通信原理数字通信系统总结性复习
数字通信系统总结性复习
通信系统分为基带和频带传输两类。
模拟信源信源编码信道编码码型编码信道码型译码信道译码信源译码受信者A/DD/A噪声源数字基带通信系统模型信息源转换同步
信源编码信道编码复用复接调制信道解复接解调解复用信道译码信源译码A/D转换D/A受信者噪声源高速数字通信系统模型一、A/D转换：
作用：完成模拟信号到数字信号的转换；过程：采样、量化、编码
方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码
调制ADPCM
1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内
码，具体例子见习题答案。2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位
编码。
a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；
b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；3、PCM与△M的比较：
a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量
比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，而PCM要求10-4～10-6
b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简
单。
4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，
其编码可采用N位二进制码。
5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化
二、信源编码：
作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；信源分类：语音信号和图像信号语音压缩编码：
1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码
2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音
编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6Kbps~23.85Kbps，应用领域：GSM、3G及其他图像编码：
1、图像可压缩的原因:(1)图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信
息的感受度低.
2、基本的图像压缩编码方法：i.JPEG（JointPhotographicExpertsGroup，联合图像专家组）:静止图像编码标准ii.MPEG（MovingPictureExpertsGroup，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码
标准
iii.MPEG-2：一般视频编码标准iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准v.H.261（ITU-T制定）:会议电视图像编码标准vi.H.263：极低码速率的编码标准
3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象三、码型编码：
目的：选择适合于信道传输特性的码型。基本的常用码型及特点：NRZ码：无定时
归零码：可提供定时信息
双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”
HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中编码步骤：
1）1→+B、-B
2)经过奇数个B的0000→000V，经过偶数个B的0000→B00V，V与前面的B极性一致
差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”四、信道编码：
作用：纠检错，提高可靠性基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）
常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。
CRC循环冗余编码步骤：
1）生成码：由生成多项式得生成码
2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）3）循环码：信息码+监督码
五、其他
眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。
加密：
1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时
2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。
交织：
1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误
2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内六、复用、多址与复接：
复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；
多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）基本方法及应用
FDM：GSM系统200kHz/频带
TDM：PDH的PCM30/32路一次群TDMA：GSM系统8时隙/载频
CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用”。复接存在的原因：电子元器件精度限制PDH系统：正码速按位准同步复接SDH系统：按字节的同步复接七、调制：
实质：实现频谱搬移
目的：改善系统性能，可以实现频分复用基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中八、同步：收发双方在时间上步调一致
同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）
位同步：
NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。
帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，
基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环
在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中
网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。
英文缩写：ASK：幅移键控、FSKPSKDPSKQPSKQAMGMSKA/DPCM△MDPCMADPCM
FDMFDMATDMTDMACDMCDMAFDDSDH：同步数字体系
STM-N：同步传输模块n级PDH
ARQ、FEC、HEC
利用以上知识点理解下列系统参数
935.5KHZ935.3KHZ935.1KHZ
双工方式：频分双工上下行频率间隔：工作带宽:
复用方式：频道间隔多址方式：时分多址
双工方式：
理解GSM手机语音信号的发送过程
扩展阅读：通信原理数字通信系统复习资料
数字通信系统总结性复习
通信系统分为基带和频带传输两类。
模拟信源A/D信源编码信道编码码型编码信道码型译码信道译码信源译码受信者D/A噪声源数字基带通信系统模型信息源转换
信源编码信道编码复用复接调制信道解复接解调解复用信道译码信源译码A/DD/A转换受信者同步噪声源高速数字通信系统模型一、A/D转换：
作用：完成模拟信号到数字信号的转换；过程：采样、量化、编码
方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码
调制ADPCM
1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内
码，具体例子见习题答案。2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位
编码。
a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；
b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；3、PCM与△M的比较：
a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量
比PCM的好，增量
b).
调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，而PCM要求10-4～10-6
c)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简
单。
4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，
其编码可采用N位二进制码。
5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化
二、信源编码：
作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；信源分类：语音信号和图像信号语音压缩编码：
1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码
2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音
编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6Kbps~23.85Kbps，应用领域：GSM、3G及其他图像编码：
1、图像可压缩的原因:(1)图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信
息的感受度低.
2、基本的图像压缩编码方法：i.JPEG（JointPhotographicExpertsGroup，联合图像专家组）:静止图像编码标准ii.MPEG（MovingPictureExpertsGroup，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码
标准
iii.MPEG-2：一般视频编码标准iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准v.H.261（ITU-T制定）:会议电视图像编码标准vi.H.263：极低码速率的编码标准
3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象三、码型编码：
目的：选择适合于信道传输特性的码型。基本的常用码型及特点：NRZ码：无定时
归零码：可提供定时信息
双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”
HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中编码步骤：
1）1→+B、-B
2)经过奇数个B的0000→000V，经过偶数个B的0000→B00V，V与前面的B极性一致
差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”四、信道编码：
作用：纠检错，提高可靠性基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）
常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。
CRC循环冗余编码步骤：
1）生成码：由生成多项式得生成码
2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）3）循环码：信息码+监督码
五、其他
眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。
加密：
1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时
2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。交织：
1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误
2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内六、复用、多址与复接：
复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；
多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）基本方法及应用
FDM：GSM系统200kHz/频带
TDM：PDH的PCM30/32路一次群TDMA：GSM系统8时隙/载频
CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用”。复接存在的原因：电子元器件精度限制PDH系统：正码速按位准同步复接SDH系统：按字节的同步复接七、调制：
实质：实现频谱搬移
目的：改善系统性能，可以实现频分复用基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中八、同步：收发双方在时间上步调一致
同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）
位同步：
NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。
帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，
基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环
在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中
网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。
英文缩写：
ASK幅移键控、FSK频移键控PSK相移键控DPSK二进制相移键控QPSK正交相移键控QAM正交振幅调制GMSK高斯最小移频键控MSK最小移频键控A/D模数转换PCM脉冲编码△M增能调制DPCM差分脉冲编码调制ADPCM自适应差分脉冲编码调制
FDM频分复用FDMA频分多址TDM时分复用TDMA时分多址CDM码分复用CDMA码分多址FDD频分双工SDH同步数字系列STM-N同步传送模块PDH准同步数字系列ARQ检错重传法、FEC前向纠错法、HEC混合差错控制
再利用以上知识点理解下列系统参数
935.5KHZ935.3KHZ935.1KHZ
双工方式：FDD频分双工上下行频率间隔：45MHZ工作带宽:25MHZ
复用方式：FDM频分复用频道间隔:200KHZ
多址方式：TDMA时分多址
理解GSM手机语音信号的发送过程
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