数据传输技术课件

第四章数据传输技术基带传输技术频带传输及调制技术同步控制技术信道访问技术数据交换技术差错控制技术第四章数据传输技术基带传输技术14.1基带传输技术基带传输对信号的要求基带信号的波形及其传输码型基带传输系统4.1基带传输技术基带传输对信号的要求24.1.1基带传输对信号的要求数字基带信号------来自数据终端的原始数据信号。计算机输出的二进制序列电传机输出的代码PCM码组，ΔM序列这些信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量。在具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，它们可以直接传输，故称为基带传输。4.1.1基带传输对信号的要求数字基带信号------来自3因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式；因为基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；因为任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。基带传输系统的研究：因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方4基带传输对信号的基本要求：基带信号应有利于提高系统的频带利用率基带信号应含有尽量少的直流、甚低频及高频分量基带信号应含有足够大的可供提取定时信号的信号分量基带信号的码型基本上应不受信源统计特性的影响基带信号的频谱能量要集中，所占带宽要窄基带信号的码型对噪声和码间干扰应具有较强的抵抗力和自检能力基带信号的变换电路应简单，成本低，性能号，且易于调整基带传输对信号的基本要求：54.1.2基带信号的波形及其传输码型1.基带信号的波形

基带信号是指消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。基带信号的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。4.1.2基带信号的波形及其传输码型1.基带信号的波6图4-1几种常见的基带信号波形图4-1几种常见的基带信号波形7（1）单极性不归零波形（图4-1(a)）特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息（2）双极性不归零波形（图4-1(b)）特点是无直流分量。这样，恢复信号的判决电平为0，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输（3）单极性归零波形（图4-1(c)）单极性归零波形可以直接提取定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。（1）单极性不归零波形（图4-1(a)）8（4）双极性归零波形（图4-1(d)）除了具有双极性不归零波形的特点外，还有利于同步脉冲的提取。（5）差分波形（图4-1(e)）由于差分波形是以相邻脉冲电平的相对变化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性波形为绝对码波形。用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。（6）多电平波形（图4-1(f)）是多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形，适合于高数据速率传输系统。（4）双极性归零波形（图4-1(d)）92.常用的基带传输码型对传输用的基带信号主要有两个方面的要求：对代码的要求原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；对所选码型的电波形要求电波形应适合于基带系统的传输。前者属于传输码型的选择，后者是基带脉冲的选择。这是两个既独立又有联系的问题。

2.常用的基带传输码型对传输用的基带信号主要有两个方面的要10传输码(或称线路码)的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。通常，传输码的结构应具有下列主要特性：相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；便于从信号中提取定时信息；信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；具有内在的检错能力，传输码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测；编译码设备要尽可能简单，等等。传输码(或称线路码)的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条11双向码差（微）分双向码密勒码传号交替反转码三阶高密度双极性码最常用的传输码型：

双向码最常用的传输码型：12(1)双相码又称曼彻斯特（Manchester）码。它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示，例如：

代码：1100101双相码：10100101100110

双相码只有极性相反的两个电平。因为双相码在每个码元周期的中心点都存在电平跳变，所以富含位定时信息。又因为这种码的正、负电平各半，所以无直流分量，编码过程也简单。缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。(1)双相码13(2)差分双向码又叫差分曼彻斯特码(DifferentialManchester)与双向码相同，在每个码元的中间，信号都会发生跳变；不同之处在于：

用在码元开始处有无跳变来表示0和1：

码元开始处有跳变——0码元开始处无跳变——1(2)差分双向码14（3）密勒(Miller)码又称延迟调制码，它是双相码的一种变形。编码规则如下：

“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。“0”码有两种情况：单个“0”时，在码元间隔内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变，连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即“00”与“11”交替若两个“1”码中间有一个“0”码时，密勒码流中出现最大宽度为2Ts的波形，即两个码元周期。这一性质可用来进行宏观检错（3）密勒(Miller)码15（4）传号交替反转码（AMI码）其编码规则是将二进制消息代码“1”(传号)交替地变换为传输码的“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。例如：消息代码100110000000110011…AMI码：+100–1+10000000-1+100-1+1…AMI码对应的基带信号是正负极性交替的脉冲序列，而0电位持不变的规律优点：由于+1与-1交替，AMI码的功率谱中不含直流成分，高、低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处。位定时频率分量虽然为0，但只要将基带信号经全波整流变为单极性归零波形，便可提取位定时信号。AMI码的编译码电路简单，便于利用传号极性交替规律观察误码情况。不足：当原信码出现连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难（4）传号交替反转码（AMI码）16（5）三阶高密度双极性码（HDB3码）它是AMI码的一种改进型，其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则如下：当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为与前面的“1”同极性的脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。（5）三阶高密度双极性码（HDB3码）17例如：

