通信原理 第9章new

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1、第9章模拟信号的数字传输主要内容：重点：抽样定理抽样定理模拟信号的数字化技术抽样、量化、编码的概念脉冲编码调制PCM信号时分复用系统时分复用的概念时分复用系统结构9.1引言9.2抽样定理9.4模拟信号的量化9.5脉冲编码调制9.8时分复用和复接9.1引言特点：用数字通信系统传输模拟信号抽样模拟数字通信量化译码低通信息源系统编码m（t）m（t）{ak}{ak}任务：模拟信号的数字化，形成数字基带信号数字基带信号的无失真传输从接收数字信号中完整无失真的还原模拟信号9.2抽样定理9.2.1低通型信号的抽样定理9.2.2带通型信号的

2、抽样定理9.2.1低通信号的抽样定理定义：一个频带限制在f以下的连续信号m(t)，可以唯m1一的用时间间隔T的抽样值序列来确定。s2fm或：若连续信号m(t)的频带限制在f以下，则当抽样m信号频率满足fs≥2fm，并对m(t)进行抽样，必能从所得样值序列中恢复m(t)。概念抽样：每隔一定的时间间隔T，抽取模拟信号的一个瞬时幅度值（样值）。抽样频率f：f不是越高越好，与数字基带信号的ss带宽有关。图形说明时域图频谱图M(f)m(t)t-fmfmT(t)T(f)fs2fmTstfs0fsfms(t)Ms(f)t0f讨论：fs2fmfs

3、2fm结论：f的值必须满足抽样定理s9.2.2带通型信号的抽样定理定义：若模拟信号m(t)的频率范围为f~fLH带宽B=f-fHL如果fB，则m(t)为带通型信号L概念：带通型信号的f很高，若仍按f≥2f抽样，虽HsH能满足样值序列频谱不产生重叠以确保恢复m(t)的要求，但将降低信道频带利用率。k结论：fs2B(1)2Bn2fs(fLfH)2m1讨论：fH=nBfH任意fs通用公式9.2.2.1f=nBH令抽样频率f=2B，带通信号f=6BsHM(f)讨论：-fH-fL-B0BfLfHfδ(

4、f)Tf2Bsf2Bs-fs0fsfM(f)s-B0Bf结论：若限制f<2f，只有当抽样频率f=2B时，样值sHs序列的频谱不发生重叠。因此抽样频率值特殊。9.2.2.2f=nB+kB（n=0、1、2…0

5、nfskBfHnB讨论：fs2B2(fHnB)∵nfs抽样脉冲右移距离是2(fHnB)2(fHnB)k∴fs2B2B(1)nnfs2Bfs无解9.2.2.3f的通用公式sfM(f)定义：m(L)IB设f=2.8BH-fH-fL-B0BfLfHf∴m=1δ(f)T令f=2fsH-fs0fsfM(f)讨论：f=3Bss-B0Bf减小f可以使所有下边带左移，与红色频谱不重叠的条件是:s，第一个下边带fsfLfLfs3.6B第二个下边带2fsfHfHfs2.8B通式推导2∴取fs(fLfH)3.07B3M(f

6、)fLm()IB4-fH-fL-B0BfLfHf令f=2ff=5.5Bf=4.5BsHHLδ(f)T0fsmfsf讨论：fs=8Bfs=3Bfs=2.2B0f2fLf与红色频谱不重叠的条件是:mfsfLfLs上限m2fH(m1)fsfHfHfs下限m1令：fL(mfsfL)(m1)fsfHfH防卫带相等2∴fs(fLfH)2m19.4模拟信号的量化9.4.1量化的定义9.4.2均匀量化9.4.3非均匀量化9.4.1量化的定义定义：利用预先规定的有限个电平来表示模拟样值的过程称为量化特征：模拟信号被抽样

7、后，若抽样值仍随信号幅度连续变化，则当其上叠加噪声后，接收端无法准确判断所发送的样值。常用名词模拟信号：m(t)量化区间：(m,m)i-1i样值信号：ms(t)量化电平：qi量化信号：mq(t)量化间隔Δv=(mi-mi-1)量化误差信号：(量化噪声)量化级数Me(t)=

8、m(t)-m(t)

9、动态范围（-a,a)qsq量化信噪比S/Nqqm(kT)m(kT)波形ssqs量化器m(t)m(t)mqiqimi-1m(t)sΔv0Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Tst2记：ms=ms(kTs)量化信噪比SqEmqNE

10、(mm)2qm=m(kT)sqqqs9.4.2均匀量化定义：把输入信号m(t)的值域按等距离分割的量化称为均匀量化，其量化电平取量化区间的中点。Δv为常数分析量