，因此量化噪聲對大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)的信號(hào)量噪比。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2、量化 （2）非均勻量化 非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法通常是采用壓縮、擴(kuò)張的方法，即在發(fā)送端對輸入信號(hào)先進(jìn)行壓縮處理，再進(jìn)行均勻量化；在接收端進(jìn)行相反的擴(kuò)張?zhí)幚怼?2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,先將采樣信號(hào)進(jìn)行壓縮，而后再進(jìn)行均勻量化。其效果就相當(dāng)于對信號(hào)進(jìn)行非均勻量化。 壓縮電路是一個(gè)非線性放大器，它對大信號(hào)的放大倍數(shù)小，而對小信號(hào)的放大倍數(shù)大，從而使大信號(hào)受到壓縮。即：y=f (x) 擴(kuò)張電路的作用正

9、好與壓縮相反。即：x=f-1 (y) 常采用“對數(shù)壓縮”。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-9 壓擴(kuò)特性曲線圖,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2、量化 （2）非均勻量化 國際上有兩種標(biāo)準(zhǔn)化的非均勻量化特性： A律13折線壓縮特性（中國和歐洲） 律15折線壓縮特性（美國）,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,13折線的取得：,先對x軸上的輸入信號(hào)歸一化取值范圍，按12遞減規(guī)律分為8段，分段點(diǎn)依次為12、14、18、116、132、164、1128，再把y軸上壓縮輸出的歸一化取值范圍均勻地分成8段，即每段長為18，然后把x軸和y軸的相應(yīng)分段線的交點(diǎn)連接起來得到。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,A律13折線壓縮特性,圖2-1

10、0 A律13折線壓縮特性,13折線及與A律壓縮特性的比較：,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,13折線的量化方案,對x軸上的8段，每段再均勻分為16個(gè)，共128個(gè)量化間隔; 各段的量化間隔互不相同，分別用1、2、8表示。對y軸上的8段，各段再分成16層，共被均勻分為128層，分別與x軸上的128個(gè)量化間隔相對應(yīng)。這樣就相當(dāng)于對輸入信號(hào)進(jìn)行不均勻量化，即小信號(hào)時(shí)量階小，大信號(hào)時(shí)量階大。 最小量階1=1/(12816)=1/2048; 最大量階 8=1/(216)=1/32=641。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,3、編碼 所謂編碼就是將量化后的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼組的過程；在接收端實(shí)施相反的過程稱為譯碼。 采

11、用二進(jìn)制編碼，則編碼所需的位數(shù)取決于量化級數(shù)的大小。 量化級數(shù)越多，量化誤差越小，但所需的編碼位數(shù)越多。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,3、編碼 A律13折線編碼的實(shí)現(xiàn)：由于正負(fù)極性信號(hào)共有1616=256個(gè)量化級，每個(gè)量化值需編成8位（28=256）二進(jìn)制碼組。 8位二進(jìn)制代碼的256種組合與256種不同的量化電平一一對應(yīng)。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,2.2.2 PCM通信系統(tǒng)方框圖 模擬信號(hào)經(jīng)過抽樣、量化、編碼完成A/D 變換，這樣的系統(tǒng)稱為PCM（脈沖編碼調(diào)制）系統(tǒng)。,2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化,圖2-11 PCM原理圖,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3

12、 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),36,2.3.1 時(shí)分復(fù)用（TDM）的概念 在數(shù)字通信中，一般采用時(shí)分復(fù)用（Time-Division Multiplexing，TDM）技術(shù)來提高信道的傳輸效率。 所謂“復(fù)用”是多路信號(hào)（語音、數(shù)據(jù)和圖像等信號(hào)）利用同一個(gè)信道進(jìn)行獨(dú)立的傳輸。如利用同一根同軸電纜傳輸1920路電話，且各路電話之間的傳送是相互獨(dú)立的，互不干擾。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3.1 時(shí)分復(fù)用（TDM）的概念 時(shí)分復(fù)用（TDM）：抽樣后的樣值序列在時(shí)間上離散，即兩個(gè)樣點(diǎn)信號(hào)在時(shí)間上有間隔，可以利用這