代码：1000010000110000l1AMI码：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1其中的±V脉冲和±B脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码。HDB3码保持了AMI码的优点外，同时还将连“0”码限制在3个以内，故有利于位定时信号的提取HDB3码是应用最为广泛的码型，A律PCM四次群以下的接口码型均为HDB3码例如：18常用的基带传输码型常用的基带传输码型193.基带传输码型的分析分析基带信号的码型可以从推导各种码型的功率密度谱和输出能量谱的计算公式人手3.基带传输码型的分析分析基带信号的码型可以从推导各种码型的204.1.3基带传输系统基带传输系统的模型4.1.3基带传输系统基带传输系统的模型21基带传输系统的传输特性分析结论：码间串扰和随机噪声干扰是影响基带信号传输质量的两个主要因素码间串扰值随机噪声的干扰值基带传输系统的传输特性分析结论：码间串扰值随机噪声的干扰值224.2频带传输及调制技术概述基本数字调制技术幅相混合调制脉码调制4.2频带传输及调制技术概述234.2.1概述调制的目的：满足信道传输的需要实现多路复用、完成频率分配和减小噪声干扰的影响数字调制用载波信号参量三离散状态来表征所传输的数据消息在解调时只需对载波信号的受调参量进行检测和判决三种基本形式：ASK、FSK和PSK4.2.1概述调制的目的：24ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)PSK：用载波的起始相位的变化表示0(同相)和1(反相)00110100010ASK调幅FSK调频PSK调相ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v)00254.2.2基本数字调制技术数字幅度调制数字频率调制数字相位调制4.2.2基本数字调制技术数字幅度调制261.数字幅度调制二进制振幅键控（2ASK）正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制二进制符号序列可表示为：则二进制振幅键控信号可表示为1.数字幅度调制二进制振幅键控（2ASK）则二进制振幅键控27二进制振幅键控信号调制器原理框图模拟相乘数字键控二进制振幅键控信号调制器原理框图模拟相乘数字键控282ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍，故频带利用率仅是直接传输基带信号时的一半。对2ASK信号的解调主要有两种方法：包络检波法相干解调法2ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍，故频带利用率仅是29二进制振幅键控信号解调器原理框图二进制振幅键控信号解调器原理框图30多进制振幅键控（MASK）利用多电平的矩形基带脉冲去控制正弦载波信号幅度由于在一个码元持续时间内，多电平信号所包含的信息量是二电平信号的logM倍(M为电平数)，所以多电平调制的频率利用率(指单位频带内的信息传输速率)比二电平调制高。时域表达式：多电平调制信号的带宽和二电平调制信号的带宽是相同的多进制振幅键控（MASK）多电平调制信号的带宽和二电平调制信314进制振幅调制信号的时间波形4进制振幅调制信号的时间波形32正交幅度调制（QAM）利用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带幅度调制由于它利用了合成的已调信号在相同频带范围内频谱正交的特性，因而实现了在同一频带内两路数据信息的并行传输。适用于高速数据传输的场合正交幅度键控信号可表示为：正交幅度调制（QAM）33正交幅度键控信号的调制正交幅度键控信号的调制34正交幅度调制对传输信道和接收端相干载波的相位误差提出了严格的要求，信道特性的不理想或相干载波存在相位误差，都会在接收端解调后恢复的基带波形中出现邻路干扰和正交干扰。正交幅度键控信号的解调正交幅度调制对传输信道和接收端相干载波的相位误差提出了严格的352.数字频率调制二进制频移键控（2FSK）在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号(2FSK信号)。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为2.数字频率调制二进制频移键控（2FSK）36

是反码关系

分别代表第n个信号码元的初始相位。在2ASK信号中，它们不携带信息，通常可设为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为：带宽B＝|f2-f1|+2fs生成2FSK信号一般有两种方法，即频率选择法和载波调频法。前者产生的一般是相位离散的2FSK信号；后者则是相位连续的2FSK信号。是反码关系带宽B＝|f2-f1|+37频率选择法实现二进制移频键控信号的原理图abcdefg频率选择法实现二进制移频键控信号的原理图abcdefg38二进制移频键控信号的时间波形二进制移频键控信号的时间波形39非相干解调相干解调非相干解调相干解调402FSK非相干解调过程的时间波形2FSK非相干解调过程的时间波形41多进制频移键控（MFSK）利用M个不同频率的信号波形来代表M进制的M个码元符号。当需要传送某一码元符号时，则在信道上传输相应的信号波形多进制频移键控（MFSK）42MFSK信号的生成原理框图MFSK信号的生成原理框图43MFSK信号最佳非相干解调器原理框图MFSK信号二进制比特流MFSK信号最佳非相干解调器原理框图MFSK信号二进制比特流443.数字相位调制相移键控与幅度键控、频移键控相比，它不仅在恒参信道上具有较优的抗噪声性能和频带利用率，而且在有衰落和多径现象的信道上也有较好的接收效果。二相绝对调制（2PSK）在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对移相方式。3.数字相位调制相移键控与幅度键控、频移键控相比，它不仅在45二进制移相键控信号的时域表达式为

n是第n个码元的载波相位，它是一随机变量，只有两种可能的取值：0或。二进制移相键控信号的时域表达式为n是第n个码元的载波相位462PSK信号的调制原理图图(a)是采用模拟调制的方法（调相法）产生2PSK信号，图(b)是采用数字键控的方法（相位选择法）产生2PSK信号。2PSK信号的调制原理图图(a)是采用模拟调制的方法（调相法472PSK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍2PSK信号的解调通常都是采用相干解调。在相干解调过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波。2PSK信号的解调原理图2PSK信号的相干解调存在随机的“倒π”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用2PSK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍2PSK信号的解调482PSK信号相干解调各点时间波形2PSK信号相干解调各点时间波形49二相相对移相（2DPSK）用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为Δφ，可定义一种数字信息与Δφ之间的关系为二进制数字信息：11010011102DPSK信号相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ

