通信原理多媒体教案-西安电子科技大学

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1、西安电子科技大学通信工程学院ISN通信原理多媒体教案刘龙伟西安电子科技大学通信工程学院ISNLab二零一一年2012/10/29第1页通信原理多媒体教案西安电子科技大学通信工程学院ISN第六章模拟信号的数字传输2012/10/29第2页第六章西安电子科技大学通信工程学院ISN大纲要求低通信号和带通信号抽样定理；脉冲振幅调制（PAM）原理，自然抽样脉冲振幅调制，平顶抽样脉冲振幅调制；模拟信号的量化原理，均匀量化，非均匀量化，量化噪声，量化信噪比；脉冲编码调制（PCM）原理，十三折线非均匀量化编码；逐次比较型编码器原理，脉冲编码调制

2、（PCM）系统抗噪声性能；2012/10/29第3页第六章西安电子科技大学通信工程学院ISN增量调制（△M）原理，增量调制系统最大跟踪斜率，一般量化噪声，过载量化噪声，增量调制（△M）系统抗噪声性能；脉冲编码调制（PCM）系统与增量调制（△M）系统的比较；差分脉冲编码调制（DPCM）原理；自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）原理(自学)。时分复用(TDM)2012/10/29第4页第六章西安电子科技大学通信工程学院ISN数字通信系统具有许多优点而成为当今通信的发展方向。然而自然界的许多信息经各种传感器感知后都是模拟量，例如电话

3、、电视等通信业务，其信源输出的消息都是模拟信号。若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需三个步骤：把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）；进行数字方式传输；把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。本章在介绍抽样定理和脉冲幅度调制的基础上,重点讨论模拟信号数字化的两种方式,及PCM和△M的原理及抗噪声性能。2012/10/29第5页第六章西安电子科技大学通信工程学院ISN目前用的最普遍的波形编码方法有脉冲编码调制(PCM)和增量调制（△M）。采用脉码调制的模拟信号的数字传输系统如下图所示：模拟抽样,量化数字译码和信息源和编码

4、通信系统低通滤波m(t){Sk}{Sk}m(t)模拟随机信号数字随机系列数字随机系列模拟随机信号2012/10/29第6页第六章西安电子科技大学通信工程学院ISN•6.1抽样定理超链接•6.2脉冲幅度调制（PAM)超链接•6.3脉冲编码调制（PCM）超链接•6.4自适应差分脉冲编码超链接•6.5增量调制（△M）超链接2012/10/29第7页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISN抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。能否由此样值序列重建原信号，是抽样定理要回答的问题。抽样定理的分类:根据信号是低通型

5、的还是带通型的，抽样定理分低通抽样定理和带通抽样定理；根据用来抽样的脉冲序列是等间隔的还是非等间隔的，抽样定理分均匀抽样定理和非均匀抽样定理；根据抽样的脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，抽样定理分理想抽样定理和实际抽样定理。返回目录2012/10/29第8页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISN6.1.1低通抽样定理M()ω定义:m(t),[0,fH]f−fHfH一个频带限制在(0,fH)赫内的时间连续信号,如果以TS≤1/(2fH)秒的间隔对它进行等间隔（均匀）抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。2012/10/

6、29第9页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISNTS=1/(2fH)是抽样的最大时间间隔,它被称为奈奎斯特间隔。此定理告诉我们,若m(t)的频谱在某一频率fH以上为零,则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/2fH秒的均匀抽样序列里。换句话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次。或者说，抽样速率fS(每秒内的抽样点数）应不小于2fH，若抽样速率fs<2fH，则会产生失真，这种失真叫混叠失真。2012/10/29第10页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISN原理:HL()ωmt()×LPFmtˆ()

7、δT()t假设采用周期为TS的冲激函数序列δT(t)，按抽样定理描述的抽样间隔对(0,fH)赫兹内的模拟信号m(t)进行抽样，则已抽样信号ms(t)为∞mts()=⋅=mt()δδT()t∑mnT(ss)(tnT−)n=−∞2012/10/29第11页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISNδδTS()t=∑(tnT−)nωπωsSH=22f≥2πδωTS()=∑δωω(−n)TSn1MMST()ω=[()ωδω∗()]2π1=∑Mn()ωω−sTSn2012/10/29第12页6.1抽样定理西安电子科技大学通信工程学院ISNm

8、ts()的频谱为(播放flash)1∞MSs()ω=∑Mn(ωω−)TSn=−∞ffS≥2H(ωωs≥2HS),ffN=2H−−y速率条件11TS≤TNSy=−−间隔22ffHH将MS(ω)通过截