13、一時(shí)間間隔傳送其他語音信號(hào)的樣點(diǎn)信號(hào)，這就稱為“時(shí)分復(fù)用”。 對于語音信號(hào)而言，兩相鄰樣值之間的時(shí)間間隔是125s（1/8KHz），稱為“一幀”。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3.2 PCM 30/32系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu) 采用TDM制的數(shù)字通信系統(tǒng)，在國際上已逐步建立其標(biāo)準(zhǔn)。典型的時(shí)分多路復(fù)用設(shè)備是PCM 30/32系統(tǒng)（基群）。 PCM 30/32的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),圖2-12 PCM 30/32系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu),時(shí)隙：將一幀的時(shí)間均勻分為32個(gè)等分，每一等分稱為一個(gè)時(shí)隙，傳送一路語音信號(hào)的8位二進(jìn)制編碼； 32個(gè)時(shí)隙依次表示為 ； 其中： 為話路時(shí)隙，共30個(gè)話路； 傳送幀同步信號(hào)

14、； 傳送信令信號(hào)； 由16幀（編號(hào)為 ）組成一個(gè)復(fù)幀。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3.3 數(shù)字復(fù)接系列 PCM30/32系統(tǒng)采用的是時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將30路語音信號(hào)復(fù)接成速率為2.048Mbit/s的群路信號(hào)，稱為基群或一次群。 為了提高傳輸效率，再把一次群信號(hào)采用同步或準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接（Digital Multiplexer）技術(shù)，復(fù)接成更高速率的數(shù)字信號(hào)。 數(shù)字復(fù)接系列按傳輸速率不同，分別稱為基群、二次群、三次群、四次群等（我國分別稱為E1、E2、E3、E4，其速率為2Mbit/s、8Mbit/s、32Mbit/s、140Mbit/s。,圖2-13

15、PDH中分插支路信號(hào)的過程,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),2.3.3 數(shù)字復(fù)接系列,常用的復(fù)接方法有兩種： 同步復(fù)接：是用一個(gè)高穩(wěn)定的主時(shí)鐘來控制被復(fù)接的幾個(gè)低次群信號(hào)，使這幾個(gè)低次群的碼速統(tǒng)一在主時(shí)鐘的頻率上，達(dá)到同頻、同相，即不僅低次群信號(hào)速率相同，而且碼元邊緣對齊。 異步復(fù)接：各低次群使用各自的時(shí)鐘，因此各低次群的碼速率不同。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),常用的復(fù)接方法有兩種： 同步復(fù)接的實(shí)現(xiàn)過程-一個(gè)并/串變換過程 4個(gè)低速支路碼流各自進(jìn)入緩存器，開關(guān)SA在一個(gè)支路碼元的時(shí)間間隔（T）內(nèi)，分別與4個(gè)支路相接，取出每個(gè)支路的一個(gè)碼元，每個(gè)支路的一個(gè)碼元僅持續(xù)T/4的時(shí)長，如此反復(fù)。 同步復(fù)接的缺點(diǎn)：

16、一旦主時(shí)鐘發(fā)生故障，相關(guān)的通信系統(tǒng)全部中斷；,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),常用的復(fù)接方法有兩種： 異步復(fù)接的特點(diǎn) 由于各自碼速不同，應(yīng)先進(jìn)行碼速調(diào)整，使各低次群碼速達(dá)到一致，然后再進(jìn)行同步復(fù)接。,2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù),第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),48,2.4 差錯(cuò)控制編碼,信息編碼： 信源編碼：在分析信源統(tǒng)計(jì)特性的基礎(chǔ)上，設(shè)法通過信源的壓縮編碼去掉這些統(tǒng)計(jì)多余成分。（去除冗余，提高有效性） 信道編碼：目的是為了改善數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸

17、質(zhì)量，就是構(gòu)造出以最小多余度代價(jià)換取最大抗干擾性能的“好碼”。（添加冗余，提高可靠性）,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2.4.1 信道分類 按照加性干擾引起的錯(cuò)碼分布規(guī)律的不同，信道分為以下三類： 隨機(jī)信道 突發(fā)信道 混合信道,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2.4.1 信道分類 1、隨機(jī)信道（無記憶信道） 由隨機(jī)噪聲引起； 差錯(cuò)的出現(xiàn)隨機(jī)，且錯(cuò)碼之間是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的； 例如由正態(tài)分布白噪聲引起的錯(cuò)碼；,2、突發(fā)信道（有記憶信道） 因脈沖噪聲、信道中的衰落現(xiàn)象引起； 差錯(cuò)在短時(shí)間成串出現(xiàn)，而在其間又存在較長的無差錯(cuò)區(qū)間，且差錯(cuò)之間相關(guān)； 3、混合信道 既存在隨機(jī)錯(cuò)碼，又存在突發(fā)錯(cuò)碼； 結(jié)論：對于不同類型的信道，應(yīng)采

