通信原理总复习1.ppt

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1、1通信原理总复习总复习总结l分三大部分内容：分三大部分内容：第一部分：第一部分：14章章 讨论通信的基通信的基础知知识 通信系通信系统的基本的基本组成，主要性能指成，主要性能指标 通信系通信系统中的信号和噪声中的信号和噪声 信息信息传输要通要通过信道信道第二部分：第二部分：58章章 模模拟通信系通信系统的原理的原理-第第5章章 数字通信系数字通信系统的原理的原理-第第6,7,8章章 模模拟系系统的数字化的数字化传输原理原理-第第9章章 数字信号的最佳接收原理数字信号的最佳接收原理-第第10章章第三部分：第三部分：1114章章：简要介要介绍数字通信中的数字通信中的编码和同步技和同步技术 通信系统

2、权衡三大问题通信系统权衡三大问题l带宽性能性能n选择携带信息的波形，提高带宽利用率，减少占用带宽资源l功率性能（信噪比性能）功率性能（信噪比性能）n改善信噪比需求，提高抗干扰能力、减小发射功率l实现复复杂度度n降低系统的实现复杂度通信原理所需数学方法l通信需要通信需要n足够的带宽n足够的功率l充分利用充分利用带宽与功率与功率资源源l所需要的数学方法所需要的数学方法n描述和研究通信信号的时间域特征、频率域特征n描述和研究信号与噪声的功率（能量）n描述和研究随机信号的时域、频域特征n描述和研究信息的度量方法n描述和研究信道的特征第第1章章 绪论绪论n信息量：信息量：n信源熵：信源熵：n通信系统的两

3、个主要指标：通信系统的两个主要指标：有效性和可靠性有效性和可靠性n模拟通信系统中：模拟通信系统中：有效性用带宽衡量；可靠性用输有效性用带宽衡量；可靠性用输出信噪比衡量。出信噪比衡量。n数字通信系统中：数字通信系统中：有效性用码元速率有效性用码元速率RB、信息速率、信息速率Rb、频带利用率衡量；可靠性用误码率、误信率衡、频带利用率衡量；可靠性用误码率、误信率衡量。量。n作业：作业：1-3,1-4,1-5，1-7，1-9第第2章章 确知信号确知信号2.4小小结傅里叶傅里叶变换的公式：的公式：第第3章章 随机过程随机过程u随机随机过程的基本概念程的基本概念u平平稳随机随机过程程u高斯随机高斯随机过程

4、程u平平稳随机随机过程通程通过线性系性系统u窄窄带随机随机过程程u正弦波加窄正弦波加窄带高斯噪声高斯噪声u高斯白噪声和高斯白噪声和带限白噪声限白噪声u随机随机过程程定定义统计特性：特性：分布函数、概率密度函数分布函数、概率密度函数数字特征：数字特征：数学期望，均方差，相关函数数学期望，均方差，相关函数 a(t),2(t),R(t1,t2)都是都是时间函数函数u平平稳随机随机过程程(熟熟练掌握）掌握）数字特征：数字特征：数学期望、方差与数学期望、方差与时间无关（无关（为常数）常数）相关函数只与相关函数只与时间间隔有关隔有关各各态历经性：性：平平稳随机随机过程的数字特征完全可以由任一程的数字特征完

5、全可以由任一实现的的 数字特征来代替，即平数字特征来代替，即平稳随机随机过程的任一程的任一实现都都经 历了随机了随机过程的所有可能状程的所有可能状态自相关函数自相关函数:(a)R(0)-总功率功率;(b)R()=a2-直流功率直流功率;(c)R(0)-R()=2 交流功率交流功率相关函数与功率相关函数与功率谱密度的关系：密度的关系：R()P(w)维纳-辛辛钦关系关系第第3章章 随机过程随机过程了解掌握计算题第第3章章 随机过程随机过程u高斯随机高斯随机过程程（理解）（理解）通信系通信系统的噪声，通常是一种高斯随机的噪声，通常是一种高斯随机过程程一一维概率密度函数：概率密度函数：（掌握）（掌握）

