1、通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院通 信 原 理第9章 模拟信号的数字传输 通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院一、模拟信号的数字传输概述一、模拟信号的数字传输概述 抽样信号抽样信号抽样信号抽样信号量化信号量化信号t011011011100100100100编码信号编码信号A/DD/AA/DD/A通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院二、抽样定理二、抽样定理-低通模拟信号的抽样定理低通模拟信号的抽样定理 抽样定理：设一个连续模拟信号抽样定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率中的最高频率 fH，则以间隔时间为，则以间隔时间为T 1/2fH的周期性冲激脉冲
2、对它抽样时，的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定将被这些抽样值所完全确定(a)m(t)(e)ms(t)(c)T(t)0-3T-2T-TT2T3Tfs1/T2/T0-1/T-2/T(f)f-fHfH0fs|Ms(f)|-fHfHf|M(f)|通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院二、抽样定理二、抽样定理-低通模拟信号的抽样定理低通模拟信号的抽样定理1()()()SMfD fM fT)()()(ttmtmTs)()()(ffMfMsnsnffTf)(1)(Tfs/1nssnfffMTfM)()(1)(t从时域中看，当用抽样脉冲序列冲激截止频从时域中看，当用抽样脉冲
3、序列冲激截止频率为率为 fH的理想低通滤波器时，滤波器的输出的理想低通滤波器时，滤波器的输出就是一系列冲激响应之和，如图所示。这些就是一系列冲激响应之和，如图所示。这些冲激响应之和就构成了原信号。冲激响应之和就构成了原信号。恢复信号时恢复信号时()()()sM fT MfD f()()*2nHnm tmtnTSaf t2()nHnm SaftnT1()snM fnfT通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院二、抽样定理二、抽样定理 带通模拟信号的抽样定理带通模拟信号的抽样定理OB2B3B4B-4B-3B-2B-B2B nH2 f 222HsfB nfBnOf (KHz)12-2-1Of
4、 (KHz)12-2-1如图所示的带通信号的采样频率为其带宽的如图所示的带通信号的采样频率为其带宽的2倍而不是上限频率的倍而不是上限频率的2倍倍就可恢复原始信号就可恢复原始信号2(1)kBn特例特例2()22nBkBB nBn通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院二、抽样定理二、抽样定理 带通模拟信号的抽样定理带通模拟信号的抽样定理设带通模拟信号的频带限制在设带通模拟信号的频带限制在fL和和fH之间，如图所示。之间，如图所示。即其频谱最低频率大于即其频谱最低频率大于fL，最高频率小于，最高频率小于fH，信号带宽，信号带宽B=fH fL。可以证明，此带通模拟信号所需最小抽样频率。可以证
5、明，此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于等于式中，式中，B 信号带宽；信号带宽；n 商商(fH/B)的整数部分，的整数部分，n=1，2，；k 商商(fH/B)的小数部分，的小数部分，0 k 1。按照上式画出的按照上式画出的fs和和fL关系曲线示于下图：关系曲线示于下图：fHf0fL-fL-fH)1(2nkBfsB2B3B4B3BB2B4B5B6BfL0fs通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院二、抽样定理二、抽样定理 带通模拟信号的抽样定理带通模拟信号的抽样定理由上图可见，当由上图可见，当fL=0时，时，fs 2B，就是低通模拟信号的抽样情况；，就是低通模拟信号的抽样情况；当当fL
