数字通信（微课版）课件 李斯伟 第5-8章 信道编码-定时与同步

2学习完本章，你应重点掌握以下内容：

信源编码的概念和目的差错控制编码的检错与纠错原理线性分组码及汉明码的编解码（监督矩阵和生成矩阵）卷积码的编码及图解表示本章学习目标学习指南3

通过汉明码的编码理论引出数学家理查德汉明发现汉明码的故事，引导学生勤于思考、善于思考，培养学生良好的思维习惯，不畏困难，迎难而上的学习精神。

坚持学生为主体的教学理念，在老师指导下，学生以合作学习小组的方式寻找和信道编码知识相关的中国新技术应用，以学生的视角讲好通信领域的中国故事，在沉浸式的教育活动中，让学生体会到国家的强大和科技发展的动力，将社会使命和思想体悟根植于学生心目中。本章素质目标学习指南2025/12/244

信道编码（channelcoding）是为了提高通信系统传输可靠性而进行的一种信号变换。

差错控制编码纠错编码可靠性编码抗干扰编码

教学要点

差错控制编码概念差错控制的基本方式差错控制编码分类

差错控制编码基本原理差错控制编码概述信号传输如何达到一定的误比特率要求？合理设计基带信号选择调制解调方式时频域均衡

但如果不能满足误比特率的要求，就必须采用信道编码。差错编码

附加监督位：在数据块中加入一些冗余信息，使数据块中的各个比特建立起某种形式的关联，接收端通过验证这种关联关系是否存在，来判断数据在传输过程中有没有出错。

差错编码：在数据块中加入冗余信息的过程。数字通信中引入差错控制机制的原因

在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性的不理想及加性噪声的影响，接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比情况下达到一定的误比特率指标，首先应该合理设计基带信号，选择调制解调方式，采用时、频域均衡，使误比特率尽可能降低。但若误比特率仍不能满足要求，则必须采用信道编码（即差错控制编码），才能将误比特率进一步降低，以满足通信系统的指标要求。

术语

检错码码字只有检错的功能，接收方只能判断数据块有错，但不能确切知道错误的位置，从而也不能纠正错误。

纠错码码字具有一定的纠错功能，接收方不仅能检出错，还知道错在什么地方，这时只需将数据位取反即能获得正确的数据。差错控制的基本方式检出错误后怎么办？

前向纠错(FEC)

自动纠错：发送端使用纠错码，接收端检出并纠正错，但监督码比较复杂、效率低，一般用于没有反馈信道的单工通信中。

缺点：

1．冗余码多，译码复杂

2．适用于单工信道发送方使用检错码，接收方对收到的信号进行检错。接收方使用应答向发送方进行信号反馈：发送方若收到肯定应答：信号已被正确接收；发送方若收到否定应答：传输有错，则重发，直至正确接收。为防止信号帧丢失导致发送方收不到应答，发送方发完一幀后，会启动一个超时定时器，若定时到仍未收到应答，便进行重发。

自动重发请求

(AutomaticRepeatRequest,ARQ)差错控制的基本方式（续）差错控制的基本方式（续）

混合纠错

结合上述两种方式，能够纠错的则自动改正，否则请求重发。差错控制的基本方式信源编码器缓冲控制正向信道译码器缓冲控制反向信道用户编码器译码器正向信道反向信道正向信道ARQFECFECARQ用户信源（1）前向纠错方式（2）检错反馈重发方式（3）混合[（1）+（2）]方式差错控制控制编码分类差错控制编码有很多分类方法：1按照信息码元和附加的监督码元之间的检验关系差错控制编码线性码非线性码

信息码元与监督码元之间的关系为线性关系，则称为线性码。反之，若两者不存在线性关系，则称为非线性码。差错控制控制编码分类差错控制编码有很多分类方法：2按照信息码元在编码后是否保持原来的形式不变

差错控制编码分组码卷积码

分组码的监督码元仅与本码组的信息码元有关，而与其他码组的信息码元无关。卷积码的监督码元不但与本组信息码有关，而且与前面码组的信息码元也有约束关系。差错控制控制编码分类差错控制编码有很多分类方法：3按照纠正错误的类型不同差错控制编码纠正随机错误的编码纠正突发错误的编码

前者主要用于发生零星独立错误的信道，如卫星信道容易出现随机性错误；而后者则用于对付以突发错误为主的信道，如短波信道或存储系统。差错类型随机性差错（例如卫星信道传输数据）突发性差错（例如计算机存储系统）注意：实际数据通信中，以上两种差错通常会同时存在。没有一定的关系成片错误

有一定的关系差错控制编码基本原理在信息码元序列中加入监督码元就称为差错控制编码，有时也称为纠错编码。不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。一般说来，编码中增加的监督码元越多，检（纠）错的能力就越强。差错控制编码原则上是以降低信息传输速率为代价来换取传输可靠性的提高。检错和纠错的基本原理例子：000(晴)001(云)010(阴)011(雨)100(雪)101(霜)110(雾)111(雹)000(晴)011(云)101(阴)110(雨)000(晴)111(雨)

许用码组禁用码组码重码距冗余度分组码涉及到的基本概念减少许用码组个数许用码组许用码组纠错和检错中的基本术语冗余度将无冗余度的信息码分组，为每组信息码附加若干监督码的编码，称为分组码。分组码及结构设码长，信息位，监督位，则有。分组码的结构如下图所示。纠错和检错中的基本术语码组重量分组码的一个码组中“1”的数目。码距两个码组对应位上数字不同的位数称为码组的距离，简称码距。编码效率通常用码率R=k/n表示码组中信息码所占的比例。海明距离（码距）※

海明距离：

两个码字的对应比特取值不同的比特数

[例]1000100110110001

编码集的海明距离：一个有效编码集中，任意两个码字的海明距离的最小值。海明距离＝3(一个码字必须错3位才能变成另一码字）最小码距与纠检错能力检错能力设要检测的错码个数为，则要求最小码距≥纠错能力设要纠正的错码个数为，则要求最小码距

≥。同时能纠错和检错的能力≥（）若能满足这个条件，就可以同时纠正个错误，检出个错误。

最小码距（d0）决定一种编码的抗干扰能力的大小。因此，最小码距（d0）是信道编码的一个重要参数。纠错码如何工作？

※

设编码集＝{000000,000111,111000,111111}∵海明距离＝3

如接收端收到码字010111，为无效码字

∴有错

问题：由哪一个有效码字错来？

000000

010111000111010111

111000

010111

111111010111∴接收端将其恢复为000111（纠错将无效码字恢复成距离它最近的有效码字，但这种方法并不是100％正确）由其错的概率最大!关于纠错的重要结论※