6、正正态分布函数分布函数u平平稳随机随机过程通程通过线性系性系统（掌握）（掌握）（计算算题）随机随机过程通程通过线性系性系统仍仍为随机随机过程程输出出过程的数字特征程的数字特征输出出过程的功率程的功率谱密度密度9第第3章章 随机过程随机过程u窄窄带随机随机过程程（理解）（理解）定定义同相分量，正交分量的同相分量，正交分量的统计特性特性包包络，相位的，相位的统计特性特性u正弦波加窄正弦波加窄带高斯噪声高斯噪声（理解）（理解）合成波的表示形式合成波的表示形式合成包合成包络的的统计特性特性u高斯白噪声和高斯白噪声和带限白噪声限白噪声（掌握）（掌握）白噪声与白噪声与带限白噪声定限白噪声定义带限白噪声的相

7、关函数（低通、限白噪声的相关函数（低通、带通）通）u作作业：3-5，3-6，3-8，3-9,3-1010第第4章章 信信 道道u无无线信道信道u有有线信道信道u信道的数学模型信道的数学模型u信道特性信道特性对信号信号传输的影响的影响u信道中的噪声信道中的噪声u信道容量信道容量作作业题：4-6，4-71112第第4章章 信信 道道u信道信道包括无包括无线信道和有信道和有线信道。信道。u无无线信道信道：地波、天波和：地波、天波和视线传播；播；还有散射有散射传播：播：对流流层散射、散射、电离离层散射和流星余迹散射。散射和流星余迹散射。u有有线信道信道：明：明线、对称称电缆、同、同轴电缆和光和光纤。光

8、。光纤：单模光模光纤和多模光和多模光纤。u信道的数学模型信道的数学模型：调制信道和制信道和编码信道。信道。调制信道制信道用加性干用加性干扰和乘性干和乘性干扰表示信道表示信道对于信号于信号传输的影的影响。响。13第第4章章 信信 道道u恒参信道恒参信道产生的失真主要是生的失真主要是线性失真性失真，用，用振幅振幅频率率特性特性和和相位相位频率特性（群延率特性（群延迟）描述。描述。线性失真可性失真可用用线性网性网络补偿。可等效。可等效为线性性时不不变系系统u随参信道：随参信道：传输损耗和耗和传输时延都随延都随时间改改变，对信信号号传输的影响主要是的影响主要是多径效多径效应，多径效，多径效应使数字信号

9、使数字信号的的码间串串扰增大。非增大。非线性性时变系系统14第第4章章 信信 道道u信道容量：信道容量：信道能信道能够传输的最大平均信息量。分的最大平均信息量。分为：离：离散信道容量和散信道容量和连续信道容量。信道容量。u离散信道容量离散信道容量C：每个符号能每个符号能够传输的平均信息量最大的平均信息量最大值 (比特/符号)u连续信道容量：信道容量：增大增大带宽可以降低信噪功率比而保持信道容量不可以降低信噪功率比而保持信道容量不变。但。但无限增大无限增大带宽并不无限增大信道容量。当并不无限增大信道容量。当S/n0一定一定时，连续信道容量信道容量趋于于1.44(S/n0)b/s。第第5章章 模拟

10、调制系统模拟调制系统u模模拟线性性调制与解制与解调u线性性调制信号的一般模型制信号的一般模型u线性性调制系制系统的抗噪声性能的抗噪声性能u非非线性性调制（角度制（角度调制）原理制）原理u调频系系统的抗噪声性能的抗噪声性能u各种模各种模拟调制系制系统的比的比较u频分复用和分复用和调频立体声立体声16第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u理解理解调制和解制和解调的基本概念的基本概念u理解理解幅度幅度调制的基本原理制的基本原理u掌握掌握幅度幅度调制中几种已制中几种已调信号的信号的时域及域及频域表达及域表达及图形形u掌握掌握线性性调制系制系统的抗噪声性能（掌握抗噪性能的分的抗噪声性能（掌握抗噪性能的分