则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下所示:二相相对移相（2DPSK）二进制数字信息：502DPSK信号调制器原理图相对码2DPSK信号调制器原理图相对码51第四章-数据传输技术课件522DPSK信号的解调：以相干解调法来说明其解调原理因为相干解调后仍是相对码，故最后还需经码反变换器将相对码变换成绝对码在解调过程中，若相干载波产生180°相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊度的问题。2DPSK信号的解调：532DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形2DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形54多相调制利用载波的多个相位或相位差来表示数字信息多相调制信号的表示形式为：多相调制554PSK2PSK(Constellation)信号矢量图4PSK2PSK(Constellation)信号矢量图56双比特码元载波相位(φn)abA方式B方式011000110°90°180°270°225°315°45°135°双比特ab与载波相位的关系同2PSK的情况一样，4PSK也存在相位模糊问题，并且是0°、90°、180°和270°四个相位模糊。在实际使用中常采用四相相对相移（4DPSK）。双比特码元载波相位(φn)abA方式B方式000°574DPSK信号产生原理图4DPSK信号的产生与解调：生成的基本思想：把以绝对码表示的双比特码元经过码变换，构成相对码表示的双比特码元再进行四相绝对移相4DPSK信号产生原理图4DPSK信号的产生与解调：58图7-464DPSK信号相干解调加码反变换器方式原理图图7-464DPSK信号相干解调加码反变换器方式原理594.2.3幅相混合调制多进制调制技术是以牺牲功率利用率换取频带利用率的提高的。幅度相位混合调制（APK）是对载波信号的幅度和相位同时进行调制的一种调制形式。APK信号的时域表达式可表示如下：4.2.3幅相混合调制多进制调制技术是以牺牲功率利用率换60APK信号的可能状态数为N×MAPK信号的可能状态数为N×M61APK信号可写成另一种形式：APK信号可以看作两个正交载波调制信号之和如果在一个码元时间内，上式可写成：APK信号可写成另一种形式：APK信号可以看作两个正交载波调62在功率相等或最大幅度相等的条件下，16QAM和16PSK的星座图如下：MPSK在M>4时，同相和正交信号不是独立的，以保证合成矢量落在圆上，而MQAM则是独立的。16QAM星座图上信号点间的最小距离比16PSK小。在功率相等或最大幅度相等的条件下，16QAM和16PSK的星6316QAM信号的生成方法：正交调幅法用两路正交的四电平幅度键控信号叠加而成复合相移法：用两路独立的四相相移键控信号叠加而成16QAM信号的生成方法：64

某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、/2、和3/2四种相位，每种相位又都有两个不同的幅值，问在波特率为1200的情况下数据速率是多少?解：由于采用0、/2、和3/2四种相位，而每种相位又都有两个不同的幅值，所以每个周期内可能有8种状态。数据传输率=波特率lb8=12003=3600(b/s)某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用654.2.4脉码调制模拟信号在数字信道中传输：编解码器脉码调制原理影响PCM中继间隔的因素利用PCM信道进行数据传输4.2.4脉码调制模拟信号在数字信道中传输：661.脉码调制原理脉冲编码调制（PulseCodeModulation)就是用脉冲码组代表模拟调制信号的抽样量化值，是把模拟信号转换为数字信号的一种脉冲数字调制方式。PCM方式的突出优点就是抗干扰性能好，便于时分多路复用，便于计算机处理，能够把各种输入信号（如声音、图像、数据）进行量化处理，变为代码进行传输。1.脉码调制原理脉冲编码调制（PulseCodeModu67脉码调制原理框图脉码调制原理框图68模拟信号经抽样、量化等处理后，就可以进行编码，使量化信号变为编码信号，也就是PCM基带信号。在实际数字系统中，一个数字信号是用二进制数来表示的。在PCM中广泛使用的二进制码有：自然二进制码，格雷码，折叠码。模拟信号经抽样、量化等处理后，就可以进行编码，使量化信号变为692.影响PCM中继间隔的因素影响中继间隔的主要因素是码间串扰和线路噪声码间串扰难以避免，采用均衡器可以减少码间干扰的影响线路噪声热噪声、脉冲噪声、系统间的串话噪声等同轴电缆因外导体的屏蔽作用，拨号脉冲噪声和串话噪声都较小，此时热噪声就成为主要噪声。当PCM线路与话音线路设置在同一条电缆内，来自话音电路的冲击性噪声(主要是拨号脉冲噪声)将对PCM中继设备产生干扰。当同一电缆内的多个线对中同时传送不同系统的PCM信号时，就会出现系统间串话现象。2.影响PCM中继间隔的因素影响中继间隔的主要因素是码间串703.利用PCM信道进行数据传输利用PCM信道进行数据传输时，存在一个如何使数据信息进入PCM信道的问题，即要进行码变换的工作根据PCM信道终端设备与数据终端设备两者定时信号之间的关系，码变换有三种方式：同步数据传输方式由PCM信道的终端设备向数据终端设备发送统一的定时信号，达到两者同步的目的非同步数据传输方式数据终端设备在数据信号的时钟与PCM信道的时钟不同步而进行的数据传输方式同步时分多路复用数据传输方式指多路数据信号在同步时分复用器内，按照一定的格式进行组合后，再进入PCM信道。3.利用PCM信道进行数据传输利用PCM信道进行数据传输时714.3同步控制技术同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数据通信中，按照同步的功用分为：载波同步、位同步、群同步和网同步载波同步指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。位同步又称码元同步。在数据通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。4.3同步控制技术同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称72群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步。在数据通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”，又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。网同步为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。外同步法。由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法，称为外同步法。自同步法。发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。群同步73同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着通信系统的性能。同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标，如同步误差小、相位抖动小以及同步建立时间短、保持时间长等。同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着744.3.1载波同步实现载波同步的方法可分为两类：若接收的己调信号频谱中含有载频离散谱成分（含有载波分量或载波导频分量）时可用窄带带通滤波器或锁相环来提取相干载波对于抑制载波而又没有插入导频的已调信号，则通过对其进行非线性变换或采用特殊的锁相环来获取相干载波4.3.1载波同步实现载波同步的方法可分为两类：751.插入导频法又称为外同步法发送端在发送有用信号频谱的同时，在适当的位置中再加入一个低功率的线谱，接收端利用窄带滤波器把它提取出来，再经适当处理后形成相干载波。抑制载波双边带信号的导频插入导频的插入位置应该在信号频谱为0的位置上1.插入导频法又称为外同步法76发方框图m(t)cos0tsin0t(正交导频)s(t)=m(t)cos0t+sin0t90o相移相加带通s(t)m(t)S’(t)cos0t收方框图90o相移低通带通f0窄带带通f0导频频谱fS’(t)=½m(t)+½m(t)cos20t+½sin20t发方框图m(t)cos0tsin0ts(t)=m(t772.直接提取法又称自同步法它适用于接收信号中含有载波分量或对接收信号进行某种非线性变换后含有载波的谐波分量的场合。常用方法：平方变换法和平方环法同相正交环法2.直接提取法又称自同步法78（1）平方变换法和平方环法此方法广泛用于建立抑制载波的双边带信号的载波同步平方变换法提取载波的原理：提取的载波存在的相位模糊现象cosct

