數(shù)字通信技術(shù)教案

授課題目第一章數(shù)字通信概述教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：數(shù)字通信系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用，建立完整的數(shù)字通信系統(tǒng)概念。了解：通信系統(tǒng)模型及分類，數(shù)字通信的優(yōu)缺點及性能指標(biāo)。常用的幾種通信方式的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的組成及各組成部份的作用；2．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)概念；3．通信系統(tǒng)模型及分類；4．?dāng)?shù)字通信的優(yōu)缺點及性能指標(biāo)；5．常用的幾種通信方式的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。數(shù)字通信系統(tǒng)的組成及各部分的作用。教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）在人類活動中，信息的交流和傳遞稱為通信?，F(xiàn)代通信主要是指電通信，用電信號來傳遞聲音、圖像，數(shù)據(jù)等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到通信方面，電通信得到迅猛的發(fā)展。在世界上通信行業(yè)并列于能源、交通、鋼鐵、農(nóng)業(yè)成為第五大行業(yè)，伴隨著建設(shè)信息高速公路的熱潮，包括通信在內(nèi)的信息技術(shù)服務(wù)行業(yè)，越來越受到人們的重視，成為現(xiàn)代信息社會的一個重要標(biāo)志。通信系統(tǒng)的組成基本概念:\l"jdxh#jdxh"基帶信號：信源要傳輸?shù)脑茧娦盘朶l"pdxh#pdxh"頻帶信號：發(fā)送設(shè)備將信源產(chǎn)生的信號變換以后的適于信道傳輸?shù)男盘柾ㄐ畔到y(tǒng)模型：圖1.1通信系統(tǒng)模型1.2數(shù)字通信系統(tǒng)模型基本概念：1.信源編碼：對連續(xù)信息進(jìn)行模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換2.信道編碼：為了減少接收信號的錯誤判斷出現(xiàn)概率而引入的編碼

3.數(shù)字調(diào)制：將數(shù)字基帶信號調(diào)制到高頻信號上的過程

4.同步：指通信系統(tǒng)的收、發(fā)雙方具有統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，使它們的工作相協(xié)調(diào)

一、數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1.2數(shù)字通信系統(tǒng)模型二、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)信息傳輸速率：每秒傳送的信息量

