通信原理章节小结7.pdf

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1、第7章数字信号的基带传输本章教学基本要求：掌握：1.脉冲编码调制（PCM）基本工作过程2.低通型抽样定理内容3.均匀量化信噪比计算4.A律13折线PCM编、解码5.时分复用原理6.数字复接原理理解：1.多路数字电话系统构成框图2.∆M系统原理本章核心内容：一、脉冲编码调制（PCM）基本原理二、抽样定理三、量化理论四、编码理论（PCM）五、简介∆M系统,比较PCM、∆M性能六、时分复用和多路数字电话系统本章内容提要1．模拟信号的数字传输系统可用图7-1来表示：模拟信抽样、量化数字通译码和低息源和编码信系统通滤波m(t){

2、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图7—1模拟信号的数字传输2．抽样。(1)低通信号抽样定理：一个频带限制在（0,fH）Hz内的时间连续信号m(t)，如果以1/2fH的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。(2)带通信号抽样定理：对于一个频带限制在（fL,fH）Hz内的时间连续信号设f−f=B，f=n+k，0

3、抽样）曲顶抽样：在抽样脉冲持续期间，样值幅度随输入信号变化而变化。平顶抽样：抽样值的幅度为抽样时刻信号的瞬时值，在抽样脉冲期间样值幅度不变。3．脉冲振幅调制(PAM)脉冲载波的]幅度随基带信号变化的一种调制方式。+∞Aτ曲顶抽样已抽样信号频谱：Ms(ω)=∑Sa(nτωH)M(ω−2nωH)Tn=−∞+∞1平顶抽样已抽样信号频谱：MH(ω)=∑H(ω)M(ω−2nωH)Tn=−∞其中，H(w)为脉冲形成电路的传输特性。4．量化把连续信号变换为取值域上的离散值。因为量化的结果使信号只能取有限个量化电平之一，所以量化过程比

4、可避免地造成误差，这种量化误差产生的噪声叫做量化噪声。(1)均匀量化是把输入信号的取值域按的等距离分割的量化。设一M个量化电平的均匀量化器，其输入信号在区间[-a,a]具有均匀概率密度函数则：均匀量化时的量化间隔：∆v=2aM2量化噪声功率：N=(∆v)12q2M−12输出信号功率：S=(∆v)q12(2)非均匀量化是根据信号取值的不同区间来确定量化间隔，通常的实现方法是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。广泛采用的压缩率是μ压缩率和A压缩率。a.μ压缩率——压缩器的压缩特性具有如下关系：In(1+µx)y=0≤x≤1In

5、(1+µ)式中y——归一化的压缩器输出电压；x——归一化的压缩器输入电压；μ——压扩参数。b.A压缩率——压缩器的压缩特性具有如下关系：Axy=0

6、四位的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平，其它四位码的16种状态用来代表每一段落的16个均匀划分的量化级。编码格式如图所示：5．编码脉冲编码调制(PCM)，是将模拟信号的抽样值变成代码，其通信系统方框图如图所示抽样量化编码信道译码低通滤波干扰图7-PCM通信系统方框图（1）均匀量化（线性PCM）：量化台阶大小相同，将均匀量化值用线性二进制码表示。（2）非均匀量化编码：量化台阶大小不同，根据信号幅度的大小选择不同的量化台阶。6．PCM系统的抗噪性能对于均匀量化，设模拟信号在取值范围内具有均匀的概率密度，且量化间隔为

7、∆v，抽样间隔为Ts，则21(∆v)量化噪声功率：N=⋅q2T12s221M(∆v)输出信号功率：S=⋅o2T12sSo2输出端平均信号量化噪声功率比为：=MNq2N22⋅p⋅(∆v)e设误码率为Pe，由误码引起的噪声功率为：N=e23Ts2NSo2PCM系统接收端输出的信噪比为：=2NNo1+4Pe27．增量调制用一位二进制码表示相邻抽样值的相对大小。设一个频带有限的模拟信号m(t)，以∆t等间隔地分割时间轴，以某一固定台阶σ等间隔地分割m(t)信号的幅度，因此，在抽样时刻，若m(t)上升一个台阶,则编码为二进制码的

8、“1”，若m(t)下降一个台阶，则编码为二进制的“0”，这样形成的序列就量化了m(t)信号。∆M系统的量化噪声有两种形式：过载量化噪声和一般量化噪声。设抽样时间间隔∆t，则编码器的跟踪信号变化的最大速率K为：k=σfs当信号实际变化速率大于最大跟踪速率时，将造成过载量化噪声。不发生过载时，由于量化引起的误差为一般量化噪声，其幅度不