11、析方法）析方法）u掌握掌握非非线性性调制系制系统的抗噪性能（的抗噪性能（调频）u了解了解频分复用的概念分复用的概念u作作业：5-7，5-9，5-10，5-11，5-13，5-16，5-1717第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u理解理解幅度幅度调制与解制与解调的基本原理的基本原理只要适当选择H()，便可以得到各种幅度调制信号。18第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统AM调制调制DSB调制调制SSB调制调制VSB调制调制功耗大、带宽功耗大、带宽宽、解调简单宽、解调简单（调幅广播）（调幅广播）功耗小功耗小带宽宽带宽宽功耗小、带功耗小、带宽窄，低频宽窄，低频困难（单边困难（单边带电台）带电台）功耗

12、小、带功耗小、带宽较窄、低宽较窄、低频好（电视）频好（电视）u掌握掌握幅度调制中几种已调信号的时域及频域表达及图形幅度调制中几种已调信号的时域及频域表达及图形19第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统n相干解相干解调与非相干解与非相干解调（包（包络检波）波）u相干解相干解调(同步同步检波波)p适用于：AM，DSB，SSB，VSBp相干解调器的一般模型 20第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u包包络检波波p适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0，p包络检波器结构：通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，p结构简单，解调输出是相干解调输出的2倍21第第5章章 模拟调制系统模拟调制

13、系统u掌握掌握线性性调制系制系统的抗噪声性能的抗噪声性能（掌握抗噪性能的分析（掌握抗噪性能的分析方法）方法）u输出信噪比定义u制度增益定义：uDSB调制系统的性能：DSB输出信噪比：DSB的制度增益：22第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统uSSB调制系统的性能：SSB输出信噪比：SSB的制度增益：uAM包络检波的性能 AM包络检波的解调信号输出信噪比：AM的制度增益：23第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u理解理解非非线性性调制的原理：制的原理：uFM和PM信号的一般表达式角度调制信号的一般表达式为式中，A 载波的恒定振幅；ct+(t)(t)信号的瞬时相位；(t)相对于载波相位ct的瞬时相

14、位偏移；dct+(t)/dt=(t)瞬时频率 d(t)/dt 相对于载频c的瞬时频偏。24第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u相位相位调制制(PM)：瞬：瞬时相位偏移相位偏移随调制信号作线性变化，即 PM信号表达式：u频率率调制制(FM)：瞬：瞬时频率偏移率偏移随调制信号成比例变化，即 FM信号表达式：25第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统p单音调频：得到FM信号的表达式式中调频指数，表示最大的相位偏移 最大角频偏 最大频偏。26第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统n调频信号的信号的带宽u卡森公式卡森公式u当 时，u当27第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u 调频信号的解信号的解调：非相

15、干解调p非相干解调：调频信号的一般表达式为解调器的输出应为振幅鉴频器：28第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u掌握非掌握非线性性调制系制系统的抗噪性能的抗噪性能n输入信噪比：n大信噪比时输出信噪比n单一调频制度增益：n小信噪比时的门限效应：29第第5章章 模拟调制系统模拟调制系统u了解了解频分复用的概念分复用的概念(FDM)u目的：充分利用信道的频带资源，提高信道利用率u原理30第6章 数字基带传输系统u发送信号的送信号的码型与波形型与波形选择及其功率及其功率谱特征；特征；u码间串串扰及奈奎斯特第一准及奈奎斯特第一准则；u无无码间串串扰的基的基带系系统抗噪声性能；抗噪声性能；u改善系改善系统

16、性能的两种措施性能的两种措施部分响部分响应和均衡和均衡；u直直观估估计接收信号接收信号质量的量的实验方法方法眼眼图。31第6章 数字基带传输系统l基基带信号：未信号：未经调制的信号。制的信号。n特征：特征：频谱从零频或很低频率开始，占据较宽的频带。n基带信号在传输前，必须经过一些处理或某些变换（码型变换、波形和频谱变换）才能送入信道中传输。处理和变换的目的是使信号特性与信道的传输特相匹配。n数字基数字基带信号的表示形式信号的表示形式：单极性和双极性波形、归零和非归零波形、差分波形、多电平波形等。等概双极性波形无直流分量，有利于在信道中传输；单极性RZ波形中含有位定时频率分量，常作为提取位同步信