頻帶利用率：誤碼率：接收端收到的錯誤碼元數(shù)在發(fā)送端發(fā)出的總碼元數(shù)中所占的比例

三、數(shù)字通信的特點1．抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲積累；2．保密性能好；3．便于組成現(xiàn)代化數(shù)字通信網(wǎng)，便于實現(xiàn)多媒體通信；4．占用信道頻帶寬。1.3通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢一、電纜通信：是最早發(fā)展起來的一種通信方式二、光纖通信：具有容量大、成本低等有點，能抗電磁干擾，節(jié)約有色金屬和能源。三、衛(wèi)星通信：覆蓋面積廣，不受地理條件限制，且可以大容量傳輸，建設(shè)周期短，可靠性高等等。四、移動通信：是現(xiàn)代通信中發(fā)展最為迅速的一種通信手段。五、微波中繼通信：容易架設(shè)，建設(shè)周期短。小結(jié)：1．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的組成2．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的性能和優(yōu)缺點3．現(xiàn)代常用幾種通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢作業(yè)：1．試畫出數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖，并說明各部分的作用。2．信息傳輸速率和頻率有什么區(qū)別？3．簡述數(shù)字通信的主要優(yōu)缺點，如何理解采用數(shù)字通信便于組成多媒體數(shù)字通信網(wǎng)？4．舉例說明現(xiàn)代通信的幾種方式。教學(xué)后記授課題目第二章數(shù)字終端技術(shù)2.1概述2.2脈沖編碼調(diào)制教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：模擬信號數(shù)字化的方法，脈沖編碼調(diào)制（PCM）基本原理。理解：取樣定理，會計算取樣頻率和編碼率。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．模擬信號數(shù)字化的方法，脈沖編碼調(diào)制（PCM）基本原理;2．取樣定理，計算取樣頻率和編碼率;脈沖編碼調(diào)制（PCM）基本原理。教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）數(shù)字通信是以數(shù)字信號作為載體來傳遞信息的通信方式。它的任務(wù)是將各種信息變換成數(shù)字信號后在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸。因此，在系統(tǒng)中必然包括兩個重要的變換，一為模擬信號與數(shù)字基帶信號之間的變換，二為數(shù)字基帶信號與適合傳輸要求的信道信號之間的變換。前一種變換多是由發(fā)或收的終端設(shè)備來完成的，它將連續(xù)信號或離散信號變換成數(shù)字的基帶信號。后一種變換則是由數(shù)字調(diào)制和解調(diào)器構(gòu)成。2.1概述基本概念:1．?dāng)?shù)字通信：是以數(shù)字信號作為載體來傳遞信息的通信方式。2．?dāng)?shù)字通信的任務(wù)：是將各種信息變換成數(shù)字信號后在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸。3．?dāng)?shù)字終端技術(shù)：是指由發(fā)或收的終端設(shè)備來完成的，將連續(xù)信號或離散信號變換成數(shù)字的基帶信號的技術(shù)。脈碼調(diào)制或PCM:1．脈碼調(diào)制或PCM：是脈沖編碼調(diào)制的簡稱。是實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化的最基本最常用的一種方法。2．脈碼調(diào)制的任務(wù)：是把時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成為時間離散、取值離散的數(shù)字信號，并按一定規(guī)律組合編碼，形成PCM信號序列。3．模擬信號數(shù)字化過程一般用抽樣、量化和編碼三個步驟來完成。(動畫)4．脈碼調(diào)制通信系統(tǒng)方框圖圖2.1脈碼調(diào)制通信系統(tǒng)方框圖2.2脈沖編碼調(diào)制一、取樣取樣定理：據(jù)奈奎斯特取樣定理（簡稱取樣定理）來確定取樣時間。取樣定理描述為：式中，fh為模擬信號的最高頻率，fs為取樣開關(guān)的頻率，如果fs=2fh稱為奈奎斯特速率。二、量化量化：用有限個數(shù)的幅度取樣值來取代原模擬信號無限個數(shù)的幅度取樣值的取代過程。量化誤差是由于量化而導(dǎo)致量化值和樣值的誤差，用e(t)=量化值—樣值。量化噪聲是由量化誤差在重現(xiàn)信號時以噪聲的形式表現(xiàn)出來的。均勻量化：量化級差是相等均勻的量化非均勻量化：是對大小信號采用不同的量化級差，即在大信號時采用大量化級差，小信號時采用小量化級差。實現(xiàn)非均勻量化的方法之一是采用壓縮擴(kuò)張技術(shù)。圖2.2均勻和非均勻量化三、編碼：8位碼組的排列方式和名稱：圖2.38位碼組排列四、解碼：把接收到的PCM碼還原成幅度受調(diào)制的脈沖信號，即PAM信號，然后通過低通濾波器恢復(fù)成原模擬信號。五、實用PCM編、解碼集成塊小結(jié)：1．模擬信號數(shù)字化2．壓縮編碼作業(yè)：為什么要量化？量化誤差與量化級差有什么區(qū)別？2．什么是均勻量化和非均勻量化？均勻量化有什么優(yōu)缺點？非均勻量化的基本原理是什么？它能克服均勻量化的什么缺點？教學(xué)后記授課題目第二章數(shù)字終端技術(shù)2.3自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制ADPCM教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)理解：差值脈碼調(diào)制（DPCM），增量調(diào)制（ΔM）的基本原理。了解：自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制（ADPCM）2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．差值脈碼調(diào)制（DPCM）2．自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制（ADPCM）3．增量調(diào)制（ΔM）的基本原理差值脈碼調(diào)制（DPCM）教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）PCM編碼是按樣值幅度獨立地進(jìn)行編碼，不考慮相鄰兩個樣值的相關(guān)性如何。這種編碼方式雖然能提供很高的通信質(zhì)量，但都要采用8位編碼，傳輸速率為64kb/s，占據(jù)的頻帶寬度為64kHz，大大高于模擬通信所占的頻帶寬度。多年來人們一直致力于研究壓縮數(shù)字化話音占用頻帶的工作，努力在相同質(zhì)量指標(biāo)的條件下，降低數(shù)字化話音數(shù)碼率，以提高數(shù)字通信系統(tǒng)的頻帶利用率。2.3自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制ADPCM一、差值脈碼調(diào)制（DPCM）原理DPCM就是對樣值的差值序列進(jìn)行量化編碼，它的實現(xiàn)有兩個問題要加以解決，一是發(fā)送端要將樣值序列轉(zhuǎn)化為差值序列；二是接收端要將差值序列還原成樣值序列。圖2.4自適應(yīng)脈碼調(diào)制(ADPCM)框圖工作過程：信號f(t)經(jīng)低通濾波器限帶后，進(jìn)行取樣而變成離散的樣值信號S(n)，分別送入減法器和預(yù)測器。預(yù)測器即為所有過去(n-1)個樣值累加器。得到的預(yù)測值即是相鄰的前一時刻的樣值，該時刻的樣值S(n)與預(yù)測值S(n-1)相減，得出的差值d(n)，經(jīng)量化、編碼送入信道。信道中傳輸?shù)男盘柧褪遣钪担―PCM）信號。傳輸?shù)浇邮斩撕?，?jīng)再生處理、解碼變成差值信號d(n),再與接收端預(yù)測器取得的所有過去（n-1）個樣值信號累加的預(yù)測信號S(n-1)相加而得到S(n)，經(jīng)低通濾波器后恢復(fù)原信號f(t)。二、自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制（ADPCM）在DPCM方式的基礎(chǔ)上采取一些自適應(yīng)措施來提高DPCM方式的質(zhì)量，這種方式稱為自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制（ADPCM）。自適應(yīng)系統(tǒng)的增加可以大大提高DPCM系統(tǒng)的編碼動態(tài)范圍和信噪比，從而提高系統(tǒng)的傳輸性能。自適應(yīng)差值脈碼調(diào)制（ADPCM）也有集成電路，廣泛用于各種數(shù)字通信設(shè)備。三、增量調(diào)制（△M）增量調(diào)制△M是差值脈沖編碼調(diào)制（DPCM）的一個特例。它是指在差值脈沖編碼調(diào)制中用一位二進(jìn)制碼來表示信號幅度的增減。那么它就變成了增量調(diào)制（△M）。其基本思想是用一個階梯波來逼近一個模擬信號。圖2.5階梯波逼近連續(xù)波小結(jié)：差值脈碼調(diào)制（DPCM）原理增量調(diào)制（△M）作業(yè)：試說明DPCM、ADPCM、△M的共同點和不同點。試畫出△M編碼101011101001的波形教學(xué)后記授課題目第二章數(shù)字終端技術(shù)2.4多路復(fù)用通信教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)理解：時分多路復(fù)用原理，頻分多路復(fù)用原理。理解：30/32路PCM基群幀結(jié)構(gòu)，建立數(shù)字信號幀的概念。了解：數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成和方法2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．時分多路復(fù)用原理，頻分多路復(fù)用原理。2．30/32路PCM基群幀結(jié)構(gòu)，建立數(shù)字信號幀的概念;3．30/32路PCM數(shù)字通信系統(tǒng)的組成。30/32路PCM基群幀結(jié)構(gòu)教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）為了提高信道利用率，使多路信號沿同一信道傳輸而互不干擾，稱為多路復(fù)用，目前多路復(fù)用的方法用得最多的有三大類，即頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用及碼分多路復(fù)用。