-cosct

（1）平方变换法和平方环法提取的载波存在的相位模糊现象co79平方环法提取载波：将上图中的窄带滤波器用锁相环代替由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波得到了较广泛的应用。平方环法提取载波：将上图中的窄带滤波器用锁相环代替80同相正交法又叫科斯塔斯(Costas)环在此环路中，压控振荡器(VCO)提供两路互为正交的载波，与输入接收信号分别在同相和正交两个鉴相器中进行鉴相，经低通滤波之后的输出均含调制信号，两者相乘后可以消除调制信号的影响，经环路滤波器得到仅与相位差有关的控制压控，从而准确地对压控振荡器进行调整。VCO输出同相正交法VCO输出81Costas环法提取载波vd经环路滤波器滤出高频噪声后去控制VCO的相位和频率，最终使稳态相位误差减小到很小的数值，而没有剩余频差。Costas环法提取载波vd经环路滤波器82此时所需的同步载波为：解调输出为

Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提取载波的常用方法。Costas环与平方环相比，虽然在电路上要复杂一些，但它的工作频率即为载波频率，而平方环的工作频率是载波频率的两倍，显然当载波频率很高时，工作频率较低的Costas环易于实现；其次，当环路正常锁定后，Costas环可直接获得解调输出，而平方环则没有这种功能。

此时所需的同步载波为：解调输出为Costas834.3.2位同步在接收端产生码元定时信号的过程常用的位同步生成方法：插入导频法直接提取法4.3.2位同步在接收端产生码元定时信号的过程841.插入导频法对某些本身不包含位定时信息的基带信号(如随机的二进制个归零码)，则要在基带信号中插入位同步的导频信号，或者对该基带信号进行策秆码型变换以达到获取位定时信息的目的。将导频信号插入在基带信号频谱的零点处位同步导频信号的插入1.插入导频法位同步导频信号的插入85使用插入导频法时，应注意消除导频信号对原基带信号的影响。提取插入导频信号的框图从基带信号中提取导频信号纠正窄带滤波器引起的载频相移使用插入导频法时，应注意消除导频信号对原基带信号的影响。提取86双重调制导频插入法：使数据信号的包络按位同步信号的波形进行变化如PSK和FSK信号都是包络不变的等幅波，则可将导频信号调制到它们的包络上以PSK信号为例，设相移信号为：用含有位同步信号的某种波形如式中，＝2/T，T为码元宽度接收端对其进行包络检波，输出为对相移信号进行调幅，则得滤出直流分量后，就得到位同步信号：双重调制导频插入法：用含有位同步信号的某种波形如式中，872.直接提取法由接收端直接从接收信号中提取位定时信息对于未含有位定时频率分量的基带信号，必须对其进行波形变换，使变换后的基带信号中含有离散的位定时分量，这样就可用窄带滤波器或锁相环来提取所需的位定时信息，继而形成位同步信号。直接提取法滤波法锁相法2.直接提取法88滤波法生成位同步信号：基带信号位同步信号特点：先形成含有位同步信息的信号，再用滤波器将其滤出滤波法生成位同步信号：基带信号位同步信号特点：先形成含有位同89锁相法：数字锁相法生成位同步信号原理框图形成含有位定时分量的窄脉冲序列其输出去调整相位调整器输出的位同步信号的相位，直至位同步信号的相位与准定时信号的相位完全一致锁相法：数字锁相法生成位同步信号原理框图形成含有位定时分量的904.3.3群同步实现帧或信息包同步传输的过程称为群同步群同步的任务是对解调器输出的码元序列进行正确的分组。与载波同步、位同步不同，群同步一般是通过数据格式的特殊设计来达到的，亦即通过在数据码元序列中插入特定的同步码元或同步码组实现群同步。实现群同步的关键在于如何识别插入的同步标志。实现方法：外同步法内同步法4.3.3群同步实现帧或信息包同步传输的过程称为群同911.起止同步法这是一种利用起止位实现异步传输的方法。此时，群是由起始位、字符位及停止位构成的。此下降波表示一字符的开始进行位同步码元时间取决于波特率1.起止同步法这是一种利用起止位实现异步传输的方法。此下降922.特定码组同步法这是一种利用特定码组来实现异步传输的方法被传输的单位是若干比特组成的数据块（包括同步信息和数据信息），以一个特定的码组作为数据块的开始标志和结束标志。接收端通过识别该特定码组来实现群同步。2.特定码组同步法这是一种利用特定码组来实现异步传输的方法933.特定字符同步法这是一种利用特定字符作为同步标志来实现异步传输的方法被传输的单位是由包括控制字符和数据字符在内的字符序列构成的数据块，以两个或两个以上的特定字符作为数据块的开始标志3.特定字符同步法这是一种利用特定字符作为同步标志来实现异944.3.4网同步要保证通信网内各点之间的可靠通信，必须在网内建立一个统一的时间标准，这就是网同步。网同步的任务就是使得整个通信网各复接点的时钟频率和相位相互协调一致。实现网同步的方法主要有两类：一类是建立全网同步系统，使通信网内各地的时钟彼此同步，即各站时钟的频率和相位都保持一致。建立全网同步的主要方法有主从同步法和相互同步法。另一类是建立准同步系统，又称为时钟法或异步复接。现准同步的方法也有两种，即码速调整法和水库法。4.3.4网同步要保证通信网内各点之间的可靠通信，必须在网951.主从同步法主从同步法通信网中某一站（主站）设置一个高稳定的主时钟，其它各站（从站）的时钟频率和相位同步于主时钟的频率和相位。