6、很大时，很大时，fs 趋近于趋近于2B。fL很大意味着这个信号是一个窄带信号。很大意味着这个信号是一个窄带信号。许多无线电信号，例如在无线电接收机的高频和中频系统中的信号，许多无线电信号，例如在无线电接收机的高频和中频系统中的信号，都是这种窄带信号。所以对于这种信号抽样，无论都是这种窄带信号。所以对于这种信号抽样，无论fH是否为是否为B的整数的整数倍，在理论上，都可以近似地将倍，在理论上，都可以近似地将fs取为略大于取为略大于2B。图中的曲线表示要求的最小抽样频率图中的曲线表示要求的最小抽样频率fs，但是这并不意味着用任，但是这并不意味着用任何大于该值的频率抽样都能保证频谱不混叠。何大于该值的
7、频率抽样都能保证频谱不混叠。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院三、模拟脉冲调制三、模拟脉冲调制模拟脉冲调制的种类模拟脉冲调制的种类 周期性脉冲序列有周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）。幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）。其中脉冲重复周期（抽样周期）一般由抽样定理决其中脉冲重复周期（抽样周期）一般由抽样定理决定，故只有其他定，故只有其他3个参量可以受调制。个参量可以受调制。3种脉冲调制：种脉冲调制：脉冲振幅调制脉冲振幅调制(PAM)脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PDM)脉冲位置调制脉冲位置调制(PPM)仍然是模拟调制，因
8、为其代表信息的参量仍然是可仍然是模拟调制，因为其代表信息的参量仍然是可以连续变化的。以连续变化的。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院三、模拟脉冲调制三、模拟脉冲调制模拟脉冲调制波形模拟脉冲调制波形 (a)模拟基带信号模拟基带信号(b)PAM信号信号 (c)PDM信号信号(d)PPM信号信号通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院三、模拟脉冲调制三、模拟脉冲调制-自然抽样自然抽样PAM调制过程的波形和频谱图调制过程的波形和频谱图 tAt(e)(c)0T2T3T-T-2T-3T(a)m(t)s(t)ms(t)fH-fHfM(f)(b)01/T0-1/Tfs|S(f)|(d)f
9、(f)fs-fHf1()()()(2)(2)2sHHnAMfM fS fSa nfM fnfT 由上图看出，若由上图看出，若s(t)的周期的周期T (1/2fH)，或其重复频率，或其重复频率fs 2fH，则采用一个截止，则采用一个截止频率为频率为fH的低通滤波器仍可以分离出原模拟信号。的低通滤波器仍可以分离出原模拟信号。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院三、模拟脉冲调制三、模拟脉冲调制-平顶抽样平顶抽样()()()()()snnnm tm ttnTm ttnT()()*()Hsmtm th tt)()()(fHfMfMsHnssnffMTfM)(1)(nsHnffMfHTfM)(
10、)(1)(H(f)m(t)T(t)mH(t)ms(t)Ms(f)MH(f)保持电路保持电路()()nnmt h tnT保持电路的单位冲击响应为脉冲，其频谱为保持电路的单位冲击响应为脉冲，其频谱为Sa（x)。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码-均匀量化均匀量化m1m2m4m3m5q5q4q3q2q1T2T3T4T5T6T7Tt量化误差量化误差信号实际值信号实际值信号量化值信号量化值m(t)m(6T)mq(6T)q6 信号实际值信号实际值 信号量化值信号量化值iiiqmkTmmqkTm)(,)(1当q1,q2,qi,为量化电平为量化电平m2,mi,m为为量化区
11、间的端点量化区间的端点均匀量化过程示意图均匀量化过程示意图通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码-均匀量化均匀量化【例例9.1】设一个均匀量化器的量化电平数为设一个均匀量化器的量化电平数为M，其输入信号抽样值在区间，其输入信号抽样值在区间 -a,a内具有均匀的概率密度。试求该量化器的平均信号量噪比。内具有均匀的概率密度。试求该量化器的平均信号量噪比。【解解】因为因为 所以有所以有22201212aaMSxdxa 1122112(1)13211()()()21()22121224iiiiMMmmqiimmiiMa i vaiviMiNxqf x dxxqdxax