2.4多路復(fù)用通信為了提高信道利用率，使多路信號沿同一信道傳輸而互不干擾，稱為多路復(fù)用，目前多路復(fù)用的方法用的最多的有三大類，即頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用及碼分多路復(fù)用。一、多路復(fù)用的基本概念頻分多路復(fù)用（FDM）：即頻率分割制多路通信，是將輸入端各路信號的頻率調(diào)制到不同的高頻段后，再匯合起來送至信道上傳輸。時分多路復(fù)用（TDM）：即時間分割制多路通信，在這個系統(tǒng)中，各路信號公用一個信道，輪流在不同的時間間隙進(jìn)行傳輸。圖2.6頻分多路與時分多路圖2.7PCM時分多路復(fù)用示意圖碼分多路服用（CDM）：是用一些偽隨機(jī)碼作信息的載體，不同路的信息被調(diào)制到不同的偽隨機(jī)碼上，根據(jù)偽隨機(jī)碼的相關(guān)特性，在接收端采用相關(guān)接收就可提取出自相關(guān)性強(qiáng)的本路信號，同時排除互相關(guān)性弱的其他路信號，將不同路的信息區(qū)分開來。二、30/32路時分復(fù)用PCM系統(tǒng)PCM時分復(fù)用30/32路數(shù)字通信系統(tǒng)：是一個基本的數(shù)字通信系統(tǒng)，每幀分成32個時隙，共有30個話路時隙和一個同步路時隙及一個信令路時隙。它的構(gòu)成可以采用集中編碼和分路編碼，一般常用分路編碼方案。三、數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字復(fù)接：是擴(kuò)大通信容量的一種技術(shù)，它與PCM復(fù)用不同之處是基群數(shù)碼沒有改變，復(fù)接后改變了高次群的數(shù)碼率。數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接和數(shù)字分接部份構(gòu)成，數(shù)字復(fù)接的方法有同步復(fù)接和異步復(fù)接。小結(jié)：1．時分復(fù)用2．頻分復(fù)用3．PCM時分復(fù)用30/32路數(shù)字通信系統(tǒng)4．?dāng)?shù)字復(fù)接作業(yè)：1．什么叫時分復(fù)用，它與頻分復(fù)用的區(qū)別。2．畫出30/32路PCM基群幀結(jié)構(gòu)。3．?dāng)?shù)字復(fù)接系統(tǒng)由哪些部分組成，各部分的基本功能是什么？教學(xué)后記本人對兩個班級的定位太高，在教學(xué)上有些好高騖遠(yuǎn)，對于基礎(chǔ)較差同學(xué)的學(xué)習(xí)效果不是太重視，學(xué)生們接受地有點囫圇吞棗。整改：1注意基本知識和基本技能的教學(xué)，一步一個腳印教深教透。2多調(diào)動同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，注意關(guān)注基礎(chǔ)較差的同學(xué)，注重他們的聽課效果。3注重較好同學(xué)的能力培養(yǎng)。授課題目第三章差錯控制編碼教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：差錯控制編碼的基本原理，三種差錯控制方式。了解：簡單檢糾錯碼、常用檢糾錯碼差錯控制的編碼方法。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．差錯控制編碼的基本原理;2．三種差錯控制方式;3．簡單檢糾錯碼、常用檢糾錯碼差錯控制的編碼方法。掌握差錯控制編碼的基本原理教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）在數(shù)字通信中，根據(jù)不同的目的，編碼可分為信源編碼和信道編碼。信源編碼是為了提高數(shù)字信號的有效性以及為了使模擬信號數(shù)字化而采取的編碼。信道編碼是為了降低誤碼率，提高數(shù)字通信的可靠性而采取的編碼。信源編碼是去掉信源的多余度；而信道編碼是按一定的規(guī)則加入多余度。具體地講，就是在發(fā)送端的信息碼元序列中，以某種確定的編碼規(guī)則，加入監(jiān)督碼元，以便在接收端利用該規(guī)則進(jìn)行解碼，從而發(fā)現(xiàn)錯誤、糾正錯誤。基本概念：差錯類型、糾檢錯碼分類、差錯控制方式、糾錯編碼的基本原理3．1概述差錯類型：分為隨即錯誤、突發(fā)錯誤、混合錯誤三種。糾檢錯碼分類：根據(jù)編碼的用途可以分成檢錯碼和糾錯碼；根據(jù)信息碼元處理的方法可以分成分組碼和卷積碼。差錯控制方式：有三種，即檢錯重發(fā)（ARQ）、前向糾錯(FEC)和混合糾錯(HEC)。糾錯編碼的基本原理圖3.1分組碼分組碼一般可用（n，k）表示。其中，k是每組二進(jìn)制信息碼元的數(shù)目，n是編碼碼組的碼元總位數(shù)，又稱為碼組長度，簡稱碼長。n-k=r為每個碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目。簡單地說，分組碼是對每段k位長的信息組以一定的規(guī)則增加r個監(jiān)督元，組成長為n的碼字。在二進(jìn)制情況下，共有2k個不同的信息組，相應(yīng)地可得到2k個不同的碼字，稱為許用碼組。其余2n-2k個碼字未被選用，稱為禁用碼組。所謂碼元距離就是兩個碼組中對應(yīng)碼位上碼元不同的個數(shù)（也稱漢明距離）。碼距反映的是碼組之間的差異程度。最小碼距——碼組種任意兩個碼字之間距離的最小值即稱為最小碼距,用d0表示。最小碼距是碼的一個重要參數(shù)，它是衡量碼檢錯、糾錯能力的依據(jù)。3．2簡單的糾、檢錯編碼1．奇偶校驗碼奇偶校驗碼的編碼方法：奇偶監(jiān)督碼是在原信息碼后面附加一個監(jiān)督元，使得該碼字中連同監(jiān)督碼在內(nèi)的“1”的個數(shù)為奇數(shù)（稱為奇校驗）或偶數(shù)（稱為偶校驗）。奇偶監(jiān)督碼的檢錯能力為只能檢出奇數(shù)位差錯，不能檢測出偶數(shù)位差錯，也不能判斷出差錯的具體碼元，故奇偶檢驗碼只有一定檢錯能力而不具備糾錯能力。2．行列校驗碼行列校驗碼編碼方法：它是將若干信息碼字按照每個碼字一行排列成若干行，使每個碼字中相同的碼位均對齊在同一列中，形成矩陣形式。然后對每一行和每一列的碼元均進(jìn)行奇校驗或偶校驗，并將校驗結(jié)果附加在每一行及每一列碼元之后。適用于檢測突發(fā)錯誤,能糾錯:碼組中存在僅一行中有奇數(shù)個錯誤時,能夠確定錯碼的位置。但對于以矩陣形式出現(xiàn)的偶數(shù)位差錯，行列奇偶校驗碼是檢測不出來的。此外，通過水平和垂直兩個方向上的校驗，它能夠確定某一行或列中出現(xiàn)的單個差錯碼位置，因此行列奇偶校驗碼具有對單個差錯的糾錯能力。3．恒比碼碼字中1的數(shù)目與0的數(shù)目保持恒定比列的碼稱為恒比碼，這種碼通過計算接收碼組中“1”的數(shù)目是否正確，就可檢測出有無錯誤。3．3常用的糾錯編碼1．線性分組碼在（n，k）分組碼中，若每一個監(jiān)督碼元都是碼組中某些信息碼元按模2加而得到，即監(jiān)督碼元是按線性關(guān)系相加得到的，則稱為線性分組碼。線性分組碼具有如下性質(zhì)（n，k）的性質(zhì)：1、封閉性。任意兩個碼組的和還是許用的碼組。2、碼的最小距離等于非零碼的最小碼重。對于碼組長度為n、信息碼元為k位、監(jiān)督碼元為r＝n－k位的分組碼，常記作（n，k）碼，如果滿足2r－1≥n，則有可能構(gòu)造出糾正一位或一位以上錯誤的線性碼。循環(huán)碼1．循環(huán)碼是一種碼字間具有循環(huán)性質(zhì)的碼組。這里所謂的循環(huán)，是指將任一碼字的各位閉合左移或右移后，生成的新碼字仍是該碼組中的另一個碼字。循環(huán)碼具有以下一些性質(zhì)：1、封閉性（線性性）。任何許用碼組的線性和還是許用碼組。2、循環(huán)性。任何許用的碼組循環(huán)移位后的碼組還是許用碼組。它不僅可以用于糾正獨立的隨機(jī)錯誤，而且也可以用于糾正突發(fā)錯誤。3．卷積碼卷積碼是將信息序列分成長度為k0的一個一個子組，長為n0的每個子碼組包括k0個信息位，n0－k0個監(jiān)督位。這個n0－k0個監(jiān)督元，不僅與本組的k0個信息元有關(guān)，而且也與前面若干個子組的信息元有關(guān)；本組的信息元不但決定本組的監(jiān)督元，而且也參與決定以后若干組的監(jiān)督元。卷積碼可以用來糾正隨機(jī)錯誤和突發(fā)錯誤，或者兩種錯誤的組合，糾錯能力比較強(qiáng)。4．碼元交織碼元交織是將順序傳送的碼元序列按一定規(guī)律重新進(jìn)行排列，以使突發(fā)誤碼分散到不相鄰的樣值中，這樣一來就將突發(fā)誤碼變成了隨機(jī)誤碼，再用消除隨機(jī)誤碼的前向自動糾錯技術(shù)消除隨機(jī)誤碼，在接收端再按規(guī)定的規(guī)律恢復(fù)成原來的順序。碼元交織的特點是不需增加任何碼元，就可以實現(xiàn)對突發(fā)錯誤的校正或?qū)ν话l(fā)與隨機(jī)誤碼的校正，使用十分廣泛。小結(jié)：1．差錯控制方式2．反映糾錯編碼的參數(shù)3．奇偶校驗碼4．分組碼5．碼元交織技術(shù)作業(yè)：1．在數(shù)字通信系統(tǒng)中，采用差錯控制編碼的目的是什么，它與信源編碼有什么不同？2．?dāng)?shù)字信號的傳輸差錯有幾種類型，各有何特點？3．簡述三種差錯控制方式的工作過程及它們的優(yōu)缺點。4．實現(xiàn)差錯控制編碼的基本方法是什么？教學(xué)后記授課題目第四章數(shù)字信號的基帶傳輸4.1基帶傳輸系統(tǒng)的組成4.2數(shù)字基帶信號教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：基帶傳輸系統(tǒng)的組成。了解：簡單傳輸碼的波形并能敘述其特點，常用基帶傳輸碼的特點及編碼規(guī)則。碼間干擾產(chǎn)生的原因及無碼間干擾傳輸?shù)臈l件。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．基帶傳輸系統(tǒng)的組成;2．簡單傳輸碼的波形及特點;3．常用基帶傳輸碼的特點及編碼規(guī)則;掌握基帶傳輸系統(tǒng)的組成。教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）數(shù)字信號的基帶傳輸沒有頻帶傳輸應(yīng)用得廣泛。但由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，基帶傳輸越來越廣泛地被采用，同時頻帶傳輸系統(tǒng)同樣存在著基帶信號傳輸問題，使基帶傳輸方式成為數(shù)字通信中最基本的傳輸方式。4.1基帶傳輸系統(tǒng)的組成基帶傳輸系統(tǒng)的組成：主要由碼波形變換器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器和取樣判決器等5個功能電路組成。