18、用不同的差錯(cuò)控制技術(shù)。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,例、設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)序列為： 00000000001111111111 接收數(shù)據(jù)序列為：01101001001111001001 則差錯(cuò)序列為： 01101001000000110110 錯(cuò)誤圖樣（差錯(cuò)序列）：發(fā)送數(shù)據(jù)序列與接收序列對應(yīng)碼位的模和。,可見： 發(fā)生了兩個(gè)長度分別為和的突發(fā)差錯(cuò)，其錯(cuò)誤圖樣分別為1101001和11011。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2.4.2 差錯(cuò)控制方式 常用的差錯(cuò)控制方式主要有三種： 檢錯(cuò)重發(fā)法 前向糾錯(cuò)法 混合糾錯(cuò)法,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2.4.2 差錯(cuò)控制方式 1、檢錯(cuò)重發(fā)法（ARQ） 發(fā)送端經(jīng)編碼后發(fā)出能夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的

19、碼，接收端按一定規(guī)則對收到的碼組進(jìn)行有無錯(cuò)誤的判別。若發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)，則通知發(fā)送端重發(fā)，直到正確接收為止。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,ARQ示意圖 特點(diǎn)： 具備雙向信道； 時(shí)延大；,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2、前向糾錯(cuò)法（FEC） 發(fā)端經(jīng)編碼后發(fā)出能夠糾正錯(cuò)誤的碼，接收端收到碼組后，通過譯碼自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中的錯(cuò)誤； FEC示意圖,2.4 差錯(cuò)控制編碼,特點(diǎn) 不需要反饋信道，特別適合只能提供單向信道的場合； 自動(dòng)糾錯(cuò)，不要求檢錯(cuò)重發(fā)，延時(shí)小，實(shí)時(shí)性好； 編、譯碼設(shè)備復(fù)雜，傳輸效率低；,2.4 差錯(cuò)控制編碼,3、混合糾錯(cuò)法 是前向糾錯(cuò)方式和檢錯(cuò)重發(fā)方式的結(jié)合。在這種系統(tǒng)中發(fā)送端不但有糾正錯(cuò)誤的能力，而且對

20、超出糾錯(cuò)能力的錯(cuò)誤有檢測能力。 在糾錯(cuò)能力內(nèi)，則糾錯(cuò)； 超出糾錯(cuò)能力，但能檢測錯(cuò)誤，則通過反饋信道要求發(fā)端重發(fā)一遍；,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2.4.3 差錯(cuò)控制編碼（糾錯(cuò)編碼） 1、基本思想 2、信道編碼中的幾個(gè)概念 3、碼距與檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系 4、差錯(cuò)控制編碼的效果 5、舉例說明,2.4 差錯(cuò)控制編碼,1、差錯(cuò)控制編碼的基本思想 發(fā)送端被傳輸?shù)男畔⑿蛄猩细郊右恍┍O(jiān)督碼元，這些監(jiān)督碼元與信息碼元之間按照某種確定的規(guī)則相互關(guān)聯(lián)（約束）。 接收端按照同一規(guī)則檢查兩者間關(guān)系，一旦關(guān)系遭破壞，即可發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，乃至根據(jù)錯(cuò)誤圖樣糾正錯(cuò)誤。 碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力是用信息量的冗余來換取的。一般說來，添加的冗余越多

21、，碼的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力越強(qiáng)，但信道的傳輸效率下降也越多。 差錯(cuò)控制編碼原則上以降低信息傳輸速率為代價(jià)，換取信息傳輸可靠性提高。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,舉例說明：假如要傳送A、B兩個(gè)消息 編碼一： 消息A-“0”；消息B-“1” 若傳輸中產(chǎn)生錯(cuò)碼（“0”錯(cuò)成“1”或“1”錯(cuò)成“0”）收端無法發(fā)現(xiàn)，該編碼無檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力。 編碼二： 消息A-“00”；消息B-“11” 若傳輸中產(chǎn)生一位錯(cuò)碼，則變成“01”或“10”，收端判決為有錯(cuò)（因“01”“10”為禁用碼組），但無法確定錯(cuò)碼位置，不能糾正，該編碼具有檢出一位錯(cuò)碼的能力。 這表明增加一位冗余碼元后碼具有檢出一位錯(cuò)碼的能力。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,編