如果要能纠正d个位差错，则编码集的海明距离至少应为2d＋1[证]∵海明距离为2d＋1编码集中的有效码字相距远，

∴某有效码字尽管有d位发生了变化，但变化后的码字与原有效码字的距离仍然比其与任何别的有效码字更靠近。

∴距离最近的有效码字能被唯一地确定。

只要纠正该d位错，使其恢复为那个距离最近的有效码字即可。

检/纠错码的检/纠错能力与编码集的海明距离有关海明距离－＞检/纠错能力－＞所需冗余信息－＞编码效率要检测/纠正同样比特数的错误，纠错码比检错码要求更大的海明距离大多数场合，使用检错码，检出错误，反馈给发送方，要求重发。在一些单工信道，由于没有反向反馈信道，可以使用纠错码。

推论

※5.2几种常用的检错码

五种差错编码（1）奇偶校验码

先将要发送的数据块分组，且在每一组的数据码元后面附加一个冗余位，使得该组连冗余位在内的码字中“1”的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。在接收端按同样的规则检查，如发现不符，就说明传输有误。奇偶校验码在实际使用时可分为垂直奇偶校验码、水平奇偶校验码和水平垂直奇偶校验码等几种。水平奇偶校验码

发送时按列的次序进行，因此能发现长度≤n（每列长度）的单个突发错。

设一个字符对应的ASCII码为C7C6C5C4C3C2C1，校验位为C8在下面的例子中，假定采用偶校验。检错能力：可检出某列(一字符)的所有奇数个错,即检出率仅50%垂直奇偶校验码

（2）水平垂直奇偶校验源数据水平校验位垂直校验位最后发送的数据水平垂直奇偶校验码（二维码）检错能力：可检出某行、某列的所有奇数个错；能发现大部分偶数个错；可以纠正不能同时满足行、列校验关系的一位错不能检出某些互相补偿的偶数个错。（3）群计数码

把信息码元中“1”的个数用二进制数字表示，并作为监督码元放在信息码元的后面，这样构成的码称为群计数码。101011101110“1”的个数6110

监督码

群计数码有较强的检错能力，除了同时出现码组中“1”变为“0”和“0”变为“1”的成对错误外它能纠正所有形式的错误。恒比码码字中“1”的数目与“0”的数目保持恒定比例的码称为恒比码。国际无线电报码就是一种恒比码，又称为“7”中取“3”码。恒比码的主要优点是简单，适用于电传机及其他产生固定字符的键盘设备。ISBN国际统一图书编号国际统一图书编号也是一种检错码，主要目的是为了防止书号在通信过程中发生误传。图书编号的格式有统一的规定。例题讲解【例5-2】已知某通信系统传送ASCII码（7位信息码元，设为a6a5a4a3a2a1a0），采用偶校验。试回答：（1）发送信息码为0001100时，监督码元PE为何值？发送信息码为0101100时，监督码元PE为何值？（2）若校验器的输出时，则当传送正确时，收端校验器的输出PE为何值？为什么？第5章信道编码

（差错控制编码）39学习完本章，你应重点掌握以下内容：

信源编码的概念和目的差错控制编码的检错与纠错原理线性分组码及汉明码的编解码（监督矩阵和生成矩阵）卷积码的编码及图解表示本章学习重点学习指南2025/12/2440一、线性分组码的基本概念3、线性分组码：按照一组线性方程构成的分组码，应用广泛。4、汉明码：能够纠正一位错码且编码效率较高的一种线性分组码。信息位监督位二、汉明码的构造原理在接收端译码时，实际上是计算若S=0，则认为无错；若S=1，则认为有错。上式称为监督关系式，S称为校正子。由于S取值有两种，因此只能代表有错和无错两种信息，但不能指出错码的具体位置。二、汉明码的构造原理二、汉明码的构造原理S1

S2

S3错码位置S1

S2

S3错码位

置001a0101a4010a1110a5100a2111a6011a3000无错码三个校正子的值指示了8种不同的错误图样二、汉明码的构造原理同理，可得其他两个监督关系式监督位应使以上三式中的S1、S2和S3的值为零（即无错码），即

（5-11）已知信息码元，就可计算出监督位的值。二、汉明码的构造原理已知信息码元后，就可直接按前面的式子计算出监督位，结果如下表示。信息码元a6

a5

a4

a3监督码元a2

a1

a0信息码元a6

a5

a4

a3监督码元a2

a1

a00000000100100011010001010110011100001110111011010101100010001001101010111100110111101111111100010001001010100111例如，若接收码组为0000011，则S1=0，S2=1，S3=1。由于S1S2S3=011，查教材156页的表5-4可知a3位有一位错码。三、线性分组码的一般原理三、线性分组码的一般原理三、线性分组码的一般原理三、线性分组码的一般原理三、线性分组码的一般原理三、线性分组码的一般原理B·HT=S结论：三、线性分组码的一般原理复习：乘法矩阵算法示例讲解例题1教材159页例5-3、5-4例题2补充例题

设一线性分组码的错误图样如下表所示。解答下面问题：错码位置S1

S2

S3a6a5a4a3a2a1a0无错110101011111100010001000（1）确定（n，k）中n、k值。（2）求监督矩阵H；（3）求生成矩阵G；（4）写出全部码组；（5）求最小码距dmin；（6）若接收码组B=（01111111），试纠正之；（7）画出该线性分组码的编码器框图。第5章信道编码

（差错控制编码）57学习完本章，你应重点掌握以下内容：

信源编码的概念和目的差错控制编码的检错与纠错原理线性分组码及汉明码的编解码（监督矩阵和生成矩阵）卷积码的编码及图解表示本章学习重点学习指南2025/12/2458一、循环码的基本概念循环码是一种特殊的线性分组码，也是目前研究最为透彻的一类码，大多数有实用价值的纠错码都是循环码。循环码与一般的线性分组码相比具有以下优点：循环码的编码及译码易于用简单的具有反馈连接的移位寄存器来实现。二、循环码的代数结构循环码的定义将任一码字的7个码元排在一个圆周上，则从圆周的任一码元开始，按顺时针方向移动一周，都将构成该码的一个码字，这就是循环码的由来。二、循环码的代数结构（1-1）三、循环码的生成多项式和生成矩阵三、循环码的生成多项式和生成矩阵三、循环码的生成多项式和生成矩阵三、循环码的生成多项式和生成矩阵在系统码中，编码后的信息码元保持原样不变！四、循环码的编译码过程四、循环码的编译码过程补充题已知一个循环码的生成多项式为g(x)=(x+1)(x4+x+1)，若编码效率为R=2/3。计算码长n和信息位数k。若信息码组为1010110110时，求系统循环编码器的编码输出。已知（15,7）循环码的生成多项式的八进制表示为（721）8，试写出其生成多项式g(x)。