圖4.1基帶傳輸系統(tǒng)模型4.2數(shù)字基帶信號一、數(shù)字基帶信號傳輸碼型的要求：1．有利于提高系統(tǒng)的頻帶利用率2．基帶信號應(yīng)不含直流分量3．考慮到碼型頻譜中高頻分量的影響4．基帶信號應(yīng)具有足夠大的定時信號供提取5．基帶信號的傳輸碼型應(yīng)具有誤碼檢測能力6．碼型變換設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)二、簡單傳輸碼：1．單極性不歸零碼2．雙極性不歸零碼3．單極性歸零碼：特點是脈沖窄，占空比為50%，有利于減小碼元間波形的干擾。由于碼元間隔明顯，有利于同步始終提取。但由于脈沖窄、碼元能量小，輸出信噪比較不歸零碼4．雙極性歸零碼：特點是波形與單極性歸零波形相似，不過這里代表“1”“5．差分碼：用脈沖波形的變化來表示碼元的取值。這種波形傳送代碼可以消除設(shè)備初態(tài)的影響，特別是相位調(diào)制系統(tǒng)可以消除解調(diào)相位的模糊問題，所以這種碼型轉(zhuǎn)換在數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。6．多電平碼：的電平取值是多值的，她的每種值都代表幾位二元代碼。這種脈沖波形一般在高速數(shù)據(jù)中用來壓縮數(shù)碼率，提高系統(tǒng)的頻帶利用率。常用的基帶傳輸碼型圖4.2簡單傳輸碼型(a)單極性NRZ碼(b)雙極性NRZ碼(c)單極性RZ(d)雙極性RZ(e)差分碼(f)多電平碼三、常用的基帶傳輸碼型1．傳號極性交替碼（AMI碼）編碼規(guī)則：把單極性脈沖序列中相鄰“1”特點：不含直流分量，低頻分量比較小；具有內(nèi)在檢查能力；出現(xiàn)長連“0”時，AMI碼中長時間無電平跳變，致使定時信號難以提取。2．三階高密度雙極性碼（HDB3碼編碼規(guī)則：1．先將消息代碼變換成AMI碼，若AMI碼中連0的個數(shù)小于4,此時的AMI碼就是HDB3碼2．若AMI碼中連0的個數(shù)大于4,則將每4個連0小段的第4個0變換成與前一個非0符號(+1或-1)同極性的符號,用V表示(“+1”變?yōu)椤?V”,“-1“變?yōu)椤?V”3．不破壞極性交替反轉(zhuǎn)，當(dāng)相鄰V符號之間有偶數(shù)個非0符號時，再將該小段的第1個0變換成“＋B”或“-B”,B符號的極性與前一非符號的相反，并讓后面的非零符號從V符號開始再交替變化。圖4.2AMI碼及HDB3碼特點：1．由HDB3碼2．HDB3中連0串的數(shù)目至多為3個，易于提取定時信號。3．編碼規(guī)則復(fù)雜，但譯碼較簡單。小結(jié)：1．基帶傳輸系統(tǒng)2．傳輸碼作業(yè)：1．基帶傳輸系統(tǒng)主要由哪些單元電路構(gòu)成？各單元電路的作用是什么？2．什么是基帶信號？對基帶信號有哪些基本要求？3．簡述AMI、HDB3、CMI碼的特點？教學(xué)后記授課題目第四章數(shù)字信號的基帶傳輸4.3基帶傳輸?shù)幕驹?.4再生中繼傳輸教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：基帶傳輸系統(tǒng)的組成，并能通過數(shù)字基帶再生中繼器組成框圖說明各部分的作用。了解：碼間干擾產(chǎn)生的原因及無碼間干擾傳輸?shù)臈l件。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．基帶傳輸?shù)幕驹?．再生中繼器組成基帶傳輸?shù)幕驹斫虒W(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）數(shù)字信號直接在信道上進(jìn)行傳輸，所要研究的問題主要有三個方面：一是數(shù)字信號的頻譜特性；二是信道的傳輸特性；三是經(jīng)過信道后數(shù)字信號的波形。4.3數(shù)字信號傳輸?shù)幕緶?zhǔn)則一、數(shù)字信號的波形和頻譜從頻譜圖可以看到：矩形脈沖信號的頻譜分布于各個頻率軸，而其主要能量集中在直流和低頻段。在理想情況下，τ→０就成為單位沖激函數(shù)δ（t）。此時δ（t）＝∞，t＝0，0，t≠0其頻譜函數(shù)從圖4.7（b）中可以看出，第一個零點2π/τ，隨著τ→0，2π/τ→∞，成為一條平行于ω軸的直線。所以δ（t）的頻譜函數(shù)Δ（ω）＝1。圖4.3單位沖激函數(shù)及其頻譜二、信道限帶傳輸對信號波形的影響假設(shè)傳輸信道具有理想的低通特性，或者說，將傳輸信道近似看成是一理想的低通濾波器，其頻率特性如圖4.9（a）所示，如果一個單位沖激函數(shù)脈沖δ（t）通過這種理想的信道時，其輸出響應(yīng)也就是沖激響應(yīng)，圖4.9（b）畫出了時延td＝０的輸出響應(yīng)h（t）的波形。圖4.4理想低通特性及其沖激響應(yīng)(a)理想低通特性(b)理想低通信道的沖激響應(yīng)圖4.9（b）所示的輸出波形與輸入沖激脈沖相比顯然出現(xiàn)了失真，失真的原因是由于傳輸信道的頻帶有限所致。從輸出沖激響應(yīng)波形中可看出兩個很重要的特點：①當(dāng)t＝0時，輸出響應(yīng)有最大值，但波形出現(xiàn)拖尾，拖尾的幅度隨時間而逐漸衰減。②輸出響應(yīng)在時間軸上具有很多零點，每個零點的間隔均為12fc（fc為理想低通濾波器的截止頻率）。也就是說當(dāng)沖激函數(shù)δ（t）通過理想低通濾波器時，輸出響應(yīng)僅與理想低通濾波器通帶截止頻率有關(guān)。三、奎奈斯特第一準(zhǔn)則不出現(xiàn)碼間干擾的條件：當(dāng)碼元間隔T的數(shù)字信號在某一理想低通信道中傳輸時，若信號的傳輸速率為Rb=2fc（fc為理想低通截止頻率），個碼元的間隔Ｔ=，則此時在碼元相應(yīng)的最大值處將不產(chǎn)生碼間干擾，且信道的頻帶利用率達(dá)到極限，為2(b/s)·Hz。上述條件是傳輸數(shù)字信號的一個重要準(zhǔn)則，通常稱為乃奎斯特第一準(zhǔn)則。四、眼圖眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息：可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強(qiáng)弱，有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響，評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；可以指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_。為了說明眼圖和系統(tǒng)性能的關(guān)系，我們把眼圖簡化為下圖所示的形狀，稱為眼圖的模型。圖4.5眼圖的模型（1）最佳抽樣時刻應(yīng)在“眼睛”張開最大的時刻。（2）對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對定時誤差就越靈敏。（3）在抽樣時刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示最大信號畸變。（4）眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。（5）在抽樣時刻上，上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。（6）對于利用信號過零點取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點位置的變動范圍，這個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。4.4再生中繼傳輸1．再生中繼傳輸?shù)淖饔茫壕褪菍?jīng)過一定距離傳輸后是真的波形進(jìn)行整形，再生出與發(fā)送端一樣的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，使之能傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離。2．再生中繼系統(tǒng)的特點：是無噪聲積累和有誤碼率的積累。3．再生中繼傳輸?shù)淖饔茫涸偕欣^器主要由均衡放大器、時鐘提取電路和判決再生電路三大部分組成。圖4.6再生中繼器組成方框小結(jié)：1．基帶傳輸?shù)幕驹?．再生中繼器的組成作業(yè)：1．信道限帶傳輸對信號波形有何影響？其輸出波形有何特點？教學(xué)后記授課題目數(shù)字信號的頻帶傳輸5.1概述5.2振幅鍵控調(diào)制（ASK）教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：典型數(shù)字調(diào)制信號的波形與特點，能畫出這些信號的波形。了解：頻帶傳輸系統(tǒng)的組成。了解：振幅鍵控調(diào)制原理2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1.典型數(shù)字調(diào)制信號的波形與特點;2.調(diào)制解調(diào)器的功能、類型，基本原理框圖;3.各種數(shù)字調(diào)制方式中調(diào)制和解調(diào)的方法;各種數(shù)字調(diào)制方式中調(diào)制和解調(diào)的方法教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）大多數(shù)情況下，數(shù)字信號是采用無線信道傳輸?shù)?。為了實現(xiàn)多路復(fù)用的目的，通常是把數(shù)字基帶信號先經(jīng)過數(shù)字調(diào)制（鍵控器），變換成頻帶信號之后再送到信道。原始數(shù)字序列經(jīng)基帶信號形成器后變換成適合于傳輸?shù)幕鶐盘?。然后送到鍵控器來控制射頻載波的振幅、頻率或相位，形成數(shù)字調(diào)制信號后送至信道。在信道中傳輸?shù)倪€有各種干擾。接收濾波器把淹沒在干擾和噪聲中的有用信號提取出來，并經(jīng)過相應(yīng)的解調(diào)器，還原出數(shù)字基帶信號S（t）。5.1概述一、頻帶傳輸系統(tǒng)組成原始數(shù)字序列經(jīng)基帶信號形成器后變換成適合于傳輸?shù)幕鶐盘?。然后送到鍵控器來控制射頻載波的振幅、頻率或相位，形成數(shù)字調(diào)制信號后送至信道。在信道中傳輸?shù)倪€有各種干擾。接收濾波器把淹沒在干擾和噪聲中的有用信號提取出來，并經(jīng)過相應(yīng)的解調(diào)器，還原出數(shù)字基帶信號。以上就是數(shù)字信號在基帶傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)倪^程。圖5.1頻帶傳輸系統(tǒng)的組成方框圖二、數(shù)字調(diào)制的三種基本形式:是振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。圖5.22ASK、2FSK、2PSK調(diào)制方框圖及輸出波形5.2振幅鍵控調(diào)制（ASK）一、振幅鍵控調(diào)制信號的產(chǎn)生振幅鍵控調(diào)制的實現(xiàn)可由數(shù)字信號與載波信號相乘來得到。