17、息时的过渡波性；差分波形可以消除设备初始状态的影响。n数字基数字基带信号的功率信号的功率谱：由连续谱和离散谱两部分组成，连续谱可以确定信号的带宽，离散谱可以确定能否从脉冲序列中 直接提取定时分量。32第6章 数字基带传输系统n基带信号的频谱特性 p可以根据连续谱确定序列的带宽；p可以根据离散谱是否存在的特定明确能否从脉冲序列中直接提取定时分量；p分析过程中未限制g1(t)和g2(t)的波形，所以上式不仅可用于二进制数字基带信号的功率谱计算，还可用于数字调制信号的功率谱计算；33第6章 数字基带传输系统l码型型编码用来把原始消息代用来把原始消息代码变换成适合于基成适合于基带信道信道传输的的码型：

18、型：AMI码、HDB3码 例：作例：作业6-7：1011 0000 0000 0101l数字基数字基带信号信号传输的物理的物理过程：定性程：定性+定量分析定量分析 34第6章 数字基带传输系统u数字基数字基带信号信号传输的物理的物理过程程p误码原因：原因：信道加性噪声、码间串扰、定时准确性抽样判决值=本码元抽样值+其他码元的串扰值+噪声p码间串串扰：系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成干扰。35第6章 数字基带传输系统n无无码间串串扰的条件的条件奈奎斯特第一准奈奎斯特第一准则u时域条件 即：若h(t)的抽样值除了在t=0时不为零外，在

19、其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。u频域条件 奈奎斯特第一准奈奎斯特第一准则物理意物理意义：将H()在 轴上以2/Ts为间隔切开，然后分段沿轴平移到(-/Ts,/Ts)区间内，将它们进行叠加，其结果应当为一常数或一条直线（不必一定是Ts）。36第6章 数字基带传输系统l奈奎斯特第一准奈奎斯特第一准则为消除消除码间串串扰奠定了理奠定了理论基基础：0的理想低通系统可以达到2B/Hz的理论极限值，但不能物理实现；1的升余弦频谱易于实现，且响应波形的尾部衰减快，有利于减小码间串扰和位定时误差的影响，但占用带宽最大，频带利用率下降为1B/Hz。l有无有无码间串串扰的判断的判断要实现无码间干扰传输

20、，最高传码率与实际传码率之间应满足：(1)实际传码率要小于等于最高传码率 (2)最高传码率必须为实际传码率的整数倍 37第6章 数字基带传输系统l二二进进制基制基带传输带传输系系统统的抗噪声性能：的抗噪声性能：（掌握分析方法）当比值A/n一定时，双极性基带系统的误码率比单极性的低，抗噪声性能好。在等概条件下，双极性的最佳判决门限电平为0，与信号幅度无关，因而不随信道特性变化而变，故能保持最佳状态。而单极性的最佳判决门限电平为A/2，它易受信道特性变化的影响，从而导致误码率增大。双极性基带系统比单极性基带系统应用更为广泛。38第6章 数字基带传输系统l部分响部分响应应技技术术：目的或好目的或好处

21、处：利用部分响应技术，人为地、有规律地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性、使频带利用率提高到理论最大值、并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。部分响应信号是由预编码器、相关编码器、发生滤波器、信道和接收滤波器共同产生的。其中，相关编码是为了得到部分响应信号频谱，预编码解除了码元之间的相关性。39第6章 数字基带传输系统n第第类部分响部分响应波形波形u时域波形：域波形：经简化后得u频谱函数函数u带宽为B=1/2Ts(Hz)，频带利用率利用率为2B/Hzu用g(t)作为传输波形：达到了拖尾衰减快 频带利用率高的目的40第6章 数字基带传输

22、系统u第类部分响应系统方框图p图(a)原理方框图p图(b)实际系统方框图 41第6章 数字基带传输系统n时域均衡域均衡(计算抽算抽头系数）系数）u均衡器为了减小码间串扰的影响，在系统中插入一种可调滤波器来校正或补偿系统特性。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。p时域均衡器：直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。p如果在接收滤波器和抽样判决器之间插入一个称之为横向滤波器的可调滤波器，其冲激响应为：式中，Cn完全依赖于H()，那么，理论上就可消除抽样时刻上的码间串扰。42第6章 数字基带传输系统由无限多的按横向排列的迟延单元Ts和抽头加权系数Cn 组成

