《通信系统》PPT课件

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1、第三章高速公路通信系统提纲模拟信号数字化数字信号的多路复用313233数据差错控制技术模拟信号数字化模拟信号数字化目的数字通信系统传输可靠、是发展方向。自然界的许多信号都是模拟的，将模拟信号转化为数字信号传输可以利用数字传输的优点。模拟信号转化为数字信号，称为A/D变换。传输到接收端转换为模拟信号，称为D/A变换。模拟信号信源编码数字信号采样→量化→编码模拟信息源采样、量化和编码数字通信系统译码和低通滤波m(t){sk}{sk}m(t)模拟随机信号数字随机序列数字随机序列模拟随机信号模拟信号在数字通信系统传输结构框图模拟信号数字化

2、模拟信号数字化采样量化编码解码m(t)δ(t)ms(t)采样定时脉冲时间上连续的模拟信号采样信号采样将时间上连续的信号变成时间上离散信号的过程。用冲激脉冲进行理想采样，采样时间间隔均匀。模拟信号数字化-采样tms(t)-2Ts-Ts0Ts2Ts低通信号冲激采样及频谱-2ws-ws0ws2ws……m(t)t0…δ(t)t-2Ts-Ts0Ts2Ts……-wm0wmM(w)wδ(w)w……-2ws-ws-wm0wmws2wsMs(w)w模拟信号数字化收端重建的模拟信号m’（t）低通型模拟信号m（t）已采样信号ms（t）Ts采样定理的

3、含义采样后的样值序列含有原模拟信号的信息，如果要把样点恢复成原模拟信号，在采样时要满足一定的条件—（香农）采样定理。低通信号的采样定理：一个频带限制在0~fH内的低通信号m(t)，如果采样频率fs≥2fH，则可以由采样序列无失真地重建恢复原始信号m(t)。模拟信号数字化脉冲载波调制脉冲幅度调制PAM：用基带信号m(t)去改变脉冲的幅度。脉冲宽度调制PWM：用基带信号m(t)去改变脉冲的宽度。脉冲相位调制PPM：用基带信号m(t)去改变脉冲的相位。模拟信号数字化模拟信号数字化量化用预先规定的有限个电平来表示模拟采样值的过程上述过程中

4、有限个电平称为量化电平。注意：采样是把时间上连续信号变换成时间上离散的信号。量化是将取值连续的采样信号变成取值离散的采样值序列。量化的过程信号的实际值信号的量化值量化误差q7m6q6m5q5m4q4m3q3m2q2m1q1Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Tsmq(t)m(t)mq(6Ts)m(6Ts)t量化器{m(kTs)}{mq(kTs)}采样、量化、编码过程的示意图图b：根据采样定理，m(t)经过采样后变成了时间离散、幅度连续的信号mS(t)。图c：将其送入量化器，就得到了量化输出信号mq(t)。这里采用了“四舍五入”法将

5、每一个连续采样值归结为某一临近的整数值，即量化电平，这里采用了8个量化级，将图(b)中7个准确样值4.2、6.3、6.1、4.2、2.5、1.8、1.9分别变换成4、6、6、4、3、2、2。均匀量化的缺陷-0.52=-1（1-0.52）/0.52=92%均匀量化严重降低小幅值信号的信噪比，一般采用非均匀量化。非均匀量化实际中常采用的方法有两种：见P123一种是采用13折线近似A律压缩特性一种是采用15折线近似μ律压缩特性模拟信号数字化A律压缩特性A律压缩特性公式为：0≤x≤≤x≤1式中A为压缩系数，表示压缩程度。在上图的曲线中：A

6、＝1时，y=x，为无压缩即均匀量化情况。A值越大，在小信号处斜率越大，对提高小信号信噪比越有利。A律压缩特性y表示归一化的输出值。x表示归一化的输入值。A是压扩参数，表示压缩的程度。当A＝87.6时，压缩特性与A律13折线压缩特性相似。A律13折线压缩特性对小信号信噪比的改善是靠牺牲大信号的量化信噪比换来的。模拟信号数字化A律13折线的建立对x轴不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分。对y轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。把x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线。模拟信号数字化13折线近似A律以上分析的是

7、第一象限，对于双极性信号，在第三象限也有对称的一组折线，也是7根。但其中靠近零点的1、2段斜率也都等于16，与正方向的第1、2段斜率相同，又可以合并为一根，因此，正、负双向共有2×(8-1)-1=13折，故称其为13折线。各段的斜率见下表。A=86.6与13折线压缩特性的比较y01x01按折线分段时的x01段落12345678斜率16168421模拟信号数字化编码把量化的电平值表示成二进制码组的过程。将模拟信号的经过采样、量化变换为数字信号，然后再变换成代码传输，这种方式称为脉冲编码调制(PCM)。模拟信号数字化极性码段落码段内码

8、编码编码？模拟信号数字化编码模拟信号数字化解码是编码的反变换。采用专门的编码和解码芯片。提纲模拟信号数字化数字信号的多路复用313233数据差错控制技术多路复用：1.多个信号互不干扰的在同一信道传输。2.多路复用提高信道的利用率。……复用器信道