數(shù)字調(diào)制信號含有直流時，振幅鍵控調(diào)制信號是一個普通的調(diào)幅信號。當(dāng)數(shù)字信號中不含有直流分量時，已調(diào)信號為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號（DSB）。當(dāng)帶通濾波器只取出已調(diào)制的兩個邊頻分量時，輸出信號為抑制掉載波的雙邊帶調(diào)幅信號（DSB）;當(dāng)只取出一個邊頻分量而將載波和另一個邊頻分量濾除掉時，輸出信號為單邊帶信號（SSB）。振幅鍵控信號的調(diào)節(jié)振幅鍵控信號的調(diào)節(jié)方法分成包絡(luò)解調(diào)和相干解調(diào)（同步解調(diào)）兩種。1．包絡(luò)解調(diào)器帶通濾波器恰好使2ASK信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢波后，輸出其包絡(luò)。低通濾波器的作用是濾除高頻雜波，是基帶包絡(luò)信號通過。取樣判決器包括取樣、判決及碼元形成，有時又稱譯碼器。定時取樣脈沖是很窄的脈沖，通常位于每個碼元的中央位置，其重復(fù)周期等于碼元的寬度。帶通濾波器輸出為2ASK信號，包絡(luò)檢波器輸出為S(t)，經(jīng)取樣、判決后將碼元再生，即可恢復(fù)出數(shù)字序列。圖5.32ASK信號的包絡(luò)解調(diào)2．相干解調(diào)器2ASK信號中存在載波分量，可以通過窄帶濾波器或鎖相環(huán)來提取，并生成同步載波。但是，在實踐中，從2ASK信號提取載波需要相應(yīng)的電路，將會給設(shè)備增加復(fù)雜性，為了簡化設(shè)備，目前很少采用同步檢波來解調(diào)2ASK信號。小結(jié)：1．?dāng)?shù)字調(diào)制。2．三種基本的鍵控的方法：振幅鍵控（ASK），頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）。作業(yè)：1．試簡述頻帶傳輸系統(tǒng)組成框圖中各方框的功能。2．設(shè)數(shù)字信號為：０１０１１００１０，試畫出2ASK、2FSK、2PSK的信號波形。3．什么是幅移鍵控？如何產(chǎn)生2ASK信號？解調(diào)時對相干載波信號有何要求？教學(xué)后記授課題目數(shù)字信號的頻帶傳輸5.3移頻鍵控調(diào)制（FSK）5.4移相鍵控調(diào)制（PSK）教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的知識目標(biāo)理解：移頻鍵控調(diào)制、移相鍵控調(diào)制的原理了解：FSK信號的產(chǎn)生，過零檢測法類型，基本原理框圖。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點移頻鍵控調(diào)制、移相鍵控調(diào)制中調(diào)制和解調(diào)的方法;移頻鍵控調(diào)制、移相鍵控調(diào)制中調(diào)制和解調(diào)的方法;教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）數(shù)字信號對高頻載波的調(diào)制與模擬信號對高頻載波的調(diào)制相類似，用數(shù)字信號去控制高頻載波的振幅、頻率和相位，使高頻載波的振幅、頻率和相位隨數(shù)字信號而變化。但由于數(shù)字信號的離散性，當(dāng)其對載波信號進(jìn)行調(diào)制時，其過程相似于對高頻載波信號進(jìn)行開關(guān)控制的工作狀態(tài)，所以數(shù)字調(diào)制又稱為數(shù)字鍵控。5.3移頻鍵控調(diào)制（FSK）一、FSK信號的產(chǎn)生移頻鍵控調(diào)制（FSK）信號的產(chǎn)生有兩種，是直接調(diào)頻法和頻率鍵控法。直接調(diào)頻法簡單易行，但頻率穩(wěn)定度差，因而實際應(yīng)用范圍不廣。而頻率鍵控法轉(zhuǎn)換速度快，波形好，頻率穩(wěn)定度高，電路不甚復(fù)雜，故得到廣泛應(yīng)用。FSK信號的解調(diào)過零檢測法用過零檢測法實現(xiàn)FSK信號的解調(diào)的基本思想是：數(shù)字調(diào)頻波的過零點數(shù)隨高頻載波的變化而變化。高頻載波頻率高，過零點數(shù)目多；高頻載波頻率低，過零點數(shù)目少。從檢測過零點的數(shù)目，就可以得到頻率的差異，從而還原出數(shù)字信號。包絡(luò)檢測法包絡(luò)檢測法是FSK信號非相干解調(diào)方法。它是用兩個窄帶的帶通濾波器分別濾除代表數(shù)字信號的高頻載波f1和f2，經(jīng)過包絡(luò)器后分別取出它們的包絡(luò)。把兩路輸出同時送到取樣判決器進(jìn)行比較，從而判決出基帶數(shù)字信號。圖5.42FSK信號包絡(luò)檢波方框圖5.4移相鍵控調(diào)制（PSK）一、基本概念絕對調(diào)相（PSK）：是利用高頻載波兩種不同的相位去代表“0”“1”兩種不同狀態(tài)的數(shù)字信號，是以一個固定參考相位的載波為基準(zhǔn)的。相對調(diào)相（DPSK）：是利用高頻載波相位的相對變化來代表“0”“1二、相對調(diào)相（DPSK）信號的產(chǎn)生1．絕對調(diào)相(PSK)信號的產(chǎn)生二進(jìn)制絕對調(diào)相信號的產(chǎn)生方法有兩種：直接調(diào)相法和相位選擇法。圖5.5相對調(diào)相(DPSK)信號產(chǎn)生示意圖2．DSPK信號的解調(diào)相對調(diào)相信號（DPSK）是通過前后碼元高頻載波相位的相對變化來反映數(shù)字信號的，因此要解調(diào)接收到的DPSK信號，最方便的方法是將前后碼元對應(yīng)載波的相位進(jìn)行比較。該方法稱之為相位比較法或差分檢波法。圖5.6(a)相位比較法原理框圖(b)相位比較法波形圖小結(jié)：1．移頻鍵控調(diào)制2．移相鍵控分為絕對相移和相對相移二種作業(yè)：1．什么是移頻鍵控？2．什么是相干解調(diào)?什么是非相干解調(diào)，并請舉例說明？教學(xué)后記授課題目數(shù)字信號的頻帶傳輸5.5常用改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制技術(shù)5.6同步技術(shù)概念教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：正交幅度鍵控（QAM）．最小頻移鍵控（MSK，調(diào)制解調(diào)器的工作過程了解:ADSL的頻譜分割，數(shù)字通信中的同步技術(shù)。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點1．調(diào)制解調(diào)器的功能、類型，基本原理框圖。2．正交幅度鍵控（QAM）．最小頻移鍵控（MSK）1．調(diào)制解調(diào)器的功能、類型，基本原理框圖。2．正交幅度鍵控（QAM）．最小頻移鍵控（MSK）教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）為了提高數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸信息的有效性，即提高頻率利用率和可靠性，目前在數(shù)字通信系統(tǒng)中使用了若干改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制方式，如多進(jìn)制鍵控（MASK、MFSK、MPSK）、正交振幅調(diào)制（QAM）、高斯濾波最小移頻鍵控調(diào)制（GMSK）等。5.5常用改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制技術(shù)一、正交振幅調(diào)制（QAM）正交振幅調(diào)制是用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用已調(diào)開心好在相同帶寬內(nèi)的頻譜正交來實現(xiàn)兩路數(shù)字信息的傳輸。它的信道頻帶利用率同單邊帶一樣，因而主要用于高速數(shù)字通信系統(tǒng)中。在QAM系統(tǒng)中，對信道傳輸函數(shù)的對稱性和接收端相干載波的相位誤差必須有嚴(yán)格要求，否則在接收端恢復(fù)的基帶波形中將出現(xiàn)鄰道干擾和正交干擾。二、多項移相鍵控調(diào)制（MPSK）多項移相鍵控調(diào)制是通過多種不同相位來表示所要傳送的數(shù)字信號。三、最小移頻鍵控調(diào)制MSK與GMSK最小移頻鍵控（MSK）是調(diào)頻系數(shù)為0.5的一種頻移鍵控調(diào)頻方式。為滿足碼元變換時，MSK信號的相位連續(xù)，在每個碼元時間內(nèi)，MSK信號的相位必須準(zhǔn)確增加或減少π/2。高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）是把數(shù)字信號盡心高斯濾波之后再進(jìn)行MSK調(diào)制的一種調(diào)制方式，它的頻帶窄，旁頻干擾小，我過的GSM制式移動通信采用GMSK調(diào)制方式。四、調(diào)制解調(diào)器(MODEM)的應(yīng)用為了解決計算機(jī)數(shù)據(jù)在電話線路上產(chǎn)生的失真問題，數(shù)字信號必須經(jīng)過一個變換過程，把以數(shù)字形式表示的信息變換成適合電話網(wǎng)傳輸?shù)哪M信號（即前邊介紹的載波傳輸技術(shù)），這一變換稱之為調(diào)制。接收時把收到的模擬信號進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)成原始的數(shù)字信號。實現(xiàn)這一變換與反變換的設(shè)備稱之為調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。圖5.7數(shù)據(jù)信號在電話信道上的傳輸調(diào)制解調(diào)器工作過程框圖圖5.8調(diào)制解調(diào)器工作過程框圖五、非對稱數(shù)字用戶專線(ADSL)如果采用了調(diào)制解調(diào)器（moden）上網(wǎng)，它占用的頻帶和電話相同，因此打電話時不能上網(wǎng)，或上網(wǎng)時不能打電話。同時moden上網(wǎng)的速率太慢只有56Kb/s。所以目前在各大城市中的上網(wǎng)方式大多選用非對稱數(shù)字用戶專線（ADSL），上下行速率是非對稱的，即上下行速率不相等，下載的速率遠(yuǎn)大于上傳的速率，故稱為是非對稱數(shù)字用戶專線。傳統(tǒng)的電話線使用了0KHz～4KHz的低頻段進(jìn)行語音傳送，而電話線理論上有接近2MHz的帶寬，為了充分利用2MHz的帶寬，當(dāng)在電話線端放置了ADSL調(diào)制解調(diào)器的時候，在電話線上便產(chǎn)生了三個信息通道：

