通信概论2章--数字通信wpsppt课件.ppt

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1、现代通信概论第2章数字传输原理8/27/20211《现代通信概论》第2章数字通信2.1数字通信系统2.2语声信号数字化编码2.3时分多路复用及数字复接技术2.4差错控制编码2.5数字信号的基带传输2.6数字信号的频带传输2.7数字系统同步技术第2章数字通信8/27/20212《现代通信概论》第2章数字通信2.1模拟通信和数字通信（1/3）模拟通信模拟通信系统框图信源信道信宿噪声非电/电变换器电/非电变换器调制器解调器变换器反变换器8/27/20213《现代通信概论》第2章数字通信2.1模拟通信和数字通信（2/3）数字通信的含义：传送数

2、字信号的通信称为数字通信。数字通信系统框图解调器调制器信道噪声信源信宿信源编码信道编码信源译码信道译码8/27/20214《现代通信概论》第2章数字通信2.1模拟通信和数字通信（3/3）数字通信系统中的几个常用概念信源编码：将信源产生的模拟信号转换成数字信号，以便在数字通信系统传送，这个过程又称为模拟/数字变换。信道编码：在发送端对信源编码后的信号按一定规则附加一些监督码元，以便接收端检测误码。基带传输：将编码后的数字脉冲信号直接送人传输媒介中进行传输。调制：将数字脉冲变换成适合于金属线路传输的正弦振荡信号，或适合于光纤传送的光脉冲信

3、号。8/27/20215《现代通信概论》第2章数字通信2.2数字通信的特点抗干扰能力强，无噪声积累便于加密处理有利于采用时分复用实现多路通信设备便于集成化、小型化占用较宽信道频带（缺点）8/27/20216《现代通信概论》第2章数字通信2.2语声信号数字化编码2.2.1基本概念电话信号的数字化称为语声编码，图像信号的数字化称为图像编码。语声信号编码示意图8/27/20217《现代通信概论》第2章数字通信2.2语声信号数字化编码A/D变化包含三个部分：(1)抽样：是指将模拟信号在时间上离散化的过程(2)量化：是指将模拟信号在幅度上离散化

4、的过程。(3)编码：编码是指将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。语声信号编码的分类：(1)波形编码：在发送端根据语声信号波形的特点把语声信号变换为数字信号，而在接收端经解码再恢复发送端原语声的波形。(2)参量编码：提取语声信号的特征参量，对其进行编码。(3)混合编码：介于波形编码与参量编码之间，在参量编码的基础上引入一定的波形编码的特征。8/27/20218《现代通信概论》第2章数字通信2.2.2脉冲编码调制（PCM）技术（1/8）模拟信号数字化的基本过程：对模拟信号在时间域和幅度域上都进行离散化处理，然后再把离散化的幅度值变

5、换为数字信号代码。脉冲编码调制（PCM）系统结构框图8/27/20219《现代通信概论》第2章数字通信2.2.2脉冲编码调制（PCM）技术（2/8）PCM系统的组成发送端：完成对模拟话音信号的抽样、量化、编码三步处理，然后将信号直接送入信道进行传送，即完成模/数变换过程；接收端：收到数字脉冲信号后，通过再生、译码等反变换，最后经低通滤波器平滑成原始的模拟语音信号，即完成数/模变换过程；信道传输设备：当传输距离较长时，在信道中间每隔一定距离需要设置再生中继设备。8/27/202110《现代通信概论》第2章数字通信2.2.2脉冲编码调制（

6、PCM）技术（3/8）抽样含义：将话音信号在时间上离散化的过程。实现方法：对话音信号s(t)按周期间隔T抽取其瞬时幅值，得到一系列时间上离散的样值序列s’(t)。抽样定理：只要抽样频率fC≥2fB，则抽样后的样值序列通过一个截频为fB的低通滤波器后即可恢复原信号，其中fB最高频率是s(t)的最高频率。ITU-T建议对话音信号的抽样频率为每秒钟8000次。8/27/202111《现代通信概论》第2章数字通信因此应根据奈奎斯特取样定理（简称取样定理）来确定取样时间。取样定理描述为：式中，fh为模拟信号的最高频率，fs为取样开关的频率，如果

7、fs=2fh称为奈奎斯特速率。8/27/202112《现代通信概论》第2章数字通信举例：在电话中传送数字化声音信号，声音信号的频带限制在300~3400Hz，fh=3400Hz。其取样频率fs>3400×2，选定fs=8000Hz，。用此取样频率可在接收端无失真地恢复出话音信号。8/27/202113《现代通信概论》第2章数字通信2.2.2脉冲编码调制（PCM）技术（4/8）量化含义：将抽样后时间离散、幅值连续的信号样值幅度分层，将在一定范围内变化的无限个值，用不连续的有限个值来代替的过程称为“量化”。分类均匀量化：在幅值变化范围内均

8、匀等间隔量化；非均匀量化：将小信号量化级间隔细分，大信号量化级间隔粗分，可以提高信号较小状况下的信噪比。8/27/202114《现代通信概论》第2章数字通信2.2.2脉冲编码调制（PCM）技术（5/8）量化均匀量化（线性