已知（7，4）循环码的生成多项式为

。（1）求其生成矩阵G。（2）求其监督矩阵H。已知（7，3）循环码的一个码字为1001011。（1）写出生成多项式；（2）写出生成矩阵（典型阵）；（3）写出所有码字；（4）画出循环码编码器。第5章

信道编码

——数字通信的“纠错铠甲”5.5卷积码70学习完本章，你应重点掌握以下内容：

信源编码的概念和目的差错控制编码的检错与纠错原理线性分组码及汉明码的编解码（监督矩阵和生成矩阵）卷积码的编码及图解表示本章学习目标学习指南一、卷积码（有人比喻为记忆未来的编码）卷积码由埃利斯(Elias)于1955年提出。1957年，伍成克拉夫（J.M.Wozencraft）提出了序列的译码法。1963年，梅西（J.L.Massey）提出效果稍差但易于实现的门限译码法。1967年，维特比（Viterbi）提出最大似然的Viterbi译码法。卷积码是一种非分组码，与分组码的主要差别是它是一种有记忆的编码，即在任意时段，编码器的个输出不仅与此时段的个输入有关，而且还与存贮其中的前若干个时段的输入有关，因此可以把分组码视为记忆长度等于零的卷积码。卷积码的性能优于分组码。卷积码编码电路实现简单，在以计算机为中心的数据通信系统以及数字通信系统得到了广泛的应用。核心特征：约束长度（记忆前N-1段信息）编码器结构：移位寄存器+模2加法器记法：卷积码记为(n,k,N)，其编码效率为R=k/n。图形描述：树图、网格图、状态图一、卷积码（有人比喻为记忆未来的编码）假设该移位寄存器的起始状态全为零，编码器的输出比特c1c2表示为：c1=m1+m2+m3c2=m1+m3其中，m1表示当前的输入比特，而m1m2表示存储的以前的信息。当第一个输入比特为1时，即m1=1，因m3m2=00，所以输出c1c2=11，这时m1=1，m3m2=01，c1c2=01，依此类推，为保证输入的信息[11010]都能通过移位寄存器，还必须在输入信息位后填加3个0。二、卷积码编码的基本原理二、卷积码编码的基本原理二、卷积码编码的基本原理m111010000m3m20001111001100000c1c21101010010110000状态表示abdcbcaa

增加3个0结论：

输入序列[11010]经过(2,1,3)卷积码编码器的输出序列为[1101010010110000]，即表中的第3行。三、卷积码编码的图形描述树形图描述

网格图描述

状态图描述四、维特比译码——最优路径选择卷积码的译码方式：维特比译码、序列译码和门限译码。算法本质：最大似然译码+路径度量

关键操作：保留幸存路径，丢弃高误差路径

译码优势：高效纠正随机错误，适合卷积码

维特比译码像极了“迷宫寻宝”，每条路径都有需要付出代价，译码器会始终选择最省力的那条。即使中途有干扰（误码），最终也能找到正确出口！四、维特比译码——最优路径选择维特比译码像极了“迷宫寻宝”，每条路径都有需要付出代价，译码器会始终选择最省力的那条。即使中途有干扰（误码），最终也能找到正确出口！四、维特比译码——最优路径选择维特比译码像极了“迷宫寻宝”，每条路径都有需要付出代价，译码器会始终选择最省力的那条。即使中途有干扰（误码），最终也能找到正确出口！第5章

信道编码

——数字通信的“纠错铠甲”5.6交织编码一、交织编码（打破突发错误）设计思想：将突发错误分散为随机错误

分组交织器：矩阵行列置换（图1）

卷积交织器：移位寄存器延迟链（图2）

典型应用：移动通信抗多径衰落

x=(x1x2x3…x24x25)（图1）图1图2二、交织编码的原理假设待发送的一串码字为x=(x1x2x3…x24x25)交织存储器为一行列交织矩阵，它按列写入按行读出，即

则交织存储器输出并送入突发信道的信息为

二、交织编码的原理假设假设突发信道产生两个突发错误：第一个突发产生于x1至x21连续错5位；第二个突发产生于x13至x4连续错4位。将经突发信道输出的信息表示为交织存储器为一行列交织矩阵，它按列写入按行读出，即

x进入去交织存储器，按行写入，按列读出，即则去交织存储器的输出为

红色横线表示突发错码第5章

信道编码

——数字通信的“纠错铠甲”5.8Turbo码Turbo码——编码中的迭代力量编码结构：并行级联卷积码+交织器（图3）

译码原理：软输入/输出迭代译码（图4）

性能突破：逼近香农极限，时延换可靠性

5G应用：eMBB场景高速数据业务图3

图4第5章

信道编码

——数字通信的“纠错铠甲”5.9极化码极化码——5G的“中国芯”数学基础：信道极化理论（好信道/坏信道分离）

华为突破：首个5G标准信道编码方案

优势：理论可达香农极限，硬件实现简单

极化码是数学家的浪漫！通过信道极化，让优质信道传输关键信息，劣质信道弃用。华为凭借它，在5G标准争夺中“一剑封喉”！编码技术对比与5G选择LDPC码：高吞吐，适合eMBB。极化码：高可靠，适合控制信道

