第1章 通信和通信系统的基本概念ppt课件.ppt

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1、第1章通信与通信系统的基本概念1.1通信的概念1.2通信系统1.3通信方式1.4信道和传输介质1.5信号与噪声1.6信号频谱与信道通频带通信技术基础王钧铭本章内容概述：信息码;模拟信源的数字编码：编码原理、PCM等;差错控制编码;时分多路复用。数字信号的编码与解码主要有以下两类：信源编码：将信息或信号按一定的规则进行数字化的过程。用信息码表示文字、符号等，如ASCII码、MORSE码等；对模拟信号进行AD转换，如PCM编码、ADPCM等；信道编码，也称差错控制编码，它是为了让误码所产生的影响降至最低所进行的编码。数字通信系统中的编码与解码3.1信息码（InformationCode）定义：在

2、数字通信系统中用来表示信息的一组码组称为信息码。通常都是等长码组，也有非等长码组。信息码组的长度L：L＝log2N。其中N为符号总数，这里的L应是整数。从提高编码效率的角度出发，L的取值应尽量的小。例如，对26个英文字母进行二进制编码时，Lmin=log226=4.7，因此可取L=5。常用信息码有ASCII码、Morse码、EBCDIC码、Baudot码等3.2模拟信源的数字编码模拟信息的数字化原因：由于数字通信在信号的传输质量、信号的处理等方面具有模拟通信系统所不可比拟的特性。但自然界的信息主要是模拟信息，如话音、图像和各种测量信号。因此模拟信号的数字传输已成为现代通信的重要组成部分。A/

3、D转换的要求每一路信号编码后的速率要低（Lowbitrate）。在传码率一定的传输系统中，每一路信号的码元速率越低，意味着系统的利用率就越高，也就是可以传送更多路的信号；量化噪声要小（Lowquantisationnoise）。量化噪声在模拟信号数字化过程中必然存在。在信号电平一定时，量化噪声越小，信号的质量就越高，解码后的信号就越接近原信号；要便于通信系统的多路复用（Convenientformultiplex）。一个大的通信系统一般都要传输多路信号，这就是多路复用，数字化的信号应适合进行多路复用；编码与译码电路要简单（Simplecircuit）。数字编码方法主要分为三类：（1）波形编码

4、 （WaveformCoding）波形编码是将时域信号直接变换为数字代码，重建语音波形时尽量保持原语音信号的波形形状。脉冲编码调制（pulsecodemodulation，PCM）和增量调制（△M），以及它们的各种改进型自适应增量调制（ADM），自适应差分编码（ADPCM）、自适应传输编码（AdaptiveTransferCoding，ATC）和子带编码（SBC）等，都属于波形编码技术。波形编码的特点是：用高速率换取高质量。典型速率16kbps。（2）参量编码（ParameterCoding）参量编码又称为声源编码，是将信源信号在频域上或其它正交变换域上提取特征参量，并将其变换成数字代码进行

5、传输。具体说，参量编码是通过对语音信号特征参数的提取和编码，重建语音信号时使其具有尽可能高的可靠性，保持原始语音的语意，但重建信号的波形同原始语音信号的波形可能会有相当大的差别。线性预测编码（LPC）及其它各种改进型都属于参量编码。参量编码的特点是：以低质量换取低速率，典型速率4kbps。（3）混合编码（HybridCoding）混合编码将波形编码和参量编码组合起来应用，尽量保持波形编码的高质量和参量编码的低速率，在4~16kbit/s速率上能够得到高质量的合成语音。多脉冲激励线性预测编码（MPLPC），规划脉冲激励线性预测编码（KPELPC），码本激励线性预测编码（CELP）及其改进型代数

6、码激励线性预测编码(ACELP)和矢量和激励线性预测编码(VSELP)等都是属于混合编码技术。混合编码的特点是：权衡上述两种编码方式，在8kbps以上部分具备高质量，8kbps以下部分具备低速率，同时相比上面两种方式，其语音质量和速率都过得去。3.2.1波形编码的基本原理取样（Sampling)将时间上连续的信号转换成时间上离散的信号（PAM）信号。量化(Quantisation)将状态连续的信号转换成状态离散的信号。编码(Coding)将时间和状态离散的信号用数字代码表示。说明：实际电路中量化与编码通常是不可分离的。取样（Sampling)一个取样概念示意图取样过程示意图取样的分类：理想抽

7、样（IdealSampling）：如果使用的抽样序列是理想的冲击脉冲序列，称为理想抽样。自然抽样（NatureSampling）：实际抽样电路中抽样脉冲都有一定的持续时间，这样得到的脉冲顶部不是平的，而是随着模拟信号变化，这样的抽样叫自然抽样。平顶抽样（Flat-topSampling）：在抽样脉冲期间幅度保持不变的抽样称为平顶抽样。取样定理（SamplingTheorem）对于频谱分量低于WHz的有限能量带