22、碼三： 消息A-“000”；消息B-“111” 傳輸中產(chǎn)生一位或兩位錯(cuò)碼，都將變成禁用碼組，收端判決傳輸有錯(cuò)。該編碼具有檢出兩位錯(cuò)碼的能力。 在產(chǎn)生一位錯(cuò)碼情況下，收端可根據(jù)“大數(shù)”法則進(jìn)行正確判決，能夠糾正這一位錯(cuò)碼。該編碼具有糾正一位錯(cuò)碼的能力。 這表明增加兩位冗余碼元后碼具有檢出兩位錯(cuò)碼及糾正一位錯(cuò)碼的能力。 可見 糾錯(cuò)編碼之所以具有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力，確實(shí)是因?yàn)樵谛畔⒋a元外添加了冗余碼元（監(jiān)督碼元）。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,2、信道編碼中的幾個(gè)概念 碼組重量（碼重）：碼字中非零碼元的數(shù)目。如“10011”碼字的碼重為3。 碼組距離（碼距或漢明距離）：兩個(gè)碼字中對應(yīng)碼位上具有不同二進(jìn)制碼元的

23、位數(shù)。如兩碼字“10011”與“11010”間碼距為2。 最小碼距：碼字集合中任意兩碼字間的最小距離，記為d0。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,3、碼距與檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系 在一個(gè)碼組中，為檢測e個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距：,2.4 差錯(cuò)控制編碼,圖2-17 碼距與檢錯(cuò)能力的關(guān)系,3、碼距與檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系 在一個(gè)碼組中，為糾正t個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距：,2.4 差錯(cuò)控制編碼,圖2-18 碼距與糾錯(cuò)能力的關(guān)系,3、碼距與檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系 在一個(gè)碼組中，糾正t個(gè)錯(cuò)碼，同時(shí)檢測e（et）個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距：,2.4 差錯(cuò)控制編碼,圖2-19 碼距與檢糾錯(cuò)能力的關(guān)系,4、差錯(cuò)控制編碼的效果 假設(shè)在隨機(jī)信道中發(fā)送“0

24、”和“1”的錯(cuò)誤概率相等，都等于p，且p1，則， 在碼長為n的碼組中，恰好發(fā)生r個(gè)錯(cuò)碼的概率為：,2.4 差錯(cuò)控制編碼,例如：當(dāng)碼長n=7，p=10-3時(shí)，則有：,5、舉例說明 （1）奇偶監(jiān)督碼 編碼原理（發(fā)端）：無論信息位有多少，監(jiān)督位只有一位，使碼組中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。即滿足下列關(guān)系式： 譯碼原理（收端）：接收到的碼組按上式模2加，若結(jié)果為0，則無錯(cuò)，否則，有錯(cuò)。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,特點(diǎn)： 只能檢測出奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，不能糾錯(cuò)。 主要應(yīng)用于以隨機(jī)錯(cuò)誤為主的計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)，難于對付突發(fā)錯(cuò)誤。 傳碼效率：R=(n-1)/n。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,5、舉例說明 （2）恒比碼 每個(gè)碼組中含

25、“1”和“0”的個(gè)數(shù)的比例恒定，又稱等重碼。 典型應(yīng)用 國際無線電報(bào)通信，廣泛采用“7中取3”恒比碼，即碼組中總有3個(gè)1。 我國電傳機(jī)廣泛采用5單位數(shù)字保護(hù)電碼。一個(gè)漢字用4個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示，每個(gè)數(shù)字用“5中取3”恒比碼構(gòu)成。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,檢測能力 能檢測出所有單個(gè)和奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，并能部分檢測出偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤（成對交換錯(cuò)則檢測不出） 特點(diǎn) 簡單，適應(yīng)于對字母或符號(hào)進(jìn)行編碼。 但不適合傳輸信源來的二進(jìn)制數(shù)字序列。,2.4 差錯(cuò)控制編碼,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信