各站时钟的频率和相位也可以同步于GPS提供的标准时钟。

1.主从同步法主从同步法96特点：（1）时钟源稳定度高，设备简单（2）过分依赖主时钟源在小型通信网中得到了广泛的应用主从同步法的时钟传送特点：（1）时钟源稳定度高，设备简单主从同步法的时钟传送972.相互同步法相互同步法：

网内各站设有独立时钟，它们的固有频率存在一定偏差，各站所使用的时钟频率锁定在网内各站固有频率的平均值上（此平均值将称为网频）。特点：每站的设备复杂各站时钟频率的变化都会引起网频率的变化，出现暂时的不稳定，也容易引起复接误码2.相互同步法相互同步法：983.码速调整法码速调整法有正码速调整、负码速调整和正／负码速调整三种。下面以正码速调整法(又称正脉冲塞入法)为例来说明它的工作原理正码速调整法是采用填充脉冲方式来调整码速的。3.码速调整法码速调整法有正码速调整、负码速调整和正／负码99数码流数码流写入时钟fifi’数码流数码流写入时钟fifi’100正码速调整波形图：优点：各站工作在准同步状态，无需统一的时钟，适用于大型通信网络缺点：存在相位抖动现象，从而影响同步质量正码速调整波形图：优点：各站工作在准同步状态，无需统一的时钟1014.水库法各站的时钟稳定度都很高，缓冲器容量足够大，虽然写入脉冲和读出脉冲频率不相等，但缓冲器在很长时间内不发生“取空”或“溢出”现象，无需进行码速调整。缓存相继发生“取空”或“溢出”的时间间隔T：设缓存的位数为2n，初始状态为半满态，缓存写入和读出的速率之差为f，则间隔时间为：

T=n/f另设数据流的速率为f，则它的相对速率稳定度S为：

S=|f/f|得水库法的基本计算公式

fT=n/S4.水库法各站的时钟稳定度都很高，缓冲器容量足够大，虽然写102第四章数据传输技术基带传输技术频带传输及调制技术同步控制技术信道访问技术数据交换技术差错控制技术第四章数据传输技术基带传输技术1034.1基带传输技术基带传输对信号的要求基带信号的波形及其传输码型基带传输系统4.1基带传输技术基带传输对信号的要求1044.1.1基带传输对信号的要求数字基带信号------来自数据终端的原始数据信号。计算机输出的二进制序列电传机输出的代码PCM码组，ΔM序列这些信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量。在具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，它们可以直接传输，故称为基带传输。4.1.1基带传输对信号的要求数字基带信号------来自105因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式；因为基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；因为任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。基带传输系统的研究：因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方106基带传输对信号的基本要求：基带信号应有利于提高系统的频带利用率基带信号应含有尽量少的直流、甚低频及高频分量基带信号应含有足够大的可供提取定时信号的信号分量基带信号的码型基本上应不受信源统计特性的影响基带信号的频谱能量要集中，所占带宽要窄基带信号的码型对噪声和码间干扰应具有较强的抵抗力和自检能力基带信号的变换电路应简单，成本低，性能号，且易于调整基带传输对信号的基本要求：1074.1.2基带信号的波形及其传输码型1.基带信号的波形

基带信号是指消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。基带信号的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。4.1.2基带信号的波形及其传输码型1.基带信号的波108图4-1几种常见的基带信号波形图4-1几种常见的基带信号波形109（1）单极性不归零波形（图4-1(a)）特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息（2）双极性不归零波形（图4-1(b)）特点是无直流分量。这样，恢复信号的判决电平为0，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输（3）单极性归零波形（图4-1(c)）单极性归零波形可以直接提取定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。（1）单极性不归零波形（图4-1(a)）110（4）双极性归零波形（图4-1(d)）除了具有双极性不归零波形的特点外，还有利于同步脉冲的提取。（5）差分波形（图4-1(e)）由于差分波形是以相邻脉冲电平的相对变化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性波形为绝对码波形。用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。（6）多电平波形（图4-1(f)）是多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形，适合于高数据速率传输系统。（4）双极性归零波形（图4-1(d)）1112.常用的基带传输码型对传输用的基带信号主要有两个方面的要求：对代码的要求原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；对所选码型的电波形要求电波形应适合于基带系统的传输。前者属于传输码型的选择，后者是基带脉冲的选择。这是两个既独立又有联系的问题。