1、速率為1.5Mb/s～9Mb/s的高速下行通道，用于用戶下載信息；

2、速率為16Kb/s～1Mb/s的中速雙工通道，用于用戶傳輸上行信息；

3、傳統(tǒng)的電話服務(wù)通道，用于普通電話服務(wù)。

ADSL的頻譜分割如圖5.30所示。

這三個通道可以同時工作，這意味著你可以在下載文件的同時在網(wǎng)上觀賞你點播的大片，并且通過電話和你的朋友對大片進(jìn)行一番評論。5.6同步技術(shù)概念同步是數(shù)字通信中的一個重要問題，同步分成載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步。無論是那種同步，同頻、同相需要解決傳輸時間標(biāo)準(zhǔn)的問題。即將發(fā)送段的起止時刻準(zhǔn)確的傳到接收端，是收發(fā)兩端的步調(diào)一致，這就是同步系統(tǒng)的任務(wù)。作業(yè)：1．正交幅度鍵控（QAM）2．最小頻移鍵控（MSK）3．調(diào)制解調(diào)器的工作過程4．ADSL技術(shù)5．同步技術(shù)作業(yè)：1．試簡述調(diào)制解調(diào)器（MODEM）的作用、類型及工作過程。2．什么是最小頻移鍵控（MSK）？什么是高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）？3．在數(shù)字通信中有幾種同步類型？各種同步方式所起的作用是什么？教學(xué)后記授課題目第六章GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.1GSM移動通信系統(tǒng)教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)