。Turbo码：逐步退出，4G里仍在应用。设计哲学：根据具体的场景决定技术选型。数字通信第六章数字信号的调制传输第6章信道复用与多址技术

数字通信系统传输的是数字信号，它们以码元序列的形式从发送端经过信道传输到达接收端。本章讨论数字信号的传输方法——已经应用或得到广泛应用的数字调制技术，主要讨论各种基本的数字调制方式的工作原理、实现方法，以及已调信号的频谱特性和信号带宽等。引言91二进制数字调制原理及频谱特征二进制数字调制系统的抗噪声性能多进制数字调制系统现代数字调制系统简介和发展趋势1234内容提要92本章学习目标学习指南数字调制技术的分类基本数字调制技术的原理（信号波形、功率谱密度、电路原理图）QAM调制技术的原理数字调制技术的比较93本章素质目标学习指南通过纵向对比调制技术的性能，引导学生运用类比法思考问题，培养学生归纳和总结能力。引导学生领悟调制技术不断改进和进阶的原因，向学生普及科技创新观，以课外延伸活动方式，鼓励学生查阅资料和文献，了解通信领域更加尖端的技术，使学生树立创新意识。数字调制解调所在位置信源信源编码信道编码数字调制信道噪声源数字解调信道译码信源译码信宿数字通信系统框图二进制数字调制原理及频谱特征二进制幅移键控(2ASK)（1）2ASK波形(2)2ASK表达式(3)2ASK的调制模拟法[把s(t)当成模拟信号进行调幅处理]×(3)2ASK的调制键控法（用数字开关控制载波的通断）键控法具体实现电路举例(1)键控法具体实现电路举例(2)(4)2ASK的解调2ASK可以采用2种解调方法相干解调非相干解调2ASK的相干解调×t低通滤波抽样判决tt2ASK的非相干解调t包络检波低通滤波抽样判决(5)2ASK的功率谱密度单极性不归零波功率谱2ASK功率谱(6)2ASK的带宽和频带利用率二进制频移键控(2FSK)（1）2FSK波形原始信息ttt2ASK2FSK(2)2FSK的表达式t2FSK可分解成tt可见2FSK可看作是2个2ASK信号之和(2)2FSK的表达式(3)2FSK的调制直接调制法2FSK直接调制具体电路举例(3)2FSK的调制间接实现间接实现(续)(4)2FSK的解调相干解调非相干解调包络检波法过零检测法2FSK相干解调法2FSK包络检波法(属于非相干解调)2FSK过零检测法(属于非相干解调)(5)2FSK的功率谱密度P2FSK(f)=P1(f)+P2(f)

P1(f)=[Ps(f+f1)+Ps(f-f1)]

P2(f)=[Ps(f+f2)+Ps(f-f2)]

(5)2FSK的功率谱密度基带信号功率谱密度2FSK信号功率谱密度(6)2FSK信号的带宽和频带利用率二进制相移键控(2PSK)(1)2PSK波形原始信息tt2PSKt载波100110(2)2PSK的表达式从上图可以看出2PSK可以看作是双极性数字基带信号与载波直接相乘的结果(3)2PSK的调制(4)2PSK的解调注意:2PSK只能采用相干解调,因为发”0”或发”1”时,采用相位变化携带信息。具体地说：其振幅不变(无法提取不同的包络)频率也不变(无法用滤波器分开)此知识点经常在各类考试中出现!2PSK相干解调框图（与2ASK相干解调基本一样）只不过低通滤波器的输出是双极性的×低通滤波抽样判决2PSK的“相位模糊”现象二进制差分相移键控(2DPSK)为了解决2PSK解调中的“相位模糊”问题，人们发明了2DPSK(1)波形t2PSKt载波100110t2DPSK初始相位(2)差分编码与2DPSK的关系100110t差分编码初始电平000110t如果我们对差分编码以后的码进行直接2PSK调制…差分编码后的2PSK就是原码的2DPSK又称“绝对码”又称“相对码”(3)2DPSK信号的产生方法绝对码相对码2PSK调制(4)2DPSK的解调相干解调先对2DPSK进行2PSK解调，得到相对码，再进行差分译码，得到绝对码差分相干解调采用延时和乘法器电路，使前后波形相同和不同时，输出的结果不同，从而实现直接解调，无须进行差分译码2DPSK的相干解调×t低通滤波抽样判决t2DPSKt载波000110(1)10差分译码0101100110差分译码器的内部结构2DPSK的差分相干解调×延迟Tbt2DPSK2DPSK延迟Tbt低通滤波抽样判决(低电平判1)100101t100110(5)2PSK和2DPSK的功率谱2(D)PSK的功率谱双极性不归零码的功率谱(6)2(D)PSK的带宽和频带利用率二进制数字调制系统的抗噪声性能2ASK的抗噪声性能非相干解调的误码率相干解调的误码率2FSK的抗噪声性能非相干解调的误码率相干解调的误码率2PSK相干解调的误码率（也只能相干解调）2DPSK差分相干解调的误码率2ASK,2FSK,2(D)PSK比较误码率在相同解调方式下(例如都用相干解调)，误码率由大（坏）到小（好）排列为