2.常用的基带传输码型对传输用的基带信号主要有两个方面的要112传输码(或称线路码)的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。通常，传输码的结构应具有下列主要特性：相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；便于从信号中提取定时信息；信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；具有内在的检错能力，传输码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测；编译码设备要尽可能简单，等等。传输码(或称线路码)的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条113双向码差（微）分双向码密勒码传号交替反转码三阶高密度双极性码最常用的传输码型：

双向码最常用的传输码型：114(1)双相码又称曼彻斯特（Manchester）码。它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示，例如：

代码：1100101双相码：10100101100110

双相码只有极性相反的两个电平。因为双相码在每个码元周期的中心点都存在电平跳变，所以富含位定时信息。又因为这种码的正、负电平各半，所以无直流分量，编码过程也简单。缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。(1)双相码115(2)差分双向码又叫差分曼彻斯特码(DifferentialManchester)与双向码相同，在每个码元的中间，信号都会发生跳变；不同之处在于：

用在码元开始处有无跳变来表示0和1：

码元开始处有跳变——0码元开始处无跳变——1(2)差分双向码116（3）密勒(Miller)码又称延迟调制码，它是双相码的一种变形。编码规则如下：

“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。“0”码有两种情况：单个“0”时，在码元间隔内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变，连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即“00”与“11”交替若两个“1”码中间有一个“0”码时，密勒码流中出现最大宽度为2Ts的波形，即两个码元周期。这一性质可用来进行宏观检错（3）密勒(Miller)码117（4）传号交替反转码（AMI码）其编码规则是将二进制消息代码“1”(传号)交替地变换为传输码的“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。例如：消息代码100110000000110011…AMI码：+100–1+10000000-1+100-1+1…AMI码对应的基带信号是正负极性交替的脉冲序列，而0电位持不变的规律优点：由于+1与-1交替，AMI码的功率谱中不含直流成分，高、低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处。位定时频率分量虽然为0，但只要将基带信号经全波整流变为单极性归零波形，便可提取位定时信号。AMI码的编译码电路简单，便于利用传号极性交替规律观察误码情况。不足：当原信码出现连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难（4）传号交替反转码（AMI码）118（5）三阶高密度双极性码（HDB3码）它是AMI码的一种改进型，其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则如下：当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为与前面的“1”同极性的脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。（5）三阶高密度双极性码（HDB3码）119例如：

代码：1000010000110000l1AMI码：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1其中的±V脉冲和±B脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码。HDB3码保持了AMI码的优点外，同时还将连“0”码限制在3个以内，故有利于位定时信号的提取HDB3码是应用最为广泛的码型，A律PCM四次群以下的接口码型均为HDB3码例如：120常用的基带传输码型常用的基带传输码型1213.基带传输码型的分析分析基带信号的码型可以从推导各种码型的功率密度谱和输出能量谱的计算公式人手3.基带传输码型的分析分析基带信号的码型可以从推导各种码型的1224.1.3基带传输系统基带传输系统的模型4.1.3基带传输系统基带传输系统的模型123基带传输系统的传输特性分析结论：码间串扰和随机噪声干扰是影响基带信号传输质量的两个主要因素码间串扰值随机噪声的干扰值基带传输系统的传输特性分析结论：码间串扰值随机噪声的干扰值1244.2频带传输及调制技术概述基本数字调制技术幅相混合调制脉码调制4.2频带传输及调制技术概述1254.2.1概述调制的目的：满足信道传输的需要实现多路复用、完成频率分配和减小噪声干扰的影响数字调制用载波信号参量三离散状态来表征所传输的数据消息在解调时只需对载波信号的受调参量进行检测和判决三种基本形式：ASK、FSK和PSK4.2.1概述调制的目的：126ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)PSK：用载波的起始相位的变化表示0(同相)和1(反相)00110100010ASK调幅FSK调频PSK调相ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v)001274.2.2基本数字调制技术数字幅度调制数字频率调制数字相位调制4.2.2基本数字调制技术数字幅度调制1281.数字幅度调制二进制振幅键控（2ASK）正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制二进制符号序列可表示为：则二进制振幅键控信号可表示为1.数字幅度调制二进制振幅键控（2ASK）则二进制振幅键控129二进制振幅键控信号调制器原理框图模拟相乘数字键控二进制振幅键控信号调制器原理框图模拟相乘数字键控1302ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍，故频带利用率仅是直接传输基带信号时的一半。对2ASK信号的解调主要有两种方法：包络检波法相干解调法2ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍，故频带利用率仅是131二进制振幅键控信号解调器原理框图二进制振幅键控信号解调器原理框图132多进制振幅键控（MASK）利用多电平的矩形基带脉冲去控制正弦载波信号幅度由于在一个码元持续时间内，多电平信号所包含的信息量是二电平信号的logM倍(M为电平数)，所以多电平调制的频率利用率(指单位频带内的信息传输速率)比二电平调制高。时域表达式：多电平调制信号的带宽和二电平调制信号的带宽是相同的多进制振幅键控（MASK）多电平调制信号的带宽和二电平调制信1334进制振幅调制信号的时间波形4进制振幅调制信号的时间波形134正交幅度调制（QAM）利用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带幅度调制由于它利用了合成的已调信号在相同频带范围内频谱正交的特性，因而实现了在同一频带内两路数据信息的并行传输。适用于高速数据传输的场合正交幅度键控信号可表示为：正交幅度调制（QAM）135正交幅度键控信号的调制正交幅度键控信号的调制136正交幅度调制对传输信道和接收端相干载波的相位误差提出了严格的要求，信道特性的不理想或相干载波存在相位误差，都会在接收端解调后恢复的基带波形中出现邻路干扰和正交干扰。正交幅度键控信号的解调正交幅度调制对传输信道和接收端相干载波的相位误差提出了严格的1372.数字频率调制二进制频移键控（2FSK）在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号(2FSK信号)。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为2.数字频率调制二进制频移键控（2FSK）138