12、aidxaMaa 2Ma 212qN20MNSq通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码-PCM均匀量化编码均匀量化编码模拟信号抽样值模拟信号抽样值 2.1 3.2 3.6 3.9 1.9 -1.76 量化电平量化电平 2.25 3.25 3.75 3.75 1.75 -1.75 二进制编码二进制编码 1100 1110 1111 1111 1011 0100 均匀量化编码均匀量化编码A/D变换变换通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 非均匀量化编码非均匀量化编码非均匀量化原理非均匀量化原理 在非均匀量化时，量化间隔随信号抽样
13、值的不同而变化。信号在非均匀量化时，量化间隔随信号抽样值的不同而变化。信号抽样值小时，量化间隔抽样值小时，量化间隔 v也小；信号抽样值大时，量化间隔也小；信号抽样值大时，量化间隔 v也变大。也变大。实际中，非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，先将实际中，非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，先将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。这里的压缩是用一个非线信号抽样值压缩，再进行均匀量化。这里的压缩是用一个非线性电路将输入电压性电路将输入电压x变换成输出电压变换成输出电压y：y=f(x)如右图所示：如右图所示：图中纵坐标图中纵坐标y 是均匀刻是均匀刻度的，横坐标度的，横坐标x 是非均是非均匀刻
14、度的。所以输入电匀刻度的。所以输入电压压x越小，量化间隔也就越小，量化间隔也就越小。也就是说，小信号越小。也就是说，小信号的量化误差也小。的量化误差也小。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 非均匀量化编码非均匀量化编码设此压缩器的输入和输出电压范围都限制在设此压缩器的输入和输出电压范围都限制在0和和1之间，即作归一之间，即作归一化，且纵坐标化，且纵坐标y 在在0和和1之间均匀划分成之间均匀划分成N个量化区间个量化区间ydyxdxdydxNydydxx1 x xkxdydxckyxlnxkyln11当输入当输入x 0时，输出时，输出y-。在实用中这个理想压缩
15、特性的具体。在实用中这个理想压缩特性的具体形式，按照不同情况，还要作适当修正，使当形式，按照不同情况，还要作适当修正，使当x0时，时，y0。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 非均匀量化编码非均匀量化编码 A 压缩律压缩律 x 压缩器归一化输入电压；压缩器归一化输入电压；y 压缩器归一化输出电压；压缩器归一化输出电压；A 常数，它决定压缩程度。常数，它决定压缩程度。取取87.61111lnyxk xyxk11,ln1ln110,ln1xAAAxAxAAxyy11111ln xkk11 ln1 lnkxA 在在b点处点处2条线条线段斜率相等段斜率相等在切点在
16、切点b处的第处的第2条曲线条曲线令1/x1=A通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 非均匀量化编码非均匀量化编码13折线压缩特性折线压缩特性 A律的近似律的近似 y1A律表示式是一条平滑律表示式是一条平滑曲线，用电子线路很曲线，用电子线路很难准确地实现难准确地实现通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 非均匀量化编码非均匀量化编码从表中看出，从表中看出，13折线法和折线法和A=87.6时的时的A律压缩法十分接近律压缩法十分接近y 01/82/83/84/85/86/87/81A律的律的x值值01/1281/60.61/30.