2ASK误码率>2FSK误码率>2PSK对于同一系统（例如2ASK），相干和非相干解调的误码率关系为非相干解调误码率>相干解调误码率2ASK,2FSK,2(D)PSK比较频带宽度和频带利用率由前面的分析可知多进制数字调制系统采用多进制数字调制系统的优缺点:优点大大提高了传信率和频带利用率缺点降低了噪声容限，需要更好信道或更高功率设备复杂度大大提高MASK（多进制数字调幅）调制原理（1）波形,以4ASK为例4进制基带信号4ASK信号可见MASK信号可由单极性多进制基带信号乘以载波得到（2）MASK波形的分解可见MASK信号可看作多个2ASK信号的叠加，因此功率谱为（3）MASK的功率谱（4）MASK带宽和频带利用率[例题]求传码率为1000波特的16进制ASK系统的带宽和频带利用率；若采用2进制ASK，传码率不变，带宽和频带利用率又是多少？可见2ASK只不过是MASK的一种特殊情况MFSK（多进制数字调频）调制原理波形，以4FSK为例t4FSK302130要注意在实际中4个载波频率都远远高于码元速率(2)MFSK的调制二进制111113-8译码器10012ASK开关电路无信号无信号fm信号fm信号(3)MFSK的解调滤除带外噪声与2FSK原理一样，只不过变成多路8-3编码器fm信号无信号无信号fm信号001111111从整个调制解调过程可以看到，MFSK基本上继承了2FSK的思想，把波形分解成M个ASK来分别处理(4)MFSK的功率谱和带宽(5)MFSK的频带利用率所以MFSK在实际中并不常用MPSK（多进制数字调相）调制原理星座图的概念和物理意义参考相位（在这里可以认为是载波相位）发“1”时与载波同相发“0”时与载波反相原点可以看出，如果确定了原点和参考方向，这些矢量可以分别用1个星座点来表示，如图104PSK（π/2系统）的星座图同理，对2PSK进行推广，当采用4PSK时我们可以令发“00”时，使产生波形与载波同相（相位差=0）发“11”时，使产生波形与载波反相（相位差=π）发“10”时，使产生波形与载波相位差=π/2发“01”时，使产生波形与载波相位差=-π/2参考相位001110014PSK（π/2系统）的波形2302014进制数据2进制数据101100100100参考载波tt2进制数据与载波相位差00010π/211π01-π/24PSK（π/2系统）的调制属于模拟选通电路（例如CD4051等）4PSK（π/4系统）的星座图如果令发“11”时，使产生波形与载波相位差=π/4发“10”时，使产生波形与载波相位差=-π/4发“01”时，使产生波形与载波相位差=3π/4发“00”时，使产生波形与载波相位差=-3π/4参考相位11100100各种MPSK星座图举例4PSK（π/4系统）的波形2302014进制数据2进制数据101100100100参考载波t2进制数据与载波相位差00-3π/410-π/411π/4013π/4t4PSK(π/4系统)的调制把星座图的数据改称双极性就容易理解了例如发“11”（记为ab）时，发送波形应为参考相位1，11，-1-1，1-1，-1当发其他数据时同样有这个规律也可以用矢量分解来理解上述过程参考相位1，11，-1-1，1-1，-1参考相位（即载波）的同相分量，为+1，即a位{a,b}参考相位（即载波）的正交分量，为+1，即b位{a,b}{a,b}{a,b}可见任意一个星座点都可以用同相分量+正交分量得到，而这两个分量的系数由{a,b}来确定4PSK(又称QPSK)的调制框图上图中输入一串数据时的波形4PSK的解调4DPSK的原理与2DPSK类似，根据要发的数据，在前一个码元的波形基础上进行相位移动,而不是与载波比较;这时候相位关系表格中的相位意义是本码元相位与上一个码元相位之差。4DPSK（π/2系统）的波形2302014进制数据2进制数据101100100100t2进制数据与前1码元相位差00010π/211π01-π/2初始相位4DPSK（又称QDPSK）的调制与2DPSK类似，只要先把“绝对码”变成“相对码”，再进行4PSK调制即可但是要注意，这里的码变换不是简单的差分码变换，因为涉及到{a,b}2位的运算4DPSK码变换举例原始数据101100100100参考载波t码变换后（00）100101000101t2进制数据与载波相位差00010π/211π01-π/2可见对变换后码进行PSK调制，相当于对原始码进行DPSK调制4DPSK的调制框图上图中输入一串数据后的波形8PSK简介星座图参考相位000001011010110111101100另一种8PSK参考相位000001011010110111101100后一种8PSK的调制实现电平产生电路可以由多路选择开关实现，其输入/输出对应关系见右表b1b3(输入)输出电平11cos(π/8)10sin(π/8)00﹣sin(π/8)01﹣cos(π/8)MPSK的解调4PSK的解调（只能采用相干解调）8PSK的解调LPLPLPLP现代数字调制系统正交幅度调制(QAM)对4PSK正交调制的一种扩展应用于ADSL接入最小频移键控(MSK)频差最小的2FSK应用于GSM网基站与手机之间的调制正交频分复用(OFDM)应用于最新的ADSL设备中第3~4代移动通信的主流调制方式§8.4.1正交幅度调制(QAM)16QAM的星座图和对应编码参考方向0000000100110010010001010111011011001101111111101000100110111010QAM的编码与星座坐标的关系如果将4位编码记为{a1a2,b1b2}则观察上图可发现(1)任意相邻2点的编码的欧式距离(即码距,也就是不同位的个数)达到最小值1(2)凡是横坐标相同的点其a1a2编码必相同(3)凡是纵坐标相同的点其b1b2编码必相同利用上述规律进行向量分解参考方向101010001001101111

1101

1101

11观察上图矢量分解的坐标与编码关系可发现a1a2同相分量的振幅10+3V11+1V01-1V00-3VQAM的调制串/并2-L电平转换2-L电平转换同相矢量振幅正交矢量振幅××+矢量合成QAM的频带利用率§8.4.2最小频移键控(MSK)MSK就是最小频差的2FSK在实现MSK有2大原则使频差最小,从而减小带宽,提高频带利用率使波形连续,从而减小高频分量一、频差最小原则我们在学习2FSK的时候,有结论(1)滤波器法如果采用滤波器法，2个主瓣不能重叠，则最小频差(从图中可以看出)为(2)正交法两个信号正交的定义(2)正交法当两个信号正交时,在接收端可以通过乘法器和积分器来识别接收到的到底是哪个信号,这是因为(2)正交法我们现在分析:当2FSK中2个频率差别最小是多少时,这2个信号满足正交条件(2)正交法若使发”0”和发”1”时的2信号正交,则根据正交的定义,有(2)正交法(2)正交法（结论）可见正交法把频差减低到了滤波法的1/4但是，对于这样的频差，不能再使用滤波器分离，只能采用“相乘再积分”的方法识别即MSK决不能使用图8.6中的普通2FSK方式进行解调。二、相位连续原则画图示意11010如何保证相位连续？理论计算（1）MSK的表达式额外加入这一项是为了保证相位连续为了保证相位连续，需要：保证相位连续的条件11010三、MSK的表达式及其分解MSK的表达式分解四、MSK信号的产生差分编码串/并变换××××+五、MSK的相位路径图相位路径图中的“相位”指的是MSK信号与载波fc的相位差，所以要先画出载波11010MSK载波OFDM(正交频分复用)可以看作是MFSK与另一种多进制数字调制（如MPSK或QAM）的结合首先,有多个载频(MFSK),各载频两两相互正交其次,每个载频都采用多进制传输（如QPSK或QAM，甚至可以彼此不同）根据信道的传输特性（工作能力）分配传输数据量（工作量）；在衰减大的载频点降低传信率在衰减小的载频点加大传信率一、基本原理1、与MSK的异同相同点都要使载波频点之间的频差最小，从而达到降低带宽和提高频带利用率的目的因此，各载波频率之间两两正交不同点MSK只有2个载频，这2个载频不会同时出现，而且每个载波的附加相位不是0就是πOFDM的各载波可能同时出现，而且每个载波都可能是一个MPSK载体，随意其附加相位不固定2、各载波之间关系根据正交条件请注意：理解为什么有这2项对于理解“为什么OFDM的各载波频差与MSK频差不一样”这个问题很关键正是由于这两个相位的存在，使得在0~Tb内三角函数的半个周期信号不一定能满足积分等于0！，但在0~Tb内整周期的三角函数信号积分仍然必等于02、OFDM各载波之间关系3、OFDM的功率谱示意图4、OFDM的表达式（对于理解调制实现方法很有用）与离散反付立叶变换(IDFT)表达式形式完全一样二、OFDM的（一种）调制实现串/并变换编码映射IFFT并/串变换D/A变换LPF(低通)上变频三、OFDM的频带利用率可见OFDM是QAM调制频带利用率的2倍本章重点2进制调制(2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK)原理2进制调制波形画法调制波形给定一解调框图，各点输出波形2进制调制带宽和频带利用率各种2进制调制误码率的大小排列规律4PSK和4DPSK的波形画法及相关计算数字通信206第7章信道复用与多址技术208前面各章节所讨论的内容是针对传输单路信号而言的，但实际上信道往往要传输多路信号，这就是信道复用问题。