是反码关系

分别代表第n个信号码元的初始相位。在2ASK信号中，它们不携带信息，通常可设为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为：带宽B＝|f2-f1|+2fs生成2FSK信号一般有两种方法，即频率选择法和载波调频法。前者产生的一般是相位离散的2FSK信号；后者则是相位连续的2FSK信号。是反码关系带宽B＝|f2-f1|+139频率选择法实现二进制移频键控信号的原理图abcdefg频率选择法实现二进制移频键控信号的原理图abcdefg140二进制移频键控信号的时间波形二进制移频键控信号的时间波形141非相干解调相干解调非相干解调相干解调1422FSK非相干解调过程的时间波形2FSK非相干解调过程的时间波形143多进制频移键控（MFSK）利用M个不同频率的信号波形来代表M进制的M个码元符号。当需要传送某一码元符号时，则在信道上传输相应的信号波形多进制频移键控（MFSK）144MFSK信号的生成原理框图MFSK信号的生成原理框图145MFSK信号最佳非相干解调器原理框图MFSK信号二进制比特流MFSK信号最佳非相干解调器原理框图MFSK信号二进制比特流1463.数字相位调制相移键控与幅度键控、频移键控相比，它不仅在恒参信道上具有较优的抗噪声性能和频带利用率，而且在有衰落和多径现象的信道上也有较好的接收效果。二相绝对调制（2PSK）在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对移相方式。3.数字相位调制相移键控与幅度键控、频移键控相比，它不仅在147二进制移相键控信号的时域表达式为

n是第n个码元的载波相位，它是一随机变量，只有两种可能的取值：0或。二进制移相键控信号的时域表达式为n是第n个码元的载波相位1482PSK信号的调制原理图图(a)是采用模拟调制的方法（调相法）产生2PSK信号，图(b)是采用数字键控的方法（相位选择法）产生2PSK信号。2PSK信号的调制原理图图(a)是采用模拟调制的方法（调相法1492PSK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍2PSK信号的解调通常都是采用相干解调。在相干解调过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波。2PSK信号的解调原理图2PSK信号的相干解调存在随机的“倒π”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用2PSK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍2PSK信号的解调1502PSK信号相干解调各点时间波形2PSK信号相干解调各点时间波形151二相相对移相（2DPSK）用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为Δφ，可定义一种数字信息与Δφ之间的关系为二进制数字信息：11010011102DPSK信号相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ

则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下所示:二相相对移相（2DPSK）二进制数字信息：1522DPSK信号调制器原理图相对码2DPSK信号调制器原理图相对码153第四章-数据传输技术课件1542DPSK信号的解调：以相干解调法来说明其解调原理因为相干解调后仍是相对码，故最后还需经码反变换器将相对码变换成绝对码在解调过程中，若相干载波产生180°相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊度的问题。2DPSK信号的解调：1552DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形2DPSK信号相干解调器原理图和解调过程各点时间波形156多相调制利用载波的多个相位或相位差来表示数字信息多相调制信号的表示形式为：多相调制1574PSK2PSK(Constellation)信号矢量图4PSK2PSK(Constellation)信号矢量图158双比特码元载波相位(φn)abA方式B方式011000110°90°180°270°225°315°45°135°双比特ab与载波相位的关系同2PSK的情况一样，4PSK也存在相位模糊问题，并且是0°、90°、180°和270°四个相位模糊。在实际使用中常采用四相相对相移（4DPSK）。双比特码元载波相位(φn)abA方式B方式000°1594DPSK信号产生原理图4DPSK信号的产生与解调：生成的基本思想：把以绝对码表示的双比特码元经过码变换，构成相对码表示的双比特码元再进行四相绝对移相4DPSK信号产生原理图4DPSK信号的产生与解调：160图7-464DPSK信号相干解调加码反变换器方式原理图图7-464DPSK信号相干解调加码反变换器方式原理1614.2.3幅相混合调制多进制调制技术是以牺牲功率利用率换取频带利用率的提高的。幅度相位混合调制（APK）是对载波信号的幅度和相位同时进行调制的一种调制形式。APK信号的时域表达式可表示如下：4.2.3幅相混合调制多进制调制技术是以牺牲功率利用率换162APK信号的可能状态数为N×MAPK信号的可能状态数为N×M163APK信号可写成另一种形式：APK信号可以看作两个正交载波调制信号之和如果在一个码元时间内，上式可写成：APK信号可写成另一种形式：APK信号可以看作两个正交载波调164在功率相等或最大幅度相等的条件下，16QAM和16PSK的星座图如下：MPSK在M>4时，同相和正交信号不是独立的，以保证合成矢量落在圆上，而MQAM则是独立的。16QAM星座图上信号点间的最小距离比16PSK小。在功率相等或最大幅度相等的条件下，16QAM和16PSK的星16516QAM信号的生成方法：正交调幅法用两路正交的四电平幅度键控信号叠加而成复合相移法：用两路独立的四相相移键控信号叠加而成16QAM信号的生成方法：166

