兰州理工大学通信原理课件第七章 模拟信号的数字传输.ppt

7.1 引言 通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类，本章在介绍抽样定理和脉冲振幅调制的基础上，将着重讨论用来传输模拟语音信号常用的脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)原理及性能，并简要介绍时分复用与多路数字电话系统原理的基本概念。 7.2 脉冲编码调制 模数转换要经过抽样、量化和编码三个步骤。 7.2.4 脉冲编码调制原理(PCM) 把量化后的信号变换成代码的过程称为编码，其相反的过程称为译码。 1、常用的二进制编码码型（见表7-2） 2、13折线的码位安排 具体情况见表7-3，7-4，7-5 表 7-2 常用二进制码型 7 6 5 4 3 2 1 0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 0100 0101 0111 0110 0010 0011 0001 0000 负极性部分 15 14 13 12 11 10 7 8 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 1000 1001 1011 1010 1110 1111 1101 1100 正极性部分 量化级序号 折叠二进码 自然二进码 格雷二进制 样值脉冲极性 表 7- 3段 落 码 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 8 7 6 5 4 3 2 1 C2 C3 C4 段落码 段落 序号 图 7-14 段落码与各段的关系 表 7-4 段 内 码 c5c6c7c8 c5c6c7c8 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 7 6 5 4 3 2 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 15 14 13 12 11 10 7 8 段内码 电平序号 段内码 电平序号 表7-5 13 折线幅度码及其对应电平 3、逐次比较型编码原理 4、译码原理 译码的作用是把接受端收到的PCM信号还原成相应的PAM信号，即实现数/模变换(D/A变换)。 5、 PCM信号的码元速率和带宽 （1）码元速率 设x(t)为低通信号，最高频率为 ，抽样速率 ，如果量化电平数为M，采用K进制代码，每个量化电平需要的代码数为 ，因此码元速率为 。 （2）传输PCM信号所需的最小带宽 PCM通信系统框图 7.2.5 PCM系统的抗噪性能 低通滤波后得到的模拟信号： 噪声分为：量化噪声和信道加性噪声。 系统输出端总的信噪比定义为： 1、量化信噪功率比 在均匀量化情况下，信号m(t)的概率密度函数在(-a , +a)区域内均匀分布时，其量化信噪比为： 第一，当采用非均匀量化的非线性编码时，在码位数相同、信号较小的条件下，非线性编码的要比线性编码的高。 第二，实际信号概率密度函数不是常数，此时的计算要复杂得多。 2、误码信噪功率比 由于信道中加性噪声对PCM信号的干扰，将造成接收端判决器判决错误。 Pe－－每个码元的误码率，则误码信噪比与误码率的关系为： 小结：对于折叠二进制码，m(t)可正可负的情况为例，总的信噪比可以写为： 时的误码信噪比大体上与N＝7~8位代码时的量化信噪功率比差不多。对于A律13折线的情况，当 时忽略由误码引起的噪声；而当 时，误码噪声将变成主要的噪声。 7.3 ?M调制 1.调制原理 虽然：一位二进制码只能代表两种状态，当然不可能去表示抽样值的大小。 但是：用一位码却可以表示抽样值的相对大小，而相邻抽样值的相对变化将能同样反映