数字通信原理.ppt

《数字通信原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数字通信原理信通公司钟馥遥一、数字通信的基本概念1.模拟信号和数字信号信号波形的特征可用两个物理量（时间、幅度）来表示。①模拟信号模拟信号随波形模拟信息的变化而变化，其特点是幅度连续。②数字信号幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的，而是离散的。模拟通信是以模拟信号的形式传递消息，采用频分复用实现多路通信。数字通信是以数字信号的形式传递消息，采用时分复用实现多路通信。2.数字通信的概念数字通信系统的构成数字通信系统的构成模型如图所示。数字通信的特点数字通信具有以下几个主要特点:（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密处

2、理（3）采用时分复用实现多路通信（4）设备便于集成化、微型化（5）占用信道频带宽衡量数字通信系统性能好坏的指标是有效性和可靠性两项。（1）有效性指标有效性指标具体包括以下三项内容。信息传输速率R码元速率N频带利用率η3.数字通信系统的主要性能指标①信息传输速率（R）信息传输速率简称传信率，也叫数码率（常用fB表示）。它的定义是：每秒所传输的信息量。信息量是消息多少的一种度量，消息的不确定性程度越大，则其信息量越大。信息量的度量单位为“比特”（bit）。②符号速率（N）符号速率也叫码元速率，它的定义是：1秒所传输的码元数目（这

3、里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的），其单位为“波特”（d）。符号（或码元）与代码的关系为：一个符号要用log2M个代码来表示（M为进制数或电平数）。信息传输速率R与符号速率N的关系为：R=Nlog2M可见，二进制码元传输时，信息传输速率与符号速率相等。③频带利用率η通信系统所占用的频带愈宽，传输信息的能力应该愈大。所以真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）应当是单位频带内的传输速率。（2）可靠性指标误码率的定义为：在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元之比。二、脉冲编码调制（PCM）由于数字通信是以数

4、字信号的形式来传递消息的，而话音信号是幅度、时间取值均连续的模拟信号，所以数字通信首先要将模拟信号数字化，即模／数变换（A/D变换）。脉冲编码调制（PCM）是对模拟信号的瞬时抽样值量化、编码，以将模拟信号转化为数字信号。若模／数变换的方法采用PCM，由此构成的数字通信系统称为PCM通信系统。采用基带传输的PCM通信系统构成方框图如图所示。PCM编解码框图抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程量化是将模拟信号在幅度上离散化的过程将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示1.PCM通信系统的构成（1）模／数变换:信源编码部分的模／

5、数变换，具体包括抽样、量化、编码三步。抽样——是把模拟信号在时间上离散化，变为脉冲幅度调制（PAM）信号。量化——是把PAM信号在幅度上离散化，变为量化值。编码——是用二进码来表示N个量化值。（2）信道部分（3）数/模变换：接收端首先利用再生中继器消除数字信号中的噪声干扰，然后进行数/模变换。数/模变换包括解码和低通两部分。解码——是编码的反过程，解码后还原为PAM信号。低通——收端低通的作用是恢复或重建原模拟信号。2.抽样所谓抽样就是每隔一定的时间间隔Ｔ抽取模拟信号的一个瞬时幅度值（样值）抽样定理抽样定理是模拟信号数字化的

6、理论基础。其内容是：一个频带限制在0到fx以内的低通信号x(t)，如果以fs≥2fx的抽样速率进行均匀抽样，则x(t)可以由抽样后的信号xδ(t)完全地确定。而最小抽样速率fs=2fx称奈奎斯特速率。1/2fx这个最大抽样间隔称奈奎斯特间隔。量化示意图量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度域上离散取值的过程。量化是一个近似表示的过程，即无限个数取值的模拟信号用有限个数值的离散信号近似表示。3.量化(1）均匀量化各量化分级间隔相等的量化方式即为均匀量化。采用均匀分级量化时其量化信噪比随信号电平的减小而下降。均匀量化的特点是：

7、在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，最大量化误差也就相同，所以小信号的量化信噪比小，大信号的量化信噪比大，小信号的量化信噪比不满足要求（数字通信系统中要求量化信噪比≥26dB），而大信号的量化信噪比较大，远远满足要求。(2)非均匀量化非均匀量化的特点是：信号幅度小时，量化间隔小，其量化误差也小；信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差也大。在不增大量化级数的前提下，利用降低大信号的量化信噪比来提高小信号的量化信噪比（大信号的量化信噪比远远满足要求，即使下降一点也没关系）。非均匀量化实现框图放大小信号、压缩大信号压缩小信号、放大

8、大信号对数量化及其折线近似对数量化：对小信号予以放大，对大信号进行“压缩”，然后作均匀量化，使量化信噪比在信号的整个动态范围内保持不变。A律对数压缩特性的十三折线法近似将A律变换特性近似地用13段折线(包括X负半轴)表示：4.编码与解码这里的编码指的是根据A律13折线非均匀量化间隔的划分直