多址技术是指多个用户可以共享通信信道，多址技术使信道的通信资源被互相通信的大量用户所共享。因此，多址技术也是在通信系统内信道复用的一种方法。

多路复用技术和多址技术都是现代通信系统中的关键技术。本章主要讨论这两种技术的基本原理。引言209频分多路复用的概念和特点时分多路复用的概念与工作原理

PCM30/32系统帧结构数字复接的概念多址通信方式的分类、原理及其特点本章学习目标学习指南210引导学生在学习难以掌握的知识时，寻找现实生活相关场景与新技术对比的思维方式，培养学生问题导向意识，以及寻找解决问题的办法。本章素质目标学习指南211多路复用与多址技术频分复用（FDM）时分复用（TDM）与数字复接多址通信方式1234内容提要数字通信系统构成回顾2126.1多路复用与多址技术第6章信道复用与多址技术214内容提要信道复用技术应用背景多路复用与多址的基本概念12早期的传输线路一对线只能传送一路电话后来发明了载波电话，上述情况有了突破。单路载波电话在一对线上可以通两路电话，线路的利用率提高了一倍。后来陆续开发出3路、12路、60路载波电话等，使电信线路的传输能力提高了几倍、几十倍。同轴电缆载波系统更使通信的容量从几百路提高到几千路、上万路20世纪70年代后期，开始大量使用光纤通信。一条光纤就可以通几百上千路电话。20世纪80年代，模拟调频微波通信的容量已达1800~2700路。到20世纪90年代中期，一根光纤可以开通几万路电话。“波分复用技术（WDM）”的应用，使一根光纤已能开通几十万路电话，而且还在继续提高，其通信容量发展之快令人惊叹。

这些都是“多路复用技术”的成果。6.1.1信道复用技术应用背景215在无线通信方面，多路复用技术也得到广泛的应用。早在20世纪30年代初期，在无线电通信中就使用了多路复用技术。20世纪40年代以后，微波通信中更是广泛地应用了多路复用技术。到20世纪80年代，模拟调频微波通信的容量已经高达1

800～2

700路20世纪80年代末发展起来的数字微波通信，多路复用的容量更高。1965年以后，卫星通信发展很快，20世纪90年代，新的卫星通信系统应用多路复用技术，可以承载约35

000路电话和多个频道电视节目的传输。6.1.1信道复用技术应用背景216217内容提要信道复用技术应用背景多路复用与多址的基本概念12实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术叫做多路复用技术。采用多路复用技术可以提高电信线路的传输效率，降低成本。通常将多路信号在发送端合并后通过信道传输，然后在接收端分开并恢复各路信号的过程分别称为复接和分接。根据信号分割技术，多路复用技术可以分为频分复用、时分多路复用和码分多路复用等方式。6.1.2多路复用与多址的基本概念2181．多路复用频分复用是将各路信号分别调制到不同的频段进行传输，多用于模拟通信。从本质上来说，波分复用技术（WDM）是一种频分复用技术。光波的频率发生变化时，波长也相应变化。因此波分复用技术是一种专用于光纤通信技术的特殊的频分复用技术。在现阶段可以应用的光纤窗口为0.85