17、61/15.41/7.791/3.931/1.98113折线法的折线法的x=1/2i01/1281/641/321/161/81/41/21折线段号折线段号12345678折线斜率折线斜率161684211/21/4通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 语音信号的非均匀量化编码语音信号的非均匀量化编码段落码编码段落码编码-非均匀量化编码非均匀量化编码段落段落序号序号段落码段落码c2 c3 c4段落范围段落范围（量化单位）（量化单位）81 1 11024204871 1 0512102461 0 125651251 0 012825640 1 16412830
18、 1 0326420 0 1163210 0 0016量化间隔量化间隔段内码段内码c5 c6 c7 c8151 1 1 1141 1 1 0141 1 0 1121 1 0 0111 0 1 1101 0 1 091 0 0 181 0 0 070 1 1 160 1 1 050 1 0 140 1 0 030 0 1 120 0 1 010 0 0 100 0 0 0段内码编码段内码编码-均匀量化编码均匀量化编码通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 语音信号的非均匀量化编码语音信号的非均匀量化编码【例】设输入电话信号抽样值的归一化动态范围在设输入电话信号抽
19、样值的归一化动态范围在-1至至+1之间，将此之间，将此动态范围划分为动态范围划分为4096个量化单位，即将个量化单位，即将1/2048作为作为1个量化单位。个量化单位。当输入抽样值为当输入抽样值为+1270个量化单位时，试用逐次比较法编码将其按个量化单位时，试用逐次比较法编码将其按照照13折线折线A律特性编码。律特性编码。【解解】设编出的设编出的8位码组用位码组用c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8表示，则：表示，则：1)确定极性码确定极性码c1：因为输入抽样值：因为输入抽样值+1270为正极性为正极性,所以所以c1=12)确定段落码确定段落码c2 c3 c4：由段落码编码规则表可见
20、，：由段落码编码规则表可见，c2值决定于信号值决定于信号抽样值大于还是小于抽样值大于还是小于128，即此时的权值电流，即此时的权值电流Iw128。现在输入抽。现在输入抽样值等于样值等于1270，故，故c21。在确定。在确定c21后，后，c3决定于信号抽样值大决定于信号抽样值大于还是小于于还是小于512，即此时的权值电流，即此时的权值电流Iw512。因此判定。因此判定c31。同。同理，在理，在c2 c311的条件下，决定的条件下，决定c4的权值电流的权值电流Iw1024。将其和抽。将其和抽样值样值1270比较后，得到比较后，得到c41。这样，就求出了这样，就求出了c2 c3 c4111，并且得知
21、抽样值位于第，并且得知抽样值位于第8段落内。段落内。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 语音信号的非均匀量化编码语音信号的非均匀量化编码3)确定段内码确定段内码c5 c6 c7 c8：段内码是按量化间隔均匀编码的，每一段落：段内码是按量化间隔均匀编码的，每一段落均被均匀地划分为均被均匀地划分为16个量化间隔。但是，因为各个段落的斜率和长度个量化间隔。但是，因为各个段落的斜率和长度不等，故不同段落的量化间隔是不同的。对于第不等，故不同段落的量化间隔是不同的。对于第8段落，其量化间隔示段落，其量化间隔示于下图中。于下图中。由编码规则表可见，决定由编码规则表可见
22、，决定c5等于等于“1”还是等于还是等于“0”的权值电流值在量的权值电流值在量化间隔化间隔7和和8之间，即有之间，即有Iw=1536。现在信号抽样值。现在信号抽样值Is=1270，所以，所以c5=0。同理，决定。同理，决定c6值的权值电流值在量化间隔值的权值电流值在量化间隔3和和4之间，故之间，故Iw=1280，因此仍有，因此仍有Is Iw，所以，所以c7=1。最后，决定。最后，决定c8值的权值电流值的权值电流Iw=1216，仍有，仍有Is Iw，所以，所以c8=1。抽样值抽样值127010241536204811521280012345678910 11121314151216通信原理课件孙