26、號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),73,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,數(shù)字信號(hào)的傳輸分為兩種形式： 數(shù)字信號(hào)基帶傳輸：是指不使用調(diào)制和解調(diào)裝置而直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng)； 數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸：包括了調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為頻帶傳輸系統(tǒng)。,數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 信道信號(hào)形成器用來產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)； 信道可以是允許基帶信號(hào)通過的媒質(zhì)； 接收濾波器是用來接收信號(hào)和盡可能排除信道噪聲和其他干擾的； 抽樣判決器則是在噪聲背景下用來判定與再生基帶信號(hào)。,圖2-20 基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 簡單說，包括了調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為頻帶傳輸系統(tǒng)。

27、,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,圖2-21 頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),2.5.1 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性 1數(shù)字基帶信號(hào) 所謂數(shù)字基帶信號(hào)（簡稱基帶信號(hào)），就是消息代碼的電波形。 基帶脈沖波形的選擇：對所選碼型的電波形要求，期望電波形適宜于在信道中傳輸。 根據(jù)實(shí)際需要，組成基帶信號(hào)的單個(gè)碼元波形可以是矩形，升余弦形，高斯形以及半余弦脈沖等多種。,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,幾種最基本的基帶信號(hào)碼波形（以矩形為例） 單極性NRZ（Non Return Zero）碼、雙極性（BNRZ）碼、單極性歸零（RZ）碼、雙極性歸零（BRZ）碼、差分碼、多電平碼。,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,圖2-22 幾種最

28、基本的基帶信號(hào)波形,2、基帶信號(hào)的時(shí)域表示（二進(jìn)制） 若an表示第n個(gè)信息符號(hào)對應(yīng)的電平值（0、1或-1、1）， 對應(yīng)二進(jìn)制符號(hào)的“0”， 對應(yīng)“1”，碼元間隔為 ，則數(shù)字基帶信號(hào)可表示為：,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,式中， 為 的穩(wěn)態(tài)波，它是以 為周期的周期信號(hào)； 為 的交變波，它是隨機(jī)信號(hào)。,3、基帶信號(hào)的頻譜特性 數(shù)字基帶隨機(jī)脈沖序列又可表示為：,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,圖2-23 基帶信號(hào)的時(shí)域表示（二進(jìn)制）,3、基帶信號(hào)的頻譜特性 隨機(jī)脈沖序列的功率譜密度可能包括兩個(gè)部分：連續(xù)譜（由交變波形成）和離散譜（由穩(wěn)態(tài)波形成 ）。,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸

29、,圖2-24 幾種典型數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜圖,2.5.2 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型 最典型的波形通常是“單極性不歸零碼”。 這種單極性信號(hào)含有直流分量和豐富的低頻分量，對傳輸信道的直流和低頻特性要求較高。 一般信道中往往存在隔直流電容或耦合變壓器，使直流分量不能通過，且高頻分量的衰減隨傳輸距離的增加而增大。 因此，必須經(jīng)過碼型變換，變?yōu)檫m于信道傳輸?shù)男诺来a。,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,基帶信號(hào)傳輸碼型的選取原則 傳輸?shù)拇a型不應(yīng)含有直流分量，且低頻成分和過高的頻率成分也不易太多（通過分析頻譜圖即可看出信號(hào)含有的頻率成分） 為使收發(fā)同步，傳輸?shù)拇a型中應(yīng)含有時(shí)鐘信息 傳輸?shù)拇a型與信息源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān) 傳輸

30、碼應(yīng)具有一定的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力 碼型的轉(zhuǎn)換設(shè)備應(yīng)簡單易于實(shí)現(xiàn),2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,常用的傳輸碼型有： 傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼） 三階高密度雙極性碼（HDB3碼） 傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI碼） 曼徹斯特碼（又稱分相碼、數(shù)字雙相碼）,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,1、AMI碼（傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼） 編碼規(guī)則：代碼0（空號(hào)）仍變換為傳輸碼的0，而把代碼中的1（傳號(hào)）交替變換成傳輸碼的+1、-1、+1、-1、。 舉例： 消息代碼： 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 AMI碼：1 0 0 l 1 0 0 0 -1 +1 -1,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,1、AMI碼（傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼） 它為三電平序