m，1.31m和1.55m。6.1.2多路复用与多址的基本概念2191．多路复用时分复用技术是利用时间上离散的脉冲组成相互不重叠的多路信号，广泛应用于数字通信。因各种原因，时分复用技术的标准未能统一，存在着两种不同制式，三套不同的标准，这种现象极大地影响了时分复用技术的发展和应用。为此，ITU-T制定了统一的标准来解决这一问题，这套标准即为数字复接等级标准。在时分复用技术中，每个终端用户都被固定分配了一条信道，即使有的终端用户并没有有效数据进行传输，仍然要占据一条信道，这种现象造成了信道的浪费，导致信道的低效率使用。为解决这一问题，在传统的时分复用技术的基础上进行了改进，发展了统计时分复用技术。与传统时分复用技术不同的是，在统计时分复用技术下，终端用户的信道是动态分配的，只有那些确实有数据要传送的终端才能分配到信道，有效地提高了线路的使用效率。码分复用？6.1.2多路复用与多址的基本概念2201．多路复用对于有线通信（针对电话交换网），多用户相互通信问题是通过交换技术来解决的。而早期的无线通信主要是以点对点通信为主。当卫星通信、移动通信和计算机通信网等新的通信方式发展以后，用户位置分布广泛，需要采用多址方式实现多用户间的相互通信。6.1.2多路复用与多址的基本概念2212．多址技术（多用户通信）目前有多种类型的多用户通信系统，一种多用户通信系统是如图6-1（a）所示的多址系统，该系统中的大量用户共用通信信道以传送信息到接收机。这个共用信道可以是卫星通信系统的上行链路，也可以是与接入中心计算机的一组终端连接的电缆，还可以是与某一无线接收机相联系供多个用户使用的无线频谱的某个频带。例如，在蜂窝移动通信系统中，用户是该系统中任一特定小区中的移动台（手机），接收机在给定小区的基站中。第二种类型的多用户通信系统是广播网。在该网络中，一部发射机发送信息到多个接收机，如图6-1（b）所示。广播系统包括普通的无线电和TV电视系统，以及卫星系统的下行链路。多址系统和广播网络是最常用的多用户通信系统。第三种类型的多用户系统是存储和转发网络，如图6-1（c）所示。第四种类型是如图6-1（d）所示的双向通信系统。6.1.2多路复用与多址的基本概念2222．多址技术（多用户通信）6.1.2多路复用与多址的基本概念2232．多址技术（多用户通信）多路复用和多址方式两者都是解决信道的复用问题。它们在通信过程中都包括多个信号的复合、复合信号在信道上的传输以及信号的分离三个过程，如图6-2所示。通过信道复用，多个终端能共享一条高速信道，从而达到节省信道资源、提高信道使用效率的目的。多址技术与多路复用有几点细微差别，主要表现在：（1）多路复用通常使信道（例如电话信道）被局部范围内的用户所共享，多个信号在基带信道上复合和分离，信号直接来自话路。（2）多址技术使通信信道（或通信资源），例如卫星无线信道等，被分布在不同位置上的用户远程共享，多个信号在射频信道上复用，信号来自不同的站址。6.1.2多路复用与多址的基本概念2242．多址技术（多用户通信）信号的复合与分离小结1．信道复用的基本概念复用——若干路彼此独立的信号，先组合成一个复合信号，再在同一信道上传输的技术。常用的复用方式分类如下：225数字通信226数字通信系统构成回顾2276.2频分复用（FDM）第6章信道复用与多址技术229内容提要频分复用的概念频分复用在电话系统中的应用频分复用技术特点1237.2.1频分复用的概念230频分复用（FDM）是将传输频带分成N个部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。这样在一对传输线路上可有N路信息传送，而每一路信息所占用的只是其中的一个频段，如图6-3所示。理论上，当传输介质的带宽大于要传输的所有信号的带宽之和时，就可以使用频分多路复用技术。每一路信号被调制到不同的载波频率上，调制后的信号被组合成通过介质传输的复合信号。因而频分制通信又被称为载波通信，它是模拟通信的主要手段。为防止信号之间的互相干扰，在信道之间应留出足够的保护频带，以保证这些信号的带宽不会产生重叠。图6-3频分多路复用示意图231内容提要频分复用的概念频分复用在电话系统中的应用频分复用技术特点1236.2.2频分复用在电话系统中的应用232频分多路复用技术被广泛应用于模拟通信系统，如固定电话系统、有线（闭路）电视系统等。下面以话音信号为例，说明频分复用的复用和解复用原理。1．复用过程图6-4所示说明了在固定电话系统中如何使用频分多路复用技术将3路话音信号通过一对传输线路传送。每路话音信号的频率范围都是相近的，在复用器中，3路信号被调制到不同的载波频率（f1，f2，f3）上，然后将调制后的复合信号通过宽带的传输线路传送。图6-4复用过程7.2.2频分复用在电话系统中的应用2332．解复用过程图6-5所示说明了在固定电话系统中的解复用过程。在接收端使用带通滤波器将3路话音信号从复合信号中分离出来，之后再送到解调器进行解调。至此，3路话音信号被还原出来。图6-5解复用过程频分复用时，各路载频的间隔除考虑频谱不重叠外，还要考虑邻路之间的相互干扰以及带通滤波器制作上的困难。因此，在保证各路信号的带宽外，载频与载频还应留有一定的防护带。234内容提要频分复用的概念频分复用在电话系统中的应用频分复用技术特点1237.2.3频分复用技术特点235频分多路复用技术的优点系统效率较高传输介质的带宽使用率高技术成熟成本低其缺点主要有：抗干扰性能差没有排错和纠错功能不适于传输数字信号而现代通信系统是以数字化通信为发展方向的，因此，在实际应用中广泛应用时分复用技术。236正交频分复用（OFDM）?小结2．频分复用（FDM）频分复用技术是各种复用技术中出现最早的一种技术。FDM技术的实现是基于两个方面进行的：一是调制技术，从而把处于同一频带内的多路基带信号搬移到不同的载频上——频谱搬移；二是信道带宽远大于单路已调信号带宽。频分复用技术的主要优点是技术成熟，易于实现。主要缺点是易产生路间干扰，其根本原因是相互复用的各路信号在时间上同时出现。频分复用技术在许多模拟通信系统中获得广泛应用。237习题：7-4、7-5、7-6教材练习题238作业布置《数字通信原理》苏文俊suwenjun@139.com239数字通信系统构成回顾2406.3时分复用（TDM）与数字复接第6章信道复用与多址技术242内容提要时分复用原理时分复用的帧结构数字复接技术1236.3.1时分复用原理243时分复用（TDM）是指各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。由前述的抽样理论可知，抽样的一个重要作用是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。具体来说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开、互不干扰的目的。图6-12（a）所示为时分多路复用示意图。各路信号经低通滤波器将频带限制在3

400Hz以下，然后加到快速电子旋转开关K1，K1开关不断重复地作匀速旋转，每旋转一周Ts秒对每一路信号每隔一个周期抽样一次，这样N个样值按先后顺序错开，合成的复用信号是N个抽样信息之和，如图6-12（b）和（c）所示。由各个信息构成单一抽样的一组脉冲叫做一帧。一帧中相邻脉冲之间的时间间隔叫做时隙（TimeSlot），未被抽样脉冲占用的时隙部分叫做防护时间。图中的开关K1、K2也称为分配器图6-12时分多路复用示意图6.3.1时分复用原理2446.3.1时分复用原理245图中，发送端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。合路后的抽样信号送到PCM编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。在接收端将这些从发送端送来的各路信码依次解码，还原后的PAM信号由收端分配器旋转开关K2依次接通每一路信号，再经低通平滑，重建话音信号。接收端的分配器起到时分复用的分路作用，所以接收端分配器又叫分路门。为保证正常通信，发送、接收端旋转开关K1，K2必须同频同相。同频是指K1，K2的旋转速度要完全相同，同相指的是发送端旋转开关K1连接第一路信号时，接收端旋转开关K2也必须连接第一路，否则接收端将收不到本路信号，要求发送、接收双方必须保持严格的同步。6.3.1时分复用原理246【例6-1】对10路带宽均为300～3

400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。抽样速率为8

000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为τ的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的最小带宽。解：PCM时分复用信号的传输速率为Rb

=8

log2810kbit/s=

240kbit/s二进制基带系统的最大频带利用率为所以，传输此信号所需最小带宽为247内容提要时分复用原理时分复用的帧结构数字复接技术1236.3.2时分复用的帧结构248以PCM30/32路电话系统为例，来说明时分复用的帧结构，这样形成的PCM信号称为PCM一次群信号。时分多路复用的方式是用时隙来分割的，每一路信号分配一个时隙叫路时隙，帧同步码和信令码也各分配一个路时隙。PCM30/32系统的意思是整个系统共分为32个路时隙，其中30个路时隙用来传送30路话音信号，一个路时隙用来传送帧同步码，另一个路时隙用来传送信令码。次群以1.5Mbps为基础的系列以2Mbps为基础的系列日本体制（kbps）北美体制（kbps）欧洲体制（kbps）0次群6464641次群1554155420482次群6312631284483次群3206444736343684次群977281392641392645次群*2741765651486.3.2时分复用的帧结构2496.3.2时分复用的帧结构250从图中可看出，PCM30/32路系统中一个复帧包含16帧，编号为F0帧、F1帧，…，F15帧，一复帧的时间为2ms。每一帧（每帧的时间为125

s）又包含有32个路时隙，其编号为TS0～TS31，每个路时隙的时间为3.9

s。每一路时隙包含有8个位时隙，每个位时隙的时间为0.488

s。根据抽样理论，每帧频率为8

000帧/s，帧周期为125s，所以PCM30/32路系统的总数码率是Rb

=8

000

(帧/s)