23、的，因此称为横向横向滤波器波器。43第6章 数字基带传输系统p有限有限长横向横向滤波器的数学表示式波器的数学表示式 设一个具有2N+1个抽头的横向滤波器，如下图所示，其单位冲激响应为e(t)，则有44第6章 数字基带传输系统u均衡准则与实现：通常采用峰值失真和均方失真来衡量。p峰值失真定义：式中，除k=0以外的各值的绝对值之和反映了码间串扰的最大值。y0是有用信号样值，所以峰值失真D 是码间串扰最大可能值（峰值）与有用信号样值之比。显然，对于完全消除码间干扰的均衡器而言，应有D=0；对于码间干扰不为零的场合，希望D 越小越好。因此，若以峰值失真为准则调整抽头系数时，应使D 最小。45第6章 数

24、字基带传输系统Lucky曾证明：如果初始失真D01,则D的最小值必然发生在y0前后的yk都等于零的情况下。这一定理的数学意义是，所求的系数Ci应该是下式成立时的2N+1个联立方程的解。这2N+1个线性方程为46第6章 数字基带传输系统将上式写成矩阵形式，有这个联立方程的解的物理意义是：在输入序列xk给定时，如果按上式方程组调整或设计各抽头系数Ci，可迫使均衡器输出的各抽样值yk为零。这种调整叫做“迫零”调整，所设计的均衡器称为“迫零迫零”均衡器均衡器。它能保证在D02PSK(2DPSK)2ASKn作业：7-8，7-1179第第9章章模拟信号的数字传输掌握掌握模模拟信号抽信号抽样、量化、量化、编

25、码的基本概念；的基本概念；掌握掌握脉冲脉冲编码调制的原理（制的原理（给定定输入入样值，能，能编出二出二进制制码）；）；了解了解DPCM系系统的原理；的原理；了解了解增量增量调制的基本概念；制的基本概念；了解了解时分复用的基本概念。分复用的基本概念。80第第9章章模拟信号的数字传输n数字化(A/D转换）3步骤：抽抽样、量化量化和编码抽抽样样信信号号：时间离散取值连续抽样信号抽样信号 量化信号：量化信号：取值离散取值离散t011011011100100100100编码信号：编码信号：二进制码元二进制码元81第第9章章模拟信号的数字传输l9.2 模模拟信号的信号的抽抽样n9.2.1 低通模拟信号的抽

26、样定理p抽抽样：把时间上连续的模拟信号，变成一系列时间上离散的抽样值的过程。p抽抽样定理定理：一个最高频率为fH连续模拟信号m(t)中的，以T1/2fH的间隔时间对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得的抽样值完全确定。p最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔1/2fH称为奈奎斯特奈奎斯特间隔隔。82第第9章章模拟信号的数字传输ffs1/T2/T0-1/T-2/T(f)f-fHfH0fs|Ms(f)|-fHfHf|M(f)|抽样过程（频域）抽样过程（频域）m(t)ms(t)T(t)0-3T-2T-TT2T3T抽样过程（时域）抽样过程（时域）量化量化抽样抽样83

27、第第9章章模拟信号的数字传输抽抽样样信信号号：时间离散取值连续抽样信号抽样信号 量化信号：量化信号：取值离散取值离散量化：量化：利用预先规定的有限个电平，来表示模拟信号抽样值的过程。n模拟信号的数字化(A/D转换）3步骤：抽抽样、量化量化和编码84第第9章章模拟信号的数字传输u量化过程图M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。M个抽样值区间也可以不均匀划分，称为非均匀量化。m1m2m4m3m5q5q4q3q2q1T2T3T4T5T6T7Tt量化误差信号实际值信号量化值m(t)m(6T)mq(6T)q6 信号实际值 信号量化值85第第9章章模拟信号的数字传输n均匀量化u均匀量化的表示式量化间

