数字通信-基础与应用(2-1).ppt

第2章 格式化与基带调制 5. 过载噪声 若量化器输入的动态范围为：－VP X VP。 当 X －VP 或 X VP 时， 一般分别作 X＝－VP 和 X ＝ VP 处理，定义过载噪声为： 6. 总的量化噪声 7.非均匀量化的概念 根据信号的统计特性确定量化阶距，非均匀量化有可能获得比均匀量化更高的信噪比。 非均匀量化器的实现 变换 均匀量化 反变换 第2章 格式化与基带调制 8.最优非均匀量化 设量化前的（压缩）变换特性为：y＝C(x)，如下图所示 第2章 格式化与基带调制 8.最优非均匀量化 设信号变化范围： －VP X VP，如上图所示，有 变换后的均匀量化间隔数为L，当 L 1 时， 一般地有 利用上式，得 上式中，利用了均匀量化时?Y＝q。 第2章 格式化与基带调制 8.最优非均匀量化（续） 可以证明，给定信号的幅度取值分布特性p(x),最佳的（压缩） 变换特性由下式确定： 问题：在实际应用中， 信号的p(x)是一个很难确定的和变化 的函数，当发生变化时导致量化器不匹配。 不匹配的量化器可能导致性能的严重下降。 最优非均匀量化通常只有理论的意义。 第2章 格式化与基带调制 9.对数（压缩）变换 通常量化器在小信号时信噪比会变差。 在信号p(x)未知情况下一般希望压缩特性与信号p(x)无关， 量化信噪比为常数。 假定信号均值 mX＝0，信号的功率为： 量化信噪比： 显然，当取： 即： 时 量化信噪比为常数。 第2章 格式化与基带调制 *SCUT DTP Labs * 数字通信－基础与应用 (2－1) 第2章 格式化和基带调制 一. 消息、字符和码元 消息一般由字符序列组成； 字符通常被转化成二进制比特流； 比特流在传输前组成M＝2K进制的码元； 码元被变化成特定的信号波形进行传输。 第2章 格式化与基带调制 消息 、 字符 、 码元 和 波形 示例 二. 格式化模拟信息 1.低通采样定理 若采用间隔TS小于等于1/(2fM)，则频谱不超过fM赫兹的带限信号可由其等间隔的采样值惟一确定。 采用频率fS＝2fM称为奈奎斯特频率。 2.采样方式 冲激采样xs(t) 定义冲激序列: 第2章 格式化与基带调制 第2章 格式化与基带调制 冲激采样示例 二. 格式化模拟信息 冲激采样xs(t)的傅氏变换： 当fS ? 2fM，无混叠现象，信号可无失真恢复 当fS ? 2fM，有混叠现象，信号难以无失真恢复 第2章 格式化与基带调制 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 2.采样方式（续） 自然采样xs(t) 定义采样序列: 自然采用的傅氏变换： 采样序列确定后，cn为常数，可用滤波器无失真地恢复原信号。 第2章 格式化与基带调制 自然采样示例 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 3.采样方式（续） 平顶采样xs(t)： 一种物理上易于实现的方式 xs(t) x(t) 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 3.采样方式（续） 平顶采样xs(t)： 平顶采样的傅氏变换： 由于 （ ）加权引入的失真称为“孔径失真”。 二. 格式化模拟信息 3.采样方式（续） 平顶采样“孔径失真”的校正： 接收信号输出端用滤波器PC(f)＝1/P(f) 作补偿。 二. 格式化模拟信息 4.混叠及混叠的消除 混叠：由于抽样频率降低到fS 2fM 引起抽样信号复制频 谱产生重叠的现象称之。 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 混叠失真的一个例子：信号的波形/频率发生变化。 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 消除混叠的方法： （1）提高采用率，无失真，但采样的数据量增大。 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 消除混叠的方法： （2）利用陡峭的截止频率滤波器在采样前使原信号频带变窄， 会导致信号的部分高频成分丢失。 第2章 格式化与基带调制 二. 格式化模拟信息 消除混叠的方法： （3）利用陡峭的截止频率滤波器在采样后滤除信号的混叠部分， 同样会导致信号的部分高频成分丢失。 第2章 格