理解：GSM移動通信系統(tǒng)的組成及工作原理，多址技術(shù)，GSM手機(jī)的電路組成和工作原理。。了解：GSM系統(tǒng)的主要特征，雙頻GSM工作頻段，移動通信系統(tǒng)中采用的主要技術(shù)，GPRS技術(shù)。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點GSM移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及工作原理，GSM手機(jī)的電路組成和工作原理。GSM移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及工作原理，GSM手機(jī)的電路組成和工作原理。教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）GSM是GlobalSystemforMobilecommunication（全球移動通信系統(tǒng)）的簡稱。它是由歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化委員會設(shè)計的。各參加方投入了大量的人力和財力，從而使GSM成為一個生機(jī)勃勃的工程。6.1GSM蜂窩移動通信系統(tǒng)的組成基本概念：GSM：是GlobalSystemforMobilecommunication（全球移動通信系統(tǒng)）的簡稱。它是由歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化委員會設(shè)計的。一、GSM系統(tǒng)的主要特征及組成①頻帶在900MHz附近（GSM900），或1800MHz附近（DCS1800）；②采用中等寬度的頻帶（200kHz載波間隔）；③8路時分復(fù)用；④全雙工通信方式；⑤調(diào)制方式：GMSK，速率為270.83kb/s，調(diào)制指數(shù)為0.3；⑥分集接收：跳頻217跳/秒，交錯信道編碼，自適應(yīng)均衡；⑦每時隙信道比特率22.8kb/s⑧數(shù)字話音傳輸速率不超過16kb/s。數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由三部分組成：移動臺、基站系統(tǒng)、交換系統(tǒng)。如圖6.1所示。圖6.1GSM系統(tǒng)的組成1.移動臺系統(tǒng)中移動臺有車載臺、便攜臺和手持臺。移動臺設(shè)備本身由一個獨特的國際移動設(shè)備身份號（IMEI）來區(qū)別。當(dāng)移動臺被一個用戶使用時，它還有一個國際移動用戶身份號（IMSI）。國際移動用戶身份號可做在一個用戶身份模塊（SIM）中，這樣移動用戶可以插入它的身份模塊并使用符合系統(tǒng)規(guī)范的卡（SIM卡）來驅(qū)動移動臺。2.基站系統(tǒng)（BSS）基站系統(tǒng)包含兩部分：基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）?；究刂破魇腔臼瞻l(fā)機(jī)和移動交換中心之間的連接點，也為基站收發(fā)機(jī)和操作維護(hù)中心之間交換信息提供接口。基站收發(fā)機(jī)包括無線傳輸所需的各種硬件和軟件，如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、支持各種小區(qū)結(jié)構(gòu)（如全向、扇形、星型和鏈狀）所需要的天線，連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)機(jī)本身所需要的檢測和控制裝置等。3.交換系統(tǒng)交換系統(tǒng)由移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、原地位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、設(shè)備身份寄存器（EIR）及操作和維護(hù)中心（OMC）等組成。（1）移動交換中心（MSC）移動交換中心是蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心，其主要功能是對位于本MSC控制區(qū)域內(nèi)的移動用戶進(jìn)行通信控制和管理。等。（2）原地位置寄存器（HLR）原地位置寄存器是用于管理移動用戶的主要數(shù)據(jù)庫。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，系統(tǒng)可有一個或多個原地位置寄存器，寄存器中存儲兩種類型的數(shù)據(jù)：用戶信息和位置信息。（3）訪問位置寄存器（VLR）訪問位置寄存器是用來存儲用戶來訪位置信息的數(shù)據(jù)庫。（4）鑒權(quán)中心（AUC）鑒權(quán)中心是與原地位置寄存器連接在一起的，它為原地位置寄存器提供一個與用戶有關(guān)的并用于安全方面的鑒別參數(shù)和加密密鑰。（5）設(shè)備身份寄存器（EIR）設(shè)備身份寄存器是存儲移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，移動交換中心利用設(shè)備身份寄存器來檢查用戶所使用的移動設(shè)備的有效性，防止非法使用未經(jīng)許可的移動設(shè)備入網(wǎng)。（6）操作和維護(hù)中心（OMC）操作和維護(hù)中心的任務(wù)是對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控和操作。二、雙頻GSM工作頻段：雙頻GSM使用GSM900與DCS1800兩個頻段。其中GSM900頻段包括兩個25MHz帶寬的子頻帶，即890～915MHz以及935～960MHz，DCS1800頻段包括兩個75MHz帶寬的子頻帶，即1710～1785MHz以及1805～1880MHz。如圖6.2所示。圖6.2雙頻GSM頻段分配三、GSM數(shù)字移動通信的主要技術(shù)基本概念:1．GMSK調(diào)制方式是把調(diào)制信號在調(diào)制前進(jìn)行濾波，既能降低帶外輻射、同時又能保持恒定包絡(luò)性質(zhì)的一種調(diào)制方式，它具有較低的帶外輻射，是一種較好的數(shù)字調(diào)制方式。2．交織技術(shù)所謂交織技術(shù)，就是把信息碼在發(fā)端加以排列組合，使信息碼相互穿插交織后再發(fā)送到信道中去。(一)、多址技術(shù)在數(shù)字蜂窩移動通信中，采用的多址技術(shù)有兩種：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）。在工作頻帶內(nèi)，它以載波間隔200kHz進(jìn)行頻分，這樣在收、發(fā)各為25MHz的頻帶內(nèi)，可得到124對信道。然后在每個信道（幀）中又進(jìn)行時分，分成8個時隙，每個時隙對應(yīng)的信道稱為物理信道。在每個時隙（物理信道）中傳輸不同的邏輯信道信息。如圖6.3所示。圖6.3GSM系統(tǒng)的多址技術(shù)(二)、調(diào)制技術(shù)在選擇數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)時，要考慮到兩方面的因素：功率的有效性和頻譜的有效性。對于功率有效的技術(shù)，它要求在相對低的載噪比（8.4dB或12dB）情況下具有低的差錯概率（對應(yīng)于10－4或10－8）。對于頻譜有效性，它應(yīng)能在單位頻帶內(nèi)具有高的比特率（2b/s·Hz）。(三)、編碼技術(shù)根據(jù)目的不同，編碼可分為信源編碼和信道編碼兩大類。１．信源編碼信源編碼是為了提高數(shù)字信號的有效性以及為了使模擬信號數(shù)字化而采取的編碼。將話音信號數(shù)字化而采取的信源編碼，叫話音編碼。話音編碼技術(shù)有三類：波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼。２．信道編碼信道編碼是為了提高數(shù)字通信的可靠性而采取的編碼。它是在數(shù)字信號進(jìn)行射頻調(diào)制之前進(jìn)行的。信道編碼的目的在于使信號在接收端能夠檢查甚至糾正傳輸期間由各種干擾引起的差錯。(四)、交織技術(shù)信道編碼對于糾正隨機(jī)出現(xiàn)的差錯是十分有效的。但是，對于深度衰落和嚴(yán)重的多徑信號所引起的成片或突發(fā)差錯，則顯得力不從心。因此，還得采用交織技術(shù)，它能把成片或突發(fā)差錯轉(zhuǎn)換成隨機(jī)差錯。(五)、跳頻技術(shù)所謂跳頻，就是發(fā)射信號時載波頻率不是固定的，而是不停地跳變。在接收端，本地振蕩的頻率也必須同步地跳變才能正確接收和解調(diào)出有用信號。跳頻通信長期以來主要是用在軍事上以對抗敵方的人為干擾，是一種躲避式的抗干擾方法。(六)、均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡技術(shù)也是一種有效的抗多徑干擾的方法。特別是對于由多徑干擾時延展寬引起的碼間干擾嚴(yán)重時應(yīng)采用自適應(yīng)均衡技術(shù)。所謂均衡，指的是信道均衡，也就是在接收端的信道均衡器中產(chǎn)生與信道特性相反的特性，抵消信道產(chǎn)生的干擾從而正確的判斷和恢復(fù)有用信號。四、GPRS系統(tǒng)GPRS(GeneralPadioService)也叫通用分組無線業(yè)務(wù)，與GSM系統(tǒng)相比較有兩個重要特點：一是在GSM系統(tǒng)中引入分組交換能力，二是將速率提高到100kbit／s以上。它是基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向用戶提供移動分組的IP連接。GPRS最顯著的優(yōu)點就是能夠提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9．6kbit／s更高的數(shù)據(jù)率，可達(dá)170kbit／s。巨大的吞吐量改變了單一的面向文本的無線應(yīng)用，使得包括圖片、語音和視頻的多媒體業(yè)務(wù)成為現(xiàn)實。移動用戶再也不必通過撥號到專門的ISP來接收Email和游覽WEB網(wǎng)頁，GPRS提供了無縫、直接的互聯(lián)網(wǎng)連接。GPRS的優(yōu)點有以下幾項：·速率高容量大：·永遠(yuǎn)在線：·收費合理：五、GSM手機(jī)的電路結(jié)構(gòu)GSM手機(jī)的電路結(jié)構(gòu)可劃分為射頻部分和邏輯/音頻部分。另外，再加上一些功能電路，就組成了手機(jī)的整體電路。各個部分電路不是單獨工作的，而是互相配合、互相聯(lián)系來完成各種操作的。GSM手機(jī)原理方框圖如圖6.5所示。圖6.5GSM手機(jī)原理方框圖一、射頻部分射頻部分一般是指手機(jī)電路的模擬射頻、中頻處理部分，它主要完成接收射頻信號到還原成模擬基帶信號，以及從模擬基帶信號到發(fā)射高頻信號的整個過程。按照各個電路所完成的功能來分，射頻部分又可以分為接收電路、發(fā)射電路和頻率合成電路。接收電路為超外差接收方式，它包括天線開關(guān)、接收濾波器、高頻放大器、混頻器、中頻濾波器、中頻放大器等等。發(fā)射電路包括混頻器、發(fā)射濾波器、功率放大器、功率控制器、天線開關(guān)等。頻率合成電路為接收電路和發(fā)射電路的混頻電路提供本振頻率信號，包括一本振和二本振。通常接收和發(fā)射共用一個頻率合成器。頻率合成電路一般是由鎖相環(huán)電路來實現(xiàn)，如圖6.6所示。圖6.6鎖相環(huán)電路方框圖二、邏輯/音頻部分邏輯/音頻部分可以分為系統(tǒng)邏輯控制和音頻信號處理兩個部分。它完成對數(shù)字信號的處理和對整機(jī)工作的管理與控制。邏輯控制部分是由中央處理器（CPU）和存儲器組成。存儲器包括：SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲器）、EEPROM（電可刷寫只讀存儲器）、FLASH（閃速只讀存儲器）。音頻信號處理部分包括接收音頻信號處理和發(fā)射音頻信號處理，一般由專用的音頻數(shù)字信號處理器通過CPU控制來完成。三、功能電路部分（1）電源電路：它提供手機(jī)各個部分電路的工作電源。（2）時鐘電路：包括主時鐘13MHz或26MHz，實時時鐘32.768kHz。（3）顯示電路：通過串行通信，把CPU送來的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，譯碼和驅(qū)動，最后把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。（4）卡電路：是指SIM卡電路。（5）鍵盤：手機(jī)的各個數(shù)字鍵和功能鍵，通過行、列矩陣來掃描。（6）照明：包括鍵盤照明燈和顯示照明燈。（7）振鈴、震動：手機(jī)有來電時，發(fā)出鈴聲或產(chǎn)生震動。小結(jié)：1．GSM系統(tǒng)的主要特征2．GSM系統(tǒng)的組成3．雙頻GSM工作頻段4．GSM數(shù)字移動通信的主要技術(shù)5．GPRS技術(shù)及其優(yōu)點6．GSM手機(jī)的電路結(jié)構(gòu)作業(yè)：1．GSM由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？2．簡要說明雙頻GSM的工作頻段。3．GSM系統(tǒng)采用什么樣的多址技術(shù)？4．根據(jù)手機(jī)的電路結(jié)構(gòu)方框圖，說明各方框的作用。教學(xué)后記授課題目第六章GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.2CDMA移動通訊系統(tǒng)教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)理解：CDMA基本原理，CDMA系統(tǒng)組成。了解：CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點CDMA基本原理CDMA基本原理教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）前面介紹的GSM系統(tǒng)就屬于第二代移動通信系統(tǒng)，它采用的是時分多址(TDMA)方式。在第二代移動通信系統(tǒng)中，還有一種系統(tǒng)采用的是碼分多址(CDMA)方式，簡稱CDMA系統(tǒng)。1995年香港和記電訊公司開通全球第一個CDMA數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)，在經(jīng)過兩年的商用化之后，CDMA技術(shù)在全球范圍得到普遍的發(fā)展。目前是中國聯(lián)通運(yùn)營商采用的一種移動通信服務(wù)制式。6.2CDMA移動通訊系統(tǒng)一、CDMA系統(tǒng)概述1、CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點CDMA系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)及擴(kuò)頻通信的原理，使得系統(tǒng)中可以使用多種先進(jìn)的信號處理技術(shù)，為系統(tǒng)帶來了許多優(yōu)點：（1）大容量和軟容量（2）軟切換（3）高質(zhì)量和低功率2、主要性能指標(biāo)●工作頻率：下行鏈路的頻率為824～849MHz，上行鏈路的頻率為869—894MHz，一對下行鏈路頻率和上行鏈路頻率的頻率間隔為45MHz，帶寬1．25MHz。●碼片速率：1．2288Mc／s；●比特率：速率集1為9．6kbit／s，速率集2為14．4kbit／s，IS-95B為115．2kbit／s；●幀長度：20ms；●語音編碼器：QCELP8kbit／s，EVRC8kbit／s，ACELP13kbit／s；●功率控制：上行鏈路采用開環(huán)+快速閉環(huán)，下行鏈路采用慢速閉環(huán)；●擴(kuò)展碼：Walsh+長m序列。3、CDMA基本原理在CDMA系統(tǒng)中，不同用戶傳輸?shù)男畔⑹强扛髯圆煌木幋a序列來區(qū)分的。CDMA的示意圖如圖6.6所示，可以看出信號在時間域和頻率域是重疊的，用戶信號是靠各自不同的編碼序列m來區(qū)分的。圖6.6CDMA的示意圖CDMA是一種以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的調(diào)制和多址連接技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)信端用一高速偽隨機(jī)碼與數(shù)字信號相乘，由于偽隨機(jī)碼的速率比數(shù)字信號的速率大得多．因而擴(kuò)展了信息的傳輸帶寬。在收信端，用相同的偽隨機(jī)序列與接收信號相乘，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，將擴(kuò)頻信號解擴(kuò)。擴(kuò)頻通信具有隱蔽性強(qiáng)、保密性高、抗干擾等優(yōu)點。圖6.7CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)原理示意圖CDMA擴(kuò)頻移動通信系統(tǒng)的原理示意圖如圖6.7所示。擴(kuò)頻通信中用的偽隨機(jī)碼常常采用m序列，這是因為它具有容易產(chǎn)生和自相關(guān)特性優(yōu)良的優(yōu)點，所謂自相關(guān)是指收發(fā)端相同的碼型容易辨認(rèn)，故只有在收發(fā)端偽隨機(jī)序列相位相同時才能恢復(fù)發(fā)送信號，碼分多址技術(shù)就是利用了這一點，可以采用不同相位的相同m序列作為多址通信的地址碼。由于m序列的自相關(guān)特性與長度有關(guān)，因此，作為地址碼，其長度應(yīng)盡可能長，以供更多用戶使用，同時可以獲得更高的處理增益和保密性，但是又不能太長，否則不僅使電路復(fù)雜，也不利于快速捕獲與跟蹤。二、CDMA系統(tǒng)構(gòu)成CDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與一般數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本相同，差別主要在于無線信道的構(gòu)成、相關(guān)的無線接口和無線設(shè)備、特殊的控制功能等。參見圖6.8。從圖可見，CDMA系統(tǒng)由三大部分組成：●基站子系統(tǒng)(BSS)：含基站收發(fā)信機(jī)（BTS）和基站控制器（BSC）；●交換子系統(tǒng)(MSS)：含移動交換中心（MSC）、移動設(shè)備識別寄存器（EIR）、訪問用戶位置寄存器（VLR）、歸屬用戶位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、：操作維護(hù)中心（OMC）；●移動臺系統(tǒng)(MS)：含手持機(jī)和車載臺。圖6.8CDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于各模塊的作用，現(xiàn)分別給于簡單介紹如下：1、移動臺移動臺(MS)是CDMA移動通信系統(tǒng)用戶所使用的一種物理裝置。它由射頻(RF)系統(tǒng)、中頻(1P)系統(tǒng)及基帶(DB)系統(tǒng)組成，提供用戶通往網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無線通道。2、基站基站(BS)是用于提供其區(qū)域用戶無線通道的一種物理裝置。BS包括三部分：用于發(fā)射、接收無線信號的基站收發(fā)信機(jī)（BTS）；用于基站(BS)控制的基站控制器（BSC）?；究刂破鳎˙SC）的操作可以由交換系統(tǒng)中的操作維護(hù)中心（OMC）提供。3、移動交換中心移動交換中心(MSC)是通信所需的物理裝置。其區(qū)域內(nèi)的用戶，為了初始化移動臺（MS）與目的地的連接，移動交換中心(MSC)呼叫過程、基于時間交換的PCM及移動交換中心(MSC)資源管理都在這里實現(xiàn)，歸屬管理及與公用電話網(wǎng)（PSTN）或綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也是通過這里完成。移動交換中心(MSC)歸屬管理由訪問用戶位置寄存器（VLR）執(zhí)行，為實現(xiàn)歸屬管理和識別移動臺移動交換中心(MSC)M與歸屬寄存器／識別中心（HLR／AC）互通。4、歸屬寄存器／識別中心簡稱HLR／AC，存儲和管理用戶信息，包括用戶位置和服務(wù)文件。識別數(shù)據(jù)也存在這里，這是一個寄存用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。HLR／AC利用公共信道N。．7信令直接與MSC互通。5、操作維護(hù)與管理中心簡稱OMC，是用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)日常管理以及為網(wǎng)絡(luò)工程和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)庫的集中化設(shè)備。通常，OMC同時管理移動交換中心(MSC)和基站（BS），但也可配置為只負(fù)責(zé)管理由許多基站（BS）構(gòu)成的無線子系統(tǒng)，這種配置的操作維護(hù)與管理中心（OMC）稱作無線操作及維護(hù)中心(OMC—R)。同樣OMC如用于管理MSC時，就稱之為OMC-S。小結(jié)：1．CDMA系統(tǒng)概述2．CDMA系統(tǒng)組成作業(yè)：1．CDMA是什么含意，CDMA系統(tǒng)有哪些優(yōu)點？2．簡述CDMA系統(tǒng)的組成。教學(xué)后記授課題目第六章GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.3小靈通個人通信接入系統(tǒng)6.4第三代移動通信（簡稱3G）教學(xué)時數(shù)2學(xué)時授課類型理論講授教學(xué)目的1．知識目標(biāo)理解：小靈通數(shù)字移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及工作原理。了解：第三代移動通信(簡稱3G)的三種制式及其主要特點。2．能力目標(biāo)