23、 怡大连理工大学信息与通信工程学院四、量化编码四、量化编码 语音信号的非均匀量化编码语音信号的非均匀量化编码这样编码得到的这样编码得到的8位码组为位码组为c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 11110011，它，它表示的量化值应该在第表示的量化值应该在第8段落的第段落的第3间隔中间，即等于间隔中间，即等于(1280-1216)/2=1248（量化单位）。将此量化值和信号抽样值相比，得（量化单位）。将此量化值和信号抽样值相比，得知量化误差等于知量化误差等于1270 1248=22（量化单位）。（量化单位）。顺便指出，除极性码外，若用自然二进制码表示此顺便指出，除极性码外，若用自然二进
24、制码表示此折叠二进制折叠二进制码码所代表的量化值（所代表的量化值（1248），则需要），则需要11位二进制数（位二进制数（10011100000）。）。均匀量化和非均匀量化比较均匀量化和非均匀量化比较 若用若用13折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔，则化时的量化间隔，则13折线法中第一至第八段包含的均匀量化间隔折线法中第一至第八段包含的均匀量化间隔数分别为数分别为16、16、32、64、128、256、512、1024，共有，共有2048个个均匀量化间隔，而非均匀量化时只有均匀量化间隔，而非均匀量化时只有128个量化间
25、隔。因此，在保个量化间隔。因此，在保证小信号的量化间隔相等的条件下，均匀量化需要证小信号的量化间隔相等的条件下，均匀量化需要11比特编码，而比特编码，而非均匀量化只要非均匀量化只要7比特就够了。比特就够了。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院五、五、PCM系统中噪声的影响系统中噪声的影响 式中 M2N22201212akkaMSmdma222222222(1)2(1)2212222112312NsNNNeaqeessMTSSMPNNNPPTTPCM系统中的噪声有两种：系统中的噪声有两种：量化噪声量化噪声 和和 加性噪声加性噪声2221()21212HHfqqsHfsNPf dfff
26、T2222222()233HHNNfeeaesHfsPPNPf dfffT输出信号功率输出信号功率最后得到最后得到PCM系统的总输出信噪功率比：系统的总输出信噪功率比：qNaN通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院五、五、PCM系统中噪声的影响系统中噪声的影响在大信噪比条件下，即当在大信噪比条件下，即当22(N+1)Pe 1时，上式变成时，上式变成S/N 1/(4Pe)还可以得出输出信号量噪比等于还可以得出输出信号量噪比等于上式表示，上式表示，PCM系统的输出信号量噪比仅和编码位数系统的输出信号量噪比仅和编码位数N有关，且有关，且随随N按指数规律增大。另一方面，对于一个频带限制在按指
27、数规律增大。另一方面，对于一个频带限制在fH的低通信的低通信号，按照抽样定理，要求抽样速率不低于每秒号，按照抽样定理，要求抽样速率不低于每秒2fH次。对于次。对于PCM系系统，这相当于要求传输速率至少为统，这相当于要求传输速率至少为2NfH b/s。故要求系统带宽。故要求系统带宽B至至少等于少等于NfH Hz。用。用B表示表示N代入上式，得到代入上式，得到 上式表明，当低通信号最高频率上式表明，当低通信号最高频率fH给定时，给定时，PCM系统的输出信号系统的输出信号量噪比随系统的带宽量噪比随系统的带宽B按指数规律增长。按指数规律增长。NqMNS222HfBqNS/22/通信原理课件孙 怡大连理
28、工大学信息与通信工程学院六、六、差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制（DPCM）与增量调制与增量调制 线性预测原理线性预测原理若利用前面的几个抽样值的线性组合来预测当前的抽样值，则称为若利用前面的几个抽样值的线性组合来预测当前的抽样值，则称为线性预测。若仅用前面的线性预测。若仅用前面的1个抽样值预测当前的抽样值，则就是将要个抽样值预测当前的抽样值，则就是将要讨论的讨论的DPCM。线性预测编码原理方框图线性预测编码原理方框图(b)译码器译码器译码预测mk*rk(a)编码器编码器预测量化编码抽样mkmk*m(t)mkekrk 使此预测误差的可能取值范围，比抽样值的变化范围小。所以可以少用编码比使此预测