28、隔：量化区间的端点：量化输出电平qi取为量化间隔的中点：u量化噪声：量化输出电平与量化前信号的抽样值之间的误差；u信号量噪比：信号功率与量化噪声功率之比，用以衡量量化对信号影响的大小，是量化器的主要指标之一。86第第9章章模拟信号的数字传输u均匀量化的平均信号量噪比均匀量化的平均信号量噪比在均匀量化时，量化噪声功率的平均值Nq可以用下式表示若信号具有均匀的概率密度，则信号功率等于所以，平均信号量噪比为量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。87第第9章章模拟信号的数字传输n非均匀量化非均匀量化 u在实际应用中，对于给定的量化器，量化电平数M和量化间隔v都是确定的，量化噪声Nq也是

29、确定的。但是，信号的强度可能随时间变化（例如，语音信号）。当信号小时，信号量噪比也小。所以，这种均匀量化器对于小输入信号很不利。为了克服这个缺点，改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化非均匀量化的目的（非均匀量化的目的（为什么采用非均匀量化、什么采用非均匀量化、非均匀量化的非均匀量化的优点或均匀量化的缺点点或均匀量化的缺点）88第第9章章模拟信号的数字传输u非均匀量化原理p在非均匀量化时，量化间隔随信号抽样值的不同而变化。信号抽样值小时，量化间隔v也小；信号抽样值大时，量化间隔v也变大。p非均匀量化的实现方法：其过程：首先将抽样值x通过压缩器进行压缩，然后对压缩后的信号y进行均

30、匀量化，最后在接收端用扩张器来恢复x。压缩器均匀量化扩张器抽样值抽样值x xy yx x89第第9章章模拟信号的数字传输u非均匀量化原理p压缩：是用一种非线性电路将输入电压x变换成输出电压y：y=f(x)p图示：纵坐标y 是均匀刻度的，横坐标x 是非均匀刻度的。所以输入电压x越小，量化间隔也就越小，小信号的量化误差小。将强信号压缩，弱信号放大90第第9章章模拟信号的数字传输u A压缩律和13折线pA压缩律是指符合下式的对数压缩规律：其中，x 压缩器归一化输入电压；y 压缩器归一化输出电压；A 常数，它决定压缩程度，常用A=87.6。y191第第9章章模拟信号的数字传输u13折线压缩特性 A律的

31、近似 pA律表示式是一条平滑曲线，用电子线路很难准确地实现。但可以用数字电路来近似实现。13折线特性就是近似于A律的特性。在下图中示出了这种特性曲线：92第第9章章模拟信号的数字传输u压缩律和15折线压缩特性p压缩律：是指压缩器的压缩特性具有如下关系：其中：为压扩参数，表示压扩程度 =0时，无压缩效果；，压缩效果明显 当=255时：这就是美国等地采用的压缩律的特性。由于律同样不易用电子线路准确实现，一般用用15折折线近似近似 律律。93第第9章章模拟信号的数字传输p15折折线压缩：(1)将纵坐标y从0到1之间划分为8等份。对应于各转折点的横坐标x值可以按照下式计算：(2)将这些转折点用直线相连

32、，就构成了8段折线。94第第9章章模拟信号的数字传输n9.5.1脉冲编码调制（PCM）的基本原理u把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制，简称脉码调制。(a)编码器编码器模拟信号模拟信号输输 入入PCM信号信号输输 出出抽样抽样 保持保持量量 化化编编 码码冲激脉冲冲激脉冲路编码电路编码电路u 逐次比较法编码原理 p方框图第第9章章模拟信号的数字传输比较器保持电路恒流源记忆电路Is Iw,ci=1Is Iw,ci=0c1,c2,c3Is Iw输入信号抽样脉冲量化量化值值c1c2c30000100120103011410051016110711196第第9章章

