《数字通信原理》总复习教案

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1、北京邮电大学函授、远程教育《数字通信原理》总复习教案第1章概述1.1数字通信系统的基本概念1.模拟信号与数字信号P2模拟信号——幅度取值是连续的数字信号——幅度取值是离散的二进制多进制数字信号与模拟信号的区别是根据幅度（表征信息的参量）取值上是否离散而定的。2.模拟通信与数字通信P8l根据传输信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用实现多路通信）。数字通信——以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实现多路通信）。l数字通信传输的主要对象是模拟语音信号等，而

2、信道上传输的一般是二进制的数字信号。所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模／数变换（A/D变换）3.数字通信系统的构成P9各部分的功能。1.2数字通信的特点1.数字通信的特点P101）抗干扰能力强，无噪声积累2）便于加密处理3）采用时分复用实现多路通信4）设备便于集成化、小型化5）占用频带较宽261.3数字通信系统的主要性能指标1.有效性指标P11·信息传输速率——定义、公式、物理意义·符号传输速率——定义、公式（）、关系：·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）2.可靠性

3、指标P12·误码率——定义·信号抖动例1设信号码元时间长度为，当（1）采用4电平传输时，求信息传输速率和符号传输速率。（2）若系统的带宽为2000,求频带利用率为多少。解：（1）符号传输速率为数据传信速率为（2）例2接上题，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率（误比特率）。解：误码率（误比特率）＝差错比特数／传输总比特数26第2章语音信号编码——脉冲编码调制（PCM）2.1语音信号编码的基本概念1.语音信号编码的概念P16语音信号编码——模拟语音信号的数字化（信源编码）。2.语音信号编码的分类P16l

4、波形编码——根据语音信号波形的特点，将其转换为数字信号。常见的有PCM、DPCM、ADPCM、DM等。l参量编码——是提取语音信号的一些特征参量，对其进行编码。特点：编码速率低，但语音质量要低于波形编码。LPC等声码器属于参量编码。l混合编码——是介于波形编码和参量编码之间的一种编码，即在参量编码的基础上，引入一定的波形编码的特征。子带编码属于混合编码。2.2脉冲编码调制(PCM)通信系统的构成1.PCM的概念P17对模拟信号的瞬时抽样值量化、编码，以将模拟信号转化为数字信号。2.PCM通信系统的构成

5、P17图2-1PCM通信系统由三个部分构成：模／数变换——抽样：把模拟信号在时间上离散化，变为脉冲幅度调制(PAM)信号量化：把PAM信号在幅度上离散化，变为量化值（共有N个量化值）编码：用二进制代码表示N个量化值，每个量化值编l为码信道部分——包括传输线路及再生中继器数/模变换——解码、低通262.3抽样1.抽样的概念P18模拟信号在时间上离散化PAM信号2.低通型信号（）的抽样P19抽样定理留有一定宽度的防卫带不满足抽样定理的后果——不满足抽样定理的后果是PAM信号产生折叠噪声，收端就无法用低通滤

6、波器准确地恢复原模拟语音信号。语音信号的抽样频率为＝8000，抽样信号的频谱：频率成分有原始频带∽，的上、下边带。（排列顺序）3.带通型信号（）的抽样P22抽样定理[若n次下边带、(n+1)次下边带与原始频带间隔相等——默认]抽样信号的频谱：频率成分有原始频带∽，的上、下边带。例1一模拟信号频谱如下图所示，求其满足抽样定理时的抽样频率，并画出抽样信号的频谱（设）。解：∴此信号为低通型信号满足抽样定理时，应有26（一次下边带：-原始频带=12-（2∽6）=6∽10一次上边带：+原始频带=12+（2∽6）

7、=14∽18二次下边带：-原始频带=24-（2∽6）=18∽22二次上边带：+原始频带=24+（2∽6）=26∽30）例2一模拟信号频谱如下图所示，求其满足抽样定理时的抽样频率，并画出抽样信号的频谱。解：∴此信号为带通型信号满足抽样定理时，应有262.4量化量化的概念：PAM信号（样值）在幅度上离散化量化值量化分为:均匀量化和非均匀量化1.均匀量化P27[在量化区内（即从一U～十U）均分为N等份]l均匀量化的特点——大小信号的量化间隔相等（）l几个要点•量化值的选取•量化误差＝量化值一样值（•均匀量化

8、的缺点——在N（或）大小适当时，均匀量化小信号的量化信噪比太小，不满足要求，而大信号的量化信噪比较大，远远满足要求•为了解决这个问题，若仍采用均匀量化，不行。原因：↑→量化误差↓→Δ↓→N↑→↑→编码复杂信道利用率下降解决——采用非均匀量化2.非均匀量化P30非均匀量化的宗旨——在不增大量化级数N的前提下，利用降低大信号的量化信噪比来提高小信号的量化信噪比。l非均匀量化的特点——小信号的量化间隔小，大信号的量化间隔大。l实现非均匀量化的方法·模拟压扩法—