通信原理第9章课件.ppt

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1、第九章模拟信号的数字传输主要内容：抽样定理模拟信号的数字化技术脉冲编码调制时分复用系统重点：抽样定理抽样、量化、编码的概念PCM信号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9.6增量调制9.7PCM和ΔM的性能比较9.8时分复用和多路数字电话系统9.3脉冲振幅调制9.1引言特点：用数字通信系统传输模拟信号m（t）{ak}m（t）数字通信系统模拟信息源抽样量化编码译码低通{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

2、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带通型信号的抽样定理定义：一个频带限制在fm以下的连续信号m(t)，可以唯一的用时间间隔的抽样值序列来确定。9.2.1低通信号的抽样定理或：若连续信号m(t)的频带限制在fm以下，则当抽样信号频率满足fs≥2fm，并对m(t)进行抽样，必能从所得样值序列中恢复m(t)。抽样(sample)：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）。概念抽样频率fs：fs不是越高越好，与数字基带信号的带宽有关。图形说明ms(t)0时域图频谱图

3、m(t)M(f)fm-fmMs(f)0讨论：结论：fs的值必须满足抽样定理9.2.2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fL~fH带宽B=fH-fL如果fLB，则m(t)为带通型信号概念：带通型信号的fH很高，若仍按fs≥2fH抽样，虽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。讨论：结论：fH=nBfH任意fs通用公式fMs(f)0B-B令抽样频率fs=2B，带通信号fH=6B9.2.2.1fH=nBfM(f)fLfHf

4、s-fs0fδT(f)0-fL-fHB-B讨论：结论：若限制fs<2fH，只有当抽样频率fs=2B时，样值序列的频谱不发生重叠。因此抽样频率值特殊。上边带下边带fMs(f)0B-B9.2.2.2fH=nB+kB（n=0、1、2…0

5、红三角形频谱图处不能产生重叠fs-fs因而需将与之重叠的下边带移开讨论：∵nfs抽样脉冲右移距离是∴fs无解9.2.2.3fs的通用公式fM(f)fLfH0-fL-fHB-BδT(f)f0fs-fs设fH=2.8BfMs(f)0B-B定义：∴m=1令fs=2fH减小fs，可以使所有下边带左移，与红色频谱不重叠的条件是:第一个下边带第二个下边带通式推导∴取讨论：fs=3BδT(f)f0fM(f)fLfH0-fL-fHB-Bfs令fs=2fHfH=5.5BfL=4.5Bf0讨论：fs=8Bfs=3Bmfsfs=2.2

6、B与红色频谱不重叠的条件是:令：防卫带相等∴9.3脉冲振幅调制（PAM）特点：⑴脉冲载波⑵用基带信号去改变脉冲的振幅原理：抽样定理，用窄带脉冲串实现冲激序列一、产生原理图示二、PAM(PulseAmplitudeModulation)波形及频谱m(t)×δT(t)脉冲形成ms(t)mH(t)1/H(ω)ms(t)低通m(t)m(t)0tM(ω)-ωHωHω

7、S(ω)

8、ωS(t)τTtPAM信号ms(t)=m(t)*s(t)平顶PAMt

9、MS(ω)

10、ωPAM的波形及频谱9.4模拟信号的量化9.4.1量化的定义9.4

11、.2均匀量化9.4.3非均匀量化特征：模拟信号被抽样后，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。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(quantizing)模拟信号：m(t)量化信号：mq(t)9.4.1量化的定义样值信号：ms(t)量化误差信号：常用名词量化区间：(mi-1,mi)量化电平：qi量化间隔Δv=(mi-mi-1)(量化噪声)量化信噪比Sq/Nq量化器ms(kTs)mq(kTs)波形量化级数M动态范围（-a,a)eq(t)=

12、ms(t)

13、-mq(t)

14、Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Tsm(t)qit0mi-1mimq(t)ms(t)量化信噪比mq=mq(kTs)记：ms=ms(kTs)Δv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。9.4.2均匀量化Δv为常数分析量化信噪比(quantizingSNR)：设m(t)的参数：动态范围（-