31、列（三元碼），偽三進(jìn)制，1B/1T碼。 優(yōu)點(diǎn)：（1）無直流成分，且只有很小的低頻成分； （2）整流后即為RZ碼。 缺點(diǎn)：連0碼多時(shí)，不利于提取高質(zhì)量的位同步信號(hào)。,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,2、 HDB3碼（三階高密度雙極性碼） 編碼規(guī)則：HDB3碼是在AMI碼基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的碼型，當(dāng)AMI碼沒有出現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上的連0碼時(shí)，仍按AMI碼編碼。 當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)連0碼時(shí)，要將4個(gè)連0碼“0000”以取代節(jié)“000V”或“B00V”取代。 V碼和B碼都是+1碼或-1碼；,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,2、 HDB3碼（三階高密度雙極性碼） 取代節(jié)的安排原則如下： V碼的插入不應(yīng)使傳輸碼流產(chǎn)生附加的直流

32、成分，為此，規(guī)定V碼之間應(yīng)滿足極性交替反轉(zhuǎn)的要求。 為了在接收端識(shí)別出V碼，以便將其恢復(fù)成原來的0碼，規(guī)定V碼應(yīng)與前一位相鄰的1碼保持同極性。 為使上述兩條件滿足，取代節(jié)的選取原則是： 兩個(gè)相鄰V碼之間，1碼的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，選用“000V”； 兩個(gè)相鄰V碼之間，1碼的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，選用“B00V”；,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,HDB3碼編碼舉例 例1：代碼： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI碼： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 ll 0 0 0 0 -1 +1 HDB3碼： -1 0 0 0 -V +1 0 0 0+V -1l -B

33、0 0-V1 -1 例2： 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB3： 1 0 0 0 V 0 -1 1 B 0 0 V 1 0 0 0 V 0,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,譯碼規(guī)則：每一個(gè)破壞符號(hào)V總是與前一非0符號(hào)同極性（包括B在內(nèi)）。從收到的符號(hào)序列中可以容易地找到破壞點(diǎn)V，于是也斷定V符號(hào)及其前面的3個(gè)符號(hào)必是連0符號(hào)，從而恢復(fù)4個(gè)連0碼，再將所有-1變成+1后便得到原消息代碼。 特點(diǎn)： 保留了AMI碼的優(yōu)點(diǎn)，克服了AMI連0多的缺點(diǎn)，這對于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。 它是 一、二、三次群的接口碼型，是CCITT推薦使用的碼型之一。,2.5 數(shù)

34、字信號(hào)的基帶傳輸,3、傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI） CMI碼是把普通二進(jìn)制碼序列中的0碼變換為01，而把1碼交替變?yōu)?0和11。 特點(diǎn)： 有較多的電平躍變，因此含有豐富的定時(shí)信息； 該碼被CCITT推薦為PCM四次群的接口碼型；,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,4、曼徹斯特碼 曼徹斯特碼，又稱為雙相碼，其變換規(guī)則是把普通二進(jìn)制序列碼中的“1”碼變換為10，把“0”變?yōu)?1。 特點(diǎn)： 能提供足夠的定時(shí)； 無直流漂移； 編碼過程簡單； 帶寬要寬些；,2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的

35、基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),94,由于從消息變換過來的原始信號(hào)具有頻率較低的頻譜分量，這種信號(hào)在許多信道中不適宜直接進(jìn)行傳輸。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端需要有調(diào)制過程，而在接收端需要有解調(diào)過程。-頻帶傳輸系統(tǒng),圖2-25 頻帶傳輸系統(tǒng),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,2.6.1 調(diào)制/解調(diào)的定義 按調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）的變化規(guī)律去改變高頻載波某些參數(shù)的過程。 一般常采用正弦信號(hào)作為載波； 根據(jù)改變正弦信號(hào)的參數(shù)A、f、之一，調(diào)制分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相； 根據(jù)調(diào)制信號(hào)取值連續(xù)或離散，調(diào)制分為模擬調(diào)制或數(shù)字調(diào)制； 解調(diào)：在接收端和“調(diào)制”相反的過程，即從已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)原