29、误差的可能取值范围，比抽样值的变化范围小。所以可以少用编码比 特来对预测误差编码，从而降低其比特率。特来对预测误差编码，从而降低其比特率。为了改善为了改善DPCM体制的性能，将自适应技术引入量化和预测过程，得出自适应体制的性能，将自适应技术引入量化和预测过程，得出自适应差分脉码调制差分脉码调制(ADPCM)体制。它能大大提高信号量噪比和动态范围。体制。它能大大提高信号量噪比和动态范围。通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院六、六、差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制（DPCM）与与增量调制增量调制增量调制(M)可以看成是一种最简单的可以看成是一种最简单的DPCM。当。当DPCM系统中量化
30、器的量化电平数取为系统中量化器的量化电平数取为2时，时，DPCM系统就成为增量调制系统。图中编码器输入信号为系统就成为增量调制系统。图中编码器输入信号为m(t)，它与预测信号，它与预测信号m (t)值相值相减，得到预测误差减，得到预测误差e(t)。预测误差。预测误差e(t)被周期为被周期为Ts的抽样冲激序列的抽样冲激序列 T(t)抽样。若抽样值为负值抽样。若抽样值为负值，则判决输出电压，则判决输出电压+（用（用“1”代表）；若抽样值为正值，则判决输出电压代表）；若抽样值为正值，则判决输出电压-（用（用“0”代表）代表）。T(t)(a)编码器(b)译码器积分器积分器抽样抽样 判决判决m(t)e(
31、t)d(t)m(t)积 分d(t)低通输出二进制波形输出二进制波形Ts通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院六、六、差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制（DPCM）与与增量调制增量调制增量调制系统中的量化噪声产生的原因增量调制系统中的量化噪声产生的原因 由于编译码时用阶梯波形去近似表示模拟信号波形，由阶梯由于编译码时用阶梯波形去近似表示模拟信号波形，由阶梯本身的电压突跳产生失真。这是增量调制的基本量化噪声，本身的电压突跳产生失真。这是增量调制的基本量化噪声，又称又称一般量化噪声一般量化噪声。它伴随着信号永远存在，即只要有信号。它伴随着信号永远存在，即只要有信号，就有这种噪声。，就有这种噪
32、声。信号变化过快引起失真；这种失真称为信号变化过快引起失真；这种失真称为过载量化噪声过载量化噪声。它发。它发生在输入信号斜率的绝对值过大时。生在输入信号斜率的绝对值过大时。(a)基本量化噪声e(t)(b)过载量化噪声e(t)通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院六、六、差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制（DPCM）与与增量调制增量调制最大跟踪斜率最大跟踪斜率设抽样周期为设抽样周期为Ts，抽样频率为，抽样频率为fs=1/Ts，量化台阶为，量化台阶为，则一，则一个阶梯台阶的斜率个阶梯台阶的斜率k 为：为：它是译码器的最大跟踪斜率。当输入信号斜率超过这个最大值它是译码器的最大跟踪斜率。当输入
33、信号斜率超过这个最大值时，将发生过载量化噪声。为了避免发生过载量化噪声，必须时，将发生过载量化噪声。为了避免发生过载量化噪声，必须使使 和和fs的乘积足够大，使信号的斜率不超过这个值。另一方面的乘积足够大，使信号的斜率不超过这个值。另一方面，值直接和基本量化噪声的大小有关，若取值直接和基本量化噪声的大小有关，若取 值太大，势必增值太大，势必增大基本量化噪声。所以，大基本量化噪声。所以，用增大用增大fs的办法增大乘积的办法增大乘积 fs，才能保，才能保证基本量化噪声和过载量化噪声两者都不超过要求。证基本量化噪声和过载量化噪声两者都不超过要求。实际中增量调制采用的抽样频率实际中增量调制采用的抽样频
34、率fs值比值比PCM和和DPCM的抽样频的抽样频率值都大很多；对于语音信号而言，增量调制采用的抽样频率率值都大很多；对于语音信号而言，增量调制采用的抽样频率在几十千赫到百余千赫。在几十千赫到百余千赫。sfTk/通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院七、时分复用和复接七、时分复用和复接mi(t)低通1低通2低 通N信道低通1低通2低 通N同步旋转开关同步旋转开关m1(t)m2(t)m2(t)m1(t)mN(t)mN(t)m1(t)m2(t)1帧帧T/NT+T/N2T+T/N3T+T/N时 隙时 隙1旋转开关采集到的信号旋转开关采集到的信号信号信号m1(t)的采样的采样信号信号m2(t)