某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、/2、和3/2四种相位，每种相位又都有两个不同的幅值，问在波特率为1200的情况下数据速率是多少?解：由于采用0、/2、和3/2四种相位，而每种相位又都有两个不同的幅值，所以每个周期内可能有8种状态。数据传输率=波特率lb8=12003=3600(b/s)某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用1674.2.4脉码调制模拟信号在数字信道中传输：编解码器脉码调制原理影响PCM中继间隔的因素利用PCM信道进行数据传输4.2.4脉码调制模拟信号在数字信道中传输：1681.脉码调制原理脉冲编码调制（PulseCodeModulation)就是用脉冲码组代表模拟调制信号的抽样量化值，是把模拟信号转换为数字信号的一种脉冲数字调制方式。PCM方式的突出优点就是抗干扰性能好，便于时分多路复用，便于计算机处理，能够把各种输入信号（如声音、图像、数据）进行量化处理，变为代码进行传输。1.脉码调制原理脉冲编码调制（PulseCodeModu169脉码调制原理框图脉码调制原理框图170模拟信号经抽样、量化等处理后，就可以进行编码，使量化信号变为编码信号，也就是PCM基带信号。在实际数字系统中，一个数字信号是用二进制数来表示的。在PCM中广泛使用的二进制码有：自然二进制码，格雷码，折叠码。模拟信号经抽样、量化等处理后，就可以进行编码，使量化信号变为1712.影响PCM中继间隔的因素影响中继间隔的主要因素是码间串扰和线路噪声码间串扰难以避免，采用均衡器可以减少码间干扰的影响线路噪声热噪声、脉冲噪声、系统间的串话噪声等同轴电缆因外导体的屏蔽作用，拨号脉冲噪声和串话噪声都较小，此时热噪声就成为主要噪声。当PCM线路与话音线路设置在同一条电缆内，来自话音电路的冲击性噪声(主要是拨号脉冲噪声)将对PCM中继设备产生干扰。当同一电缆内的多个线对中同时传送不同系统的PCM信号时，就会出现系统间串话现象。2.影响PCM中继间隔的因素影响中继间隔的主要因素是码间串1723.利用PCM信道进行数据传输利用PCM信道进行数据传输时，存在一个如何使数据信息进入PCM信道的问题，即要进行码变换的工作根据PCM信道终端设备与数据终端设备两者定时信号之间的关系，码变换有三种方式：同步数据传输方式由PCM信道的终端设备向数据终端设备发送统一的定时信号，达到两者同步的目的非同步数据传输方式数据终端设备在数据信号的时钟与PCM信道的时钟不同步而进行的数据传输方式同步时分多路复用数据传输方式指多路数据信号在同步时分复用器内，按照一定的格式进行组合后，再进入PCM信道。3.利用PCM信道进行数据传输利用PCM信道进行数据传输时1734.3同步控制技术同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数据通信中，按照同步的功用分为：载波同步、位同步、群同步和网同步载波同步指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。位同步又称码元同步。在数据通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。4.3同步控制技术同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称174群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步。在数据通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”，又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。网同步为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。外同步法。由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法，称为外同步法。自同步法。发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。群同步175同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着通信系统的性能。同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标，如同步误差小、相位抖动小以及同步建立时间短、保持时间长等。同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着1764.3.1载波同步实现载波同步的方法可分为两类：若接收的己调信号频谱中含有载频离散谱成分（含有载波分量或载波导频分量）时可用窄带带通滤波器或锁相环来提取相干载波对于抑制载波而又没有插入导频的已调信号，则通过对其进行非线性变换或采用特殊的锁相环来获取相干载波4.3.1载波同步实现载波同步的方法可分为两类：1771.插入导频法又称为外同步法发送端在发送有用信号频谱的同时，在适当的位置中再加入一个低功率的线谱，接收端利用窄带滤波器把它提取出来，再经适当处理后形成相干载波。抑制载波双边带信号的导频插入导频的插入位置应该在信号频谱为0的位置上1.插入导频法又称为外同步法178发方框图m(t)cos0tsin0t(正交导频)s(t)=m(t)cos0t+sin0t90o相移相加带通s(t)m(t)S’(t)cos0t收方框图90o相移低通带通f0窄带带通f0导频频谱fS’(t)=½m(t)+½m(t)cos20t+½sin20t发方框图m(t)cos0tsin0ts(t)=m(t1792.直接提取法又称自同步法它适用于接收信号中含有载波分量或对接收信号进行某种非线性变换后含有载波的谐波分量的场合。常用方法：平方变换法和平方环法同相正交环法2.直接提取法又称自同步法180（1）平方变换法和平方环法此方法广泛用于建立抑制载波的双边带信号的载波同步平方变换法提取载波的原理：提取的载波存在的相位模糊现象cosct

-cosct

（1）平方变换法和平方环法提取的载波存在的相位模糊现象co181平方环法提取载波：将上图中的窄带滤波器用锁相环代替由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波得到了较广泛的应用。平方环法提取载波：将上图中的窄带滤波器用锁相环代替182同相正交法又叫科斯塔斯(Costas)环在此环路中，压控振荡器(VCO)提供两路互为正交的载波，与输入接收信号分别在同相和正交两个鉴相器中进行鉴相，经低通滤波之后的输出均含调制信号，两者相乘后可以消除调制信号的影响，经环路滤波器得到仅与相位差有关的控制压控，从而准确地对压控振荡器进行调整。VCO输出同相正交法VCO输出183Costas环法提取载波vd经环路滤波器滤出高频噪声后去控制VCO的相位和频率，最终使稳态相位误差减小到很小的数值，而没有剩余频差。Costas环法提取载波vd经环路滤波器184此时所需的同步载波为：解调输出为

Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提