数字电话通信过程解析课件.ppt

数字电话通信过程电信工程系 范兴娟老师石家庄邮电职业技术学院石家庄邮电职业技术学院目录 发送端的模/数变换1 信道及再生中继2 接收端的数/模变换3PCMPCM数字通信过程数字通信过程1.发送端的模发送端的模/数变换数变换 v（1）抽样）抽样 v（2）量化）量化 v（3）编码）编码 抽样量化编码模拟信号数字信号tv000110111.1 抽样抽样v模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间上离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，这一过程称之为抽样。散的信号，这一过程称之为抽样。v通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列称为通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列称为样值序列。这些样值序列的包络线仍与原模拟信号样值序列。这些样值序列的包络线仍与原模拟信号波形相似，我们把它称之为波形相似，我们把它称之为脉冲幅度调制（脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）信号）信号。1.1 抽样抽样v话音信号的离散化处理话音信号的离散化处理v时间上的离散性时间上的离散性使连续信号f(t)变成了离散的f(t0)、f(t1)、f(t2)、f(t3)1.1 抽样抽样v设时间连续信号设时间连续信号f（t），其最高截止频率为），其最高截止频率为fm。要。要从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为频率应选为fs2fm。这就是著名的奈奎斯特抽样定。这就是著名的奈奎斯特抽样定理，简称抽样定理。理，简称抽样定理。v人的话音信号频率为人的话音信号频率为3003400Hz，考虑防卫带的预，考虑防卫带的预留：留：fs8KHz，抽样周期，抽样周期T125s。1.2 1.2 量化量化 v概念概念：量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列：量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列。用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列。v具体方法具体方法：将幅度域连续取值的信号在幅度域上划：将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层（分为若干个分层（量化间隔量化间隔），在每一个分层范围），在每一个分层范围内的信号值取某一个固定的值来表示。内的信号值取某一个固定的值来表示。v带来问题带来问题：量化前后信号之差叫：量化前后信号之差叫量化误差量化误差，产生，产生量量化噪声化噪声。v量化分为量化分为均匀量化均匀量化和和非均匀量化非均匀量化两种两种v均匀量化：各量化间隔相等的量化方式均匀量化：各量化间隔相等的量化方式 对于均匀量化是将对于均匀量化是将-U+U范围内均匀等分为范围内均匀等分为N个量个量化间隔，则化间隔，则N称为称为量化级数量化级数。设量化间隔为设量化间隔为，则则=2U/N。量化值取每一量化间隔的中间值，则最大量化误差量化值取每一量化间隔的中间值，则最大量化误差为为/2。1.2 量化量化均匀量化均匀量化非均匀量化非均匀量化v非均匀量化：各量化间隔不等的量化方式非均匀量化：各量化间隔不等的量化方式v 压缩扩张特性压缩扩张特性信号幅度小时，量化间隔小，其量化误差小；信号幅度小时，量化间隔小，其量化误差小；信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差大。信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差大。律(北美、日本）A律（中国、欧洲）非均匀量化两种特性曲线非均匀量化两种特性曲线A律13折线1.3 编码编码v编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（8位位）二进制码组二进制码组 PCM 8PCM 8位码位码极极 性性 码码段落段落码码段内段内码码C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7C C8 813折线编码折线编码N=28=25688000=64kbit/s 2.信道及再生中继信道及再生中继v（1）信道传输的码型变换）信道传输的码型变换PCM编码器输出的信号码型不符合长距离传输，通过码型编码器输出的信号码型不符合长距离传输，通过码型变换转换成适合信道传输的线路码型。变换转换成适合信道传输的线路码型。v（2）再生中继）再生中继PCM数字信号在信道上传输的过程中会受到衰减和噪声干数字信号在信道上传输的过程中会受到衰减和噪声干扰的影响，使得波形失真。在信道上每隔一段距离就要对扰的影响，使得波形失真。在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形进行一次数字信号波形进行一次“修整修整”，再生出与原发送信号相同，再生出与原发送信号相同的波形，然后的波形，然后,再进行传输。再进行传输。3.接收端的数接收端的数/模转换模转换v（1 1）再生、解码）再生、解码数数/模变换模变换，它，它把把PCM信号还原为信号还原为PAM信号信号，即把二进，即把二进制码元还原成与发送端抽样、量化后的制码元还原成与发送端抽样、量化后的PAM近似的重近似的重建信号。建信号。v（2 2）低通滤波（平滑）低通滤波（平滑）解码后的解码后的PAM信号送入信号送入低通滤波器低通滤波器，输出输出PAM信号的信号的包络线包络线，即还原为（或称重建）为原始话音的模拟信，即还原为（或称重建）为原始话音的模拟信号，送给收端用户。号，送给收端用户。本节结束电信工程系 范兴娟石家庄邮电职业技术学院石家庄邮电职业技术学院