35、的采样的采样时分多路复用原理时分多路复用原理通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院七、时分复用和复接七、时分复用和复接层次层次比特率（比特率（Mb/s）路数（每路路数（每路64kb/s）E体体系系E-12.04830E-28.448120E-334.368480E-4139.2641920E 5565.1487680T体体系系T 11.54424T-26.31296T-332.064（日本）（日本）48044.736（北美）（北美）672T 497.728（日本）（日本）1440274.176（北美）（北美）4032T5397.200（日本）（日本）5760560.160（北美）（北
36、美）8064通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院七、时分复用和复接七、时分复用和复接E体系的结构图 130(30路 64 kb/s)一次群 2.048 Mb/s复用设备14路2.048 Mb/s二次群 8.448 Mb/s二次复用4复用设备三次群 3 4.3 6 8 Mb/s三次复用复用设备144路8.448 Mb/s五次复用复用设备五次群 565.148 Mb/s4路139.264 Mb/s四次群 139.264 Mb/s复用设备144路34.368 Mb/s四次复用复接复接：将低次群合并成高次群的过程分接分接：将高次群分解为低次群的过程称为分接通信原理课件孙 怡大连理工大学信息
37、与通信工程学院TS16信令偶帧TS0*1A1 1 1 1 1帧同步码奇帧TS0*0 0 1 1 0 1 1话路(CH1 CH15)话路(CH16 CH30)125s16帧1复帧16帧32个时隙F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12F13F14F158 bit CH30(1 bit=488.3ns)8 bit(1 bit=488.3ns)保留TS10TS12TS14TS16TS18TS9TS11TS13TS15TS17TS4TS6TS2TS0TS8TS5TS7TS3TS1TS20TS22TS28TS26TS24TS30TS19TS21TS23TS29TS27TS25TS31七
38、、时分复用和复接七、时分复用和复接E体系的一次群结构体系的一次群结构通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院七、时分复用和复接七、时分复用和复接-同步数字体系同步数字体系(SDH)SDH基本概念基本概念 SDH是针对更高速率的传输系统制定出的全球统一的标准。是针对更高速率的传输系统制定出的全球统一的标准。整个网络中各设备的时钟来自同一个极精确的时间标准（例整个网络中各设备的时钟来自同一个极精确的时间标准（例如铯原子钟），没有准同步系统中各设备定时存在误差的问如铯原子钟），没有准同步系统中各设备定时存在误差的问题。题。在在SDH中，信息是以中，信息是以“同步传送模块同步传送模块(STM)
39、”的信息结构传送的信息结构传送的。一个同步传送模块主要由信息有效负荷和的。一个同步传送模块主要由信息有效负荷和段开销段开销(SOH)组成块状帧结构，其重复周期为组成块状帧结构，其重复周期为125s。按照模块的大小和传。按照模块的大小和传输速率不同，输速率不同，SDH分为若干等级。分为若干等级。等级等级比特率比特率(Mb/s)STM-1 155.52STM-4 622.08STM-162488.32STM-649953.28通信原理课件孙 怡大连理工大学信息与通信工程学院七、时分复用和复接七、时分复用和复接-同步数字体系同步数字体系(SDH)PDH和SDH连接关系图指针处理映 射复 用定位调整4
40、4.736 Mb/s34.368 Mb/s1VC-3C-3C-4TU-3TUG-33139.264 Mb/sVC-2VC-12VC-11C-12C-11C-2TU-11TU-2TU-12TUG-234771.544 Mb/s6.312 Mb/s2.048 Mb/sC-n 容器-nSTM-NVC-3VC-4AU-4AU-3AUGN13 通常将若干路通常将若干路PDH接入接入STM-1内，即内，即在在155.52Mb/s处接口。这时，处接口。这时，PDH信号的速率都必须低于信号的速率都必须低于155.52Mb/s，并将速率调整到，并将速率调整到155.52上。上。例如，可以将例如，可以将63路路E-1，或，或3路路E-3，或或1路路E-4，接入，接入STM-1中。这样，在中。这样，在SDH体系中，各地区的体系中，各地区的PDH体制就得体制就得到了统一。到了统一。