33、模拟信号的数字传输u码位排列方法位排列方法p在13折线法中采用的折叠码有8位。其中第一位c1表示量化值的极性正负。后面的7位分为段落码和段内码两部分，用于表示量化值的绝对值。其中第2至4位(c2 c3 c4)是段落码，共计3位，对应8种斜率的段落；其他4位(c5 c8)为段内码，可以表示每一段落内的16种量化电平。段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。所以，这7位码总共能表示27 128种量化值。p不同段落的量化间隔是不同的：其中第1和2段最短，斜率最大，其横坐标x的归一化动态范围只有1/128。再将其等分为16小段后，每一小段的动态范围只有(1/128)(1/16)=1/2048。这就是最

34、小量化间隔，后面将此最小量化间隔(1/2048)称为1个量化个量化单位位。97第第9章章模拟信号的数字传输p段落码编码规则段落序号段落码c2 c3 c4段落范围（量化单位）81 1 11024204871 1 0512102461 0 125651251 0 012825640 1 16412830 1 0326420 0 1163210 0 001698第第9章章模拟信号的数字传输p段内码编码规则：量化间隔段内码c5 c6 c7 c8151 1 1 1141 1 1 0141 1 0 1121 1 0 0111 0 1 1101 0 1 091 0 0 181 0 0 070 1 1 160

35、 1 1 050 1 0 140 1 0 030 0 1 120 0 1 010 0 0 100 0 0 099第第9章章模拟信号的数字传输lPCM信号的信号的码元速率和带宽码元速率和带宽 (1)码元速率码元速率 设m(t)为低通信号，最高频率为fH，按照抽样定理的抽样速率fs2fH，如果量化电平数为M=2N，则采用二进制代码的码元速率为 式中，N为二进制编码位数。(2)传输PCM信号所需的最小带宽:抽样速率的最小值fs=2fH，这时码元传输速率为RB=2fHN，在无码间串扰和采用理想低通传输特性的情况下，所需最小传输带宽为100第第9章章模拟信号的数字传输n差分脉冲编码调制(DPCM)的原理

36、及性能uDPCM原理在DPCM中，对当前抽样值和预测值之差进行编码并传输。这相当于在下式(b)译码器译码延迟Ts延迟量化编码抽样Ts(a)编码器101第第9章章模拟信号的数字传输l增量增量调制制u增量调制(M)可以看成是一种最简单的DPCM。当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2时，Rb=Nfs N=1，DPCM系统就成为增量调制系统。量化器输出信号rk只取两个值+或。因此，可以用一个二进制符号表示rk。用“1”“+”，“0”“-”。mk*延 迟抽 样二电平量化m(t)mkekrkmk102第第9章章模拟信号的数字传输u波形图在解调器中，积分器只要每收到一个“1”码元就使其输出升高，每收到一

37、个“0”码元就使其输出降低，这样就可以恢复出图中的阶梯形电压。这个阶梯电压通过低通滤波器平滑后，就得到十分接近编码器原输入的模拟信号。输出二进制波形Ts103第第9章章模拟信号的数字传输l9.8 时分复用和复接分复用和复接n 9.8.1 基本概念u时分多路复用原理 m1(t)m2(t)1帧T/NT+T/N2T+T/N3T+T/N时隙1旋转开关采集到的信号信号m1(t)的采样信号m2(t)的采样104第第9章章模拟信号的数字传输掌握掌握模模拟信号抽信号抽样、量化、量化、编码的基本概念；的基本概念；掌握掌握脉冲脉冲编码调制的原理（制的原理（给定定输入入样值，能，能编出二出二进制制码）；）；了解了解

38、DPCM系系统的原理；的原理；了解了解增量增量调制的基本概念；制的基本概念；了解了解时分复用的基本概念。分复用的基本概念。作作业：9-7，9-9105第10章 数字信号最佳接收l10.小小结 了解了解数字信号接收的数字信号接收的统计表述，最佳接收准表述，最佳接收准则；掌握掌握二二进制确知信号的最佳接收机制确知信号的最佳接收机结构，最佳接收机性能；构，最佳接收机性能；熟悉熟悉普通接收机与最佳接收机的性能差异普通接收机与最佳接收机的性能差异掌握掌握匹配匹配滤波器的原理（几个典型公式）波器的原理（几个典型公式）熟悉熟悉理想信道条件下的最佳基理想信道条件下的最佳基带系系统的的结构构l作作业：10-4,10-9，10-11