通過直觀教學(xué)和教師的具體講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力。

3．情感目標(biāo)

通過對專業(yè)入門知識的生動形象的教學(xué)，使學(xué)生對本課程的產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點、難點小靈通數(shù)字移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及工作原理。小靈通數(shù)字移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及工作原理。教學(xué)方法、手段采用“媒體演示——分析概括——鞏固提高”的教學(xué)模式教具或設(shè)備安全事項教學(xué)過程（新課引入、授課、練習(xí)、歸納小結(jié)、作業(yè)、板書設(shè)計）移動電話的出現(xiàn)滿足了移動通信的需要，據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，在城市范圍內(nèi)有移動通信需求的人口占總數(shù)的80％以上。但是移動電話的高額通信費用和雙向收費方式，使其普及率受到了很大的限制。有沒有兼有GSM的移動性與固定電話低收費的通信方式呢?個人通信接入系統(tǒng)實現(xiàn)了人們這一想法。6.3小靈通個人通信接入系統(tǒng)基本概念：個人通信接人系統(tǒng)(PAS)：是我國電信工程技術(shù)人員根據(jù)中國國情在低軌道衛(wèi)星通信、GSM、CDMA、無繩電話和無線環(huán)路等眾多通信方式的基礎(chǔ)上，選擇無線環(huán)路技術(shù)，通過v5接口，并充分利用固定電話網(wǎng)的充裕資源來實現(xiàn)的一種個人通信接入手段。在該系統(tǒng)中，每個人都擁有一個電話號碼，無論在何時何地，都可通過一部小手機(jī)或無線固定單元通話、發(fā)傳真、傳送數(shù)據(jù)和圖像，不管在固定地點還是在移動中都能進(jìn)行信息交換。一、小靈通的特點1．綠色手機(jī)使用方便2．經(jīng)濟(jì)實惠音質(zhì)清晰3．網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資低，功能多樣化二、小靈通的技術(shù)參數(shù)1．小靈通系統(tǒng)使用1．9GHz作為其小區(qū)基站和手機(jī)的通信頻率，頻率范圍是1895．15～1917．95MHz：2．小靈通系統(tǒng)的無線信道即基站和手機(jī)之間使用多載頻時分雙工模式(TDD)，并采用時分多址結(jié)構(gòu)(TDMA)，在多頻率子帶中實現(xiàn)給每一基站動態(tài)分配一個頻率／時間信道(FDMA／TDMA)。3．整個頻帶分成77個載波，每個載波間隔為300kHz。每幀劃分為8個時隙，周期為5ms，每個時隙為5ms／8=0．625ms。表6.1幾種常見移動通信系統(tǒng)的參數(shù)對比三、小靈通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖6.9小靈通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各部分的組成和功能如下：1．局端設(shè)備(RT)小靈通系統(tǒng)通過局端設(shè)備(RT)和公用電話網(wǎng)(PSTN)連接，局端設(shè)備(RT)向交換機(jī)(LE)提供模擬或數(shù)字接口。對于模擬接口，交換機(jī)的設(shè)備配置與連接有線電話用戶時相同，它通過RT使用a／b2線環(huán)路啟動接口接入公用網(wǎng)絡(luò)，這樣運(yùn)營商無須重新配交換機(jī)，就可以靈活地安裝有線和無線電活。如果中心局交換機(jī)具有數(shù)字接口(V5．1／V5．2)，此時可省去配線架及部分連接電纜，這樣，交換機(jī)和線路接口的費用將大大地降低。2．空中話務(wù)控制器(ATC)空中話務(wù)控制器(ATC)是一種可選的交叉連接系統(tǒng)，它通過E1鏈路與各覆蓋區(qū)的局端設(shè)備(RT)連接，為用戶提供局端設(shè)備(RT)之間的漫游服務(wù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的漫游能力。3．基站控制器(RPC)基站控制器(RPC)通過多條E1鏈路與局端設(shè)備(RT)相連，控制各基站在服務(wù)區(qū)的電源分配和話音路徑的集線處理。基站控制器(RPC)可與交換機(jī)安放在一起，也可通過光纖、銅線或微波放在遠(yuǎn)處。每個基站控制器(RPC)可控制32個獨立的基站。4．基站(RP)基站(RP)通過無線空中接口與用戶相連，放在服務(wù)區(qū)內(nèi)的重要地點，可安裝在室內(nèi)或室外，通過雙絞線與基站控制器(RPC)連接并進(jìn)行線路饋電，由于具有動態(tài)信道分配的功能，小靈通系統(tǒng)無論何時都可通過增加局端設(shè)備(RT)的數(shù)目來實現(xiàn)擴(kuò)容，而無須涉及復(fù)雜的頻率規(guī)劃。5．手機(jī)(PS)手機(jī)是小靈通系統(tǒng)的無線手持電話，向用戶提供—系列的移動功能。用戶在穩(wěn)定呼叫時，可在大范圍的區(qū)域內(nèi)移動。手機(jī)具有重量輕、通話時間和待機(jī)時間長等特點。6．固定用戶單元(FSU)固定用戶單元(FSU)是小靈通系統(tǒng)與固定標(biāo)準(zhǔn)電話機(jī)連接的無線通信設(shè)備，安裝在用戶住宅區(qū)。固定用戶單元(FSU)由無線接口和電話接口組成，用它來控制線路供電電壓、鈴流信號、電話撥號音和忙音，檢測摘機(jī)和掛機(jī)狀態(tài)，進(jìn)行撥號。7．網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理，監(jiān)控小靈通系統(tǒng)主要設(shè)備局端設(shè)備(RT)、空中話務(wù)控制器(ATC)及基站控制器(RPC)的狀態(tài)，收集工作狀態(tài)信息、告警信息、數(shù)據(jù)傳輸信息等，并遠(yuǎn)程載入更新程序到基站控制器(RPC)。6.4第三代移動通信（簡稱3G）一、3G的特點和標(biāo)準(zhǔn)化過程1．3G的發(fā)展?jié)M足對高速率數(shù)據(jù)傳輸和多媒體業(yè)務(wù)的需求是推動3C發(fā)展的主要動力。第二代移動通信系統(tǒng)主要支持語音業(yè)務(wù)，僅能提供一般的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率為9.6—14.4kbit／s。改進(jìn)后的第二代系統(tǒng)能夠支持幾十kbit／s到上百kbit／s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而3G最高能夠支持2Mbit／s的速率，并且還在不斷地發(fā)展，將來能夠支持更高的數(shù)據(jù)速率。這也為3G廣闊的應(yīng)用前景提供了良好的技術(shù)保障。圖6.10所示為第二代移動通信系統(tǒng)與3G系統(tǒng)所支持的業(yè)務(wù)速率。圖6.10第二代移動通信系統(tǒng)與3C系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)速率2.3G的標(biāo)準(zhǔn)化過程首先，ITU于1996年為未來陸地移動通信系統(tǒng)確定了正式名稱：IMT-2000，其含義為該系統(tǒng)預(yù)期在2000年以后投入使用，工作于2000MHz頻帶，最高傳輸數(shù)據(jù)速率為2000kbit／s。ITU所定義的IMT-2000系統(tǒng)需要具有如下的目標(biāo)和要求，以提供各種不同的業(yè)務(wù)，適應(yīng)不同的營運(yùn)機(jī)制。二、3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)介紹1.CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)以美國為代表的北美電信標(biāo)準(zhǔn)化組織向ITU提出的3G方案稱為CDMA2000，其核心是由高通、朗訊、摩托羅拉和北電等公司聯(lián)合提出的寬帶CD