36、基帶信號(hào)的過程。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,2.6.1 調(diào)制/解調(diào)的定義 完成調(diào)制與解調(diào)任務(wù)的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。 頻帶傳輸?shù)哪康模?將基帶調(diào)制信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)； 實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用； 改善系統(tǒng)的抗噪聲性能；,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,2.6.2 模擬幅度調(diào)制 模擬調(diào)制是指基帶信號(hào)的取值是連續(xù)的（模擬信號(hào)），而幅度調(diào)制是指高頻正弦載波的幅度隨基帶信號(hào)作線性變化的過程。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-26 模擬幅度調(diào)制解調(diào)示意圖,其波形和頻譜如下所示：,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-27 模擬幅度調(diào)制波形和頻譜示意圖,調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)： 通過調(diào)制，可以進(jìn)行

37、頻譜搬移，即把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，例如移動(dòng)通信。 通過調(diào)制，將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號(hào)，例如頻分復(fù)用（FDM）。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-28 頻分復(fù)用信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu),FDM的優(yōu)缺點(diǎn)： FDM最大的優(yōu)點(diǎn)是信道復(fù)用率高、復(fù)用路數(shù)多、分路方便（在接收端利用相應(yīng)的帶通濾波器可恢復(fù)各路調(diào)制信號(hào)）； 其主要缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、且因?yàn)V波器特性不夠理想和信道內(nèi)存在非線性而產(chǎn)生路間干擾。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,2.6.2 數(shù)字調(diào)制 數(shù)字調(diào)制是指基帶信號(hào)的取值是離散的（數(shù)字信號(hào)），即用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息，在接收端只需對載波信號(hào)的離

38、散調(diào)制參量進(jìn)行檢測就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）和移相鍵控（PSK）三種基本形式。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,1、2ASK（二進(jìn)制振幅鍵控） 用待傳遞的數(shù)字信號(hào)（兩種狀態(tài)）改變載波的幅度。 （1）實(shí)現(xiàn),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-29 2ASK信號(hào)的產(chǎn)生 （左圖：模擬幅度調(diào)制方法；右圖：數(shù)字鍵控方法）,由于其中一個(gè)信號(hào)狀態(tài)始終為零，相當(dāng)于斷開狀態(tài)，故2ASK信號(hào)又稱為通斷鍵控（OOK）信號(hào)。,1、2ASK（二進(jìn)制振幅鍵控） （2）波形示例,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,1、2ASK（二進(jìn)制振幅鍵控） （3）解調(diào)-相干方式解調(diào),2.6 數(shù)字信

39、號(hào)的頻帶傳輸,圖2-30 2ASK信號(hào)相干方式解調(diào)器,6.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理,2、2FSK（二進(jìn)制頻移鍵控） 用待傳遞的數(shù)字信號(hào)（兩種狀態(tài)）改變載波的頻率，即用兩種不同頻率的載波分別代表數(shù)字信號(hào)“1”和“0”。 （1）實(shí)現(xiàn),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-31 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生（鍵控法）,6.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理,2、2FSK（二進(jìn)制頻移鍵控） （2）波形示例,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,其中：0符號(hào)對應(yīng)于載頻1，1符號(hào)對應(yīng)于載頻2，而且1和2之間的改變是瞬間完成的。,例：2FSK信號(hào)的波形及分解。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,6.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理,2、2FSK（二進(jìn)制頻移鍵控

40、） （3）解調(diào)-相干方式,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-32 2FSK信號(hào)相干方式解調(diào)器,3、2PSK和2DPSK （1）2PSK（二進(jìn)制絕對相移鍵控） 用待傳遞的數(shù)字信號(hào)（兩種狀態(tài)）改變載波的初相角。 1）實(shí)現(xiàn),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-33（a） 2PSK信號(hào)模擬調(diào)制法框圖,3、2PSK和2DPSK （1）2PSK（二進(jìn)制絕對相移鍵控） 用待傳遞的數(shù)字信號(hào)（兩種狀態(tài)）改變載波的初相角。 1）實(shí)現(xiàn),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-33（b） 2PSK信號(hào)鍵控法框圖,3、2PSK和2DPSK （1）2PSK（二進(jìn)制絕對相移鍵控） 2）波形示例,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,這種以載