32

(路时隙/帧)

8

(bit/路时隙)

=2

048kbit/s

=

2.048

Mbit/s6.3.2时分复用的帧结构251【例6-2】6路独立信源的最高频率分别为1kHz、1kHz、2kHz、2kHz、3kHz、3kHz。若采用时分复用方式进行传输，每路信号均采用8位对数PCM编码。（1）设计该系统的帧结构和总时隙数，求每个时隙占有的时间宽度及码元宽度。（2）求信道最小传输带宽。解：（1）若选择抽样频率为6kHz，则每路信号都符合抽样定理的要求。不考虑帧同步码、信令码，帧结构如图6-16所示。每帧共6个时隙，每个时隙占有的时间宽度为27.8

s，码元宽度为3.5

s。（2）信息传输速率为Rb

=6

000

(帧/s)

6

(时隙/帧)

8

(bit/时隙)

=

288kbit/s信道最小传输带宽为：Bc

=

Rb/2=

144kHz252内容提要时分复用原理时分复用的帧结构数字复接技术1236.3.3数字复接技术253在时分制数字通信系统中，为了扩大传输容量和提高传输效率，常常需要将若干个低速数字信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速宽带信道中传输。扩大数字通信容量有两种方法。一种方法是采用PCM30/32系统（基群或一次群）复用的方法。例如需要传送120路电话时，可将120路话音信号分别用8kHz抽样频率抽样，然后对每个抽样值编8位码，其数码率为8000

8

120

=

7

680kbit/s。由于每帧时间为125

s，每个路时隙的时间只有1

s左右，这样每个抽样值编8位码的时间只有1

s时间，其编码速度非常高，对编码电路及元器件的速度和精度要求很高，实现起来非常困难。但这种方法从原理上讲是可行的，这种对120路话音信号直接编码复用的方法称PCM复用。另一种方法是将几个，例如4个经PCM复用后的数字信号再进行时分复用，形成更多路的数字通信系统。显然，经过数字复用后的信号的数码率提高了，但是对每一个基群编码速度没有提高，实现起来容易，目前广泛采用这种方法提高通信容量。由于数字复用采用数字复接的方法来实现，又称数字复接技术。1．数字复接的概念6.3.3数字复接技术254数字复接系统由数字复接器和数字分接器组成，如图6-17所示。数字复接器是把两个或两个以上的支路（低次群），按时分复用方式合并成一个单一的高次群数字信号设备，它由定时、码速调整和复接单元等组成。数字分接器的功能是把已合路的高次群数字信号，分解成原来的低次群数字信号，它由帧同步、定时、数字分接和码速恢复等单元组成。1．数字复接的概念图6-17数字复接系统方框图6.3.3数字复接技术255定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。码速调整单元是把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各个支路信号复接成一个数字流。在复接时还需要插入帧同步信号，以便接收端正确接收各支路信号。分接设备的定时单元是由接收信号中提取时钟，并分送给各支路进行分接用。1．数字复接的概念图6-17数字复接系统方框图6.3.3数字复接技术256目前广泛使用的是分别以1

544kbit/s（T1）和2

048kbit/s（E1）为代表的两套准同步数字系列（PDH），CCITT已推荐了两类数字速率系列和复接等级，两类数字速率系列和数字复接等级分别如表6-1和图6-18所示。2．数字复接等级群号一次群二次群三次群四次群数码率（Mbit/s）1.544（T1）6.31232.06497.728话路数2424

4=9696

5=480480

3=1440数码率（Mbit/s）2.048(E1)8.44834.368139.264话路数3030

4=120120

4=480480

4=1920表6-1 两类数字速率系列6.3.3数字复接技术2572．数字复接等级图6-18数字复接等级示意图6.3.3数字复接技术258随着数字通信业务的不断发展，未实现标准化的准同步数字系列（PDH）逐渐成为实现数字通信的重要阻碍。为此，CCITT于1988年通过了同步数字系列（SDH），采用同步转移模式（STM），它的第一级速率为155.52kbit/s（STM-1），而其他高级速率是在第一级速率基础上采用同步复接实现，解决了准同步数字系列的非标准化及其他一些缺点。SDH的优点同步复用强大的网络管理能力统一的光接口及复用标准2．数字复接等级6.3.3数字复接技术259数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种。按位复接又叫比特复接，即复接时每支路依次复接一个比特。图6-19（a）所示是4个PCM30/32系统TS1时隙（CH1话路）的码字情况。图6-19（b）所示是按位复接后的二次群中各支路数码排列情况。按位复接方法简单易行，设备也简单，存储器容量小，目前被广泛采用，其缺点是对信号交换不利。3．数字复接方法与分类图6-19按位复接与按字复接示意图6.3.3数字复接技术260图6-19（c）是按字复接，对PCM30/32系统来说，一个码字有8位码，它是将8位码先储存起来，按规定时间四个支路轮流复接，这种方法有利于数字电话交换，但要求有较大的存储容量。按帧复接是每次复接一个支路的一帧（一帧含有256个比特），这种方法的优点是复接时不破坏原来的帧结构，有利于交换，但要求更大的存储容量。3．数字复接方法与分类图6-19按位复接与按字复接示意图6.3.3数字复接技术261几个低次群数字信号复接成一个高次群数字信号时，如果各个低次群，例如PCM30/32系统的时钟是各自产生的，即使它们的标称数码率相同，都是2048kbit/s，但它们的瞬时数码率也可能是不同的。各个支路的晶体振荡器的振荡频率不可能完全相同（CCITT规定PCM30/32系统的瞬时数码率在2

048kbit/s

100bit/s），几个低次群复接后的数码就会产生重叠或错位，如图6-20（b）所示。这样复接合成后的数字信号流，在接收端是无法分接恢复成原来的低次群信号的。因此，数码率不同的低次群信号是不能直接复接的。为此，在复接前要使各低次群的数码率同步，同时使复接后的数码率符合高次群帧结构的要求。所以，将几个低次群复接成高次群时，必须采取适当的措施，以调整各低次群系统的数码率使其同步，这种同步是系统与系统之间的同步，称系统同步。4．数字复接中的码速调整6.3.3数字复接技术2624．数字复接中的码速调整图6-20低次群复接示意图