现代通信技术概论-第2章数字通信系统new

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1、现代通信概论授课教师：徐少毅办公室：九教南304E-mail：shyxu@bjtu.edu.cn公共邮箱：xdtjdtxjsgl@l@isina.com密码：xsy2011第2章数字通信系统2.1数字通信概述2.2模拟信号数字化2.3数字信号的基带传输2.4数字信号的频带传输2.5数字同步与复接技术2.6数字传输的差错控制22.1数字通信概述传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。数字通信抗干扰能力强;无噪声累积;便于计算处理;便于加密;易于小型化、集成化数字通信是当代通信领域的主流技术31.3.1通信系统的模型数字通信加入用于差错

2、检测和控制数字通信系统框图的监督码，以提高数字传输系统的可靠性。模拟信号调解信信源信道信信信道信源信制信道调源编码编码源宿译码译码宿器器噪声经过模/数变换(即A/D变换)数字解调形成数字序列，以适宜在数字系统中的传输。数字调制同步2.1.1数字通信系统的组成数字通信系统组成框图如下:5数字通信系统各部分的作用信源编码与解码：A/D变换+D/A变换。数字复接与分接：提高信道利用率。难点是码速同步问题。信道编码与解码：即抗干扰编码，目的是提高传输的可靠性。调制与解调：频带传输时需要。再生中继：放大整形并完全恢复原始数字信号。信道噪声：

3、导致误码，难以避免。62.1.2数字通信系统的特点与模拟通信系统相比数字通信系统有下列一些特点：抗干扰能力强，无噪声累积数据形式统一，便于计算处理易于集成化，小型化易于加密处理缺点：占用较大的传输带宽技术上较复杂72.2模拟信号数字化数字通信系统的典型特征就是信源和信宿都是模拟信号，因此需要进行模拟/数字（A/D）变换，把模拟信号转换成数字信号再行传输。模拟信号的数字化需经过抽样、量化、编码三个阶段。常用的技术包括脉冲编码调制（PCM）、差值脉冲编码（DPCM）和增量调制（DM）等。82.2.1模数（A/D）变换抽样量化编码二

4、进制数字序列：抽样：在时间上将模拟信号离散化。量化：在幅度上将抽样信号离散化。编码：把量化幅度值用二进制数值来表示。整个过程称为脉冲编码调制（PCM）。9抽样抽样定理：如果一个连续信号f(t)所含有的最高频率不超过f，则当抽样频率f≥2f时，抽样后得到的hsh离散信号就包含了原信号的全部信息。10量化量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅值的某个固定整数电平值上就完成了量化。均匀量化示示图意图11量化量化信噪比：20lg（U/U）sz均匀量化的局限性：当信号幅值与接近时，量化信噪比会显著恶

5、化。希望：对小信号部分采用小的量化间隔对大信号部分采用大的量化间隔非均匀量化非均匀量化非均匀量化原理：量化级间隔随信号幅度的大小自动调整，当信号幅度小时，量化级间隔变小，量化误差也小；当信号幅度大时，量化级间隔变大，量化误差也大。优点：在不增大量化级数N的条件下，使信号在较宽动态范围内的信噪比S/N达到要求。实现框图：非均匀量化非均匀量化压缩特性曲线13折线A律：1lnAXY1lnAA87.615折线μ律：第1段是第2段的一半，在小信号时量化误差更小。编码编码和解码编码含义：在发信端对非均匀量化后的样值数字信号利用给定的

6、方案变换成串行的二进码序列，即模数变换。实现方法：逐次反馈型编码解码含义：在收信端将收到的二进码序列还原成相应幅度的量化值，即数模变换。实现方法：将串行PCM码流按位存储并分组转换为并行输出，经过类似标准砝码的加权而得到PAM信号。编码量化后的离散抽样幅值以二进制数值来表示。最多需要logN位二进制数，N是量化级数。213折线A律二进制编码值（256级，8比特）极性码段落码段内码权值（△）量化段数值范围段落起始值量化间隔△i号a7（△）a6a5a4（△）（△）a3a2a1a010/10~1600001842120/1161631~310

7、01161842130/132~630103221684240/164~12701164432168450/1128128255~2551001288643216860/1256~5111012561612864321670/1512~102311051232256128643280/1102410242047~20471111024645122561286417编码过程：1.先确定极性（a）72.再确定段落码（a,a,a）6543.找到最接近的段内码（a,a,a,a）3210例如，输入值为298,采用13折线A律编码后结果是什么？{aaaa

8、aaaa}={11010011}量化误差？765432102.2.2数模（D/A）变换数模变换是模数变换的反过程。接收端通过数模变换把收到的二进制数字