41、波的不同相位直接表示相應(yīng)數(shù)字信息的相位鍵控，通常稱為絕對移相方式； 由于在發(fā)送端是以某一個(gè)相位作基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)中也必須有一個(gè)固定的基準(zhǔn)相位作參考；若參考相位發(fā)生隨機(jī)跳變（從00變成1800），則必然導(dǎo)致接收錯(cuò)誤，此即2PSK信號(hào)的“反向工作”現(xiàn)象； 為避免2PSK信號(hào)的“反向工作”現(xiàn)象，特引入“相對移相”方式2DPSK信號(hào)。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,3、2PSK和2DPSK （2）2DPSK（二進(jìn)制相對相移鍵控） 2DPSK信號(hào)是利用前后相鄰碼元的相對載波相位值表示二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,由此可見，2DPSK信號(hào)表示相應(yīng)的數(shù)字信息，并不依賴于某一固定的參考相位

42、，只要前后相鄰碼元的相對相位關(guān)系不被破壞，就不會(huì)造成錯(cuò)誤接收；,2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,3、2PSK和2DPSK （2）2DPSK（二進(jìn)制相對相移鍵控） 1）實(shí)現(xiàn),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-34 2DPSK信號(hào)鍵控法框圖,2）2PSK和2DPSK信號(hào)的相干解調(diào),2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸,圖2-35 2PSK信號(hào)相干解調(diào)器（極性比較法）,圖2-36 2DPSK信號(hào)相干解調(diào)器（極性比較法）,第二章 數(shù)字傳輸原理,2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述 2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 2.3 時(shí)分復(fù)用技術(shù) 2.4 差錯(cuò)控制編碼 2.5 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 2.6 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸 2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù)

43、,118,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),同步是數(shù)字通信的基本要求之一。如果收端和發(fā)端不能很好的同步，數(shù)字通信是無法進(jìn)行的。 數(shù)字通信中，同步主要包括載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步。,按照獲取和傳輸同步信息的方式分為： 外同步法 由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息（常被稱為導(dǎo)頻）；接收端把這個(gè)導(dǎo)頻提取出來，作為同步信號(hào)的方法。（一般用于幀同步） 自同步法 發(fā)送端不發(fā)送專門的同步信息，接收端設(shè)法從收到的信號(hào)中提取同步信息的方法。（多用于載波同步和位同步）,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),2.7.1 載波同步 當(dāng)采用相干解調(diào)時(shí)，接收端需要提供一個(gè)與發(fā)射端調(diào)制載波同頻同相的相干載波。 這個(gè)相干載波的獲取就稱為載波提取

44、或載波同步。 提取載波的方法： 插入導(dǎo)頻法：在發(fā)送有用信號(hào)的同時(shí)，在適當(dāng)?shù)念l率位置上，插入一個(gè)或多個(gè)稱為導(dǎo)頻的正弦波，接收端就由導(dǎo)頻提取出載波。 直接法：不專門發(fā)送導(dǎo)頻，而在接收端直接從發(fā)送信號(hào)中提取載波。,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),2.7.2 位同步 位（碼元）同步：在接收端產(chǎn)生與接收碼元的重復(fù)頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列的過程；而稱這個(gè)定時(shí)脈沖序列為碼元同步脈沖或位同步脈沖。如圖2-37所示。 所謂同頻，就是要求發(fā)送端發(fā)送了多少個(gè)碼元，接收端必須產(chǎn)生同樣多的判決脈沖，既不多一個(gè)，也不少一個(gè)。 所謂同相，即判決脈沖應(yīng)該對準(zhǔn)碼元的中心，此時(shí)對碼元的正確識(shí)別率最高。,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),圖2-37 位同步示意圖,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),實(shí)現(xiàn)位同步的方法很多，現(xiàn)在最常用的方法是接收端直接從接收到的信碼流中提取時(shí)鐘信號(hào)，作為接收端的時(shí)鐘基準(zhǔn)，去校正或調(diào)整接收端本地產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，使收發(fā)雙方時(shí)鐘保持同步。,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),此方法的優(yōu)點(diǎn)是既不消耗額外的發(fā)射功率，也不占用額外的信道； 采用此方法的前提條件：信碼流中必須含有時(shí)鐘頻率分量，或通過簡單變換后可以產(chǎn)生出時(shí)鐘頻率分量。,2.7 數(shù)字系統(tǒng)同步技術(shù),2.7.3 幀同步 數(shù)字通信中的消息數(shù)字流總是用若干碼元組成一個(gè)“字”，又用若干“字”組成“句