通信原理电子教案 第9章_模拟信号的数字传输.ppt

通 信 原 理 电 子 教 案第9章 模拟信号的数字传输 器时对应的11位线性码，除了在最后一位补一个0以外，由于0.5倍的量化间隔正好跟在段内码后面，因此把11位线性码中对应段内码后的1位0再变成1即可。 译码器输出电平=±（ ∣Iq∣+0.5×量化间隔 ） =±（ IW +0.5×量化间隔） 注意：“±”对应抽样值的极性 译码器输出电平=1216+0.5×64=1248 ? 量化误差= ∣ Is -译码器输出电平∣= ∣ 1270 -1248∣=22 ? 7/12变换 ∣译码器输出电平∣=1248=1024+128+64+32=210+27+26+25 对应12位码为 100111000000 而前面编的11位码为 10011000000 注意：由于只有译码器的输出平均量化信噪比才有意义，因此在做这类题量化误差一般都是指译码器输出量化误差的绝对值。 9.5.2 PCM系统的抗噪性能 影响PCM系统性能的主要噪声源：量化噪声、信道噪声（传输噪声）。两种噪声由不同的机理产生，故统计独立。 式中: m0(t)－－输出信号成分; nq(t)－－量化噪声；ne(t)－－信道噪声。 接收端LPF输出: 于是PCM系统的抗噪性能可分为： PCM系统输出端平均信号量化噪声功率比为 （9.5.7a） 对于二进制编码 式（7.5.7a）可写成 （9.5.7b） 式中 M－－量化电平数； N－－二进制代码位数。 可见:PCM系统输出端平均信号量化噪声功率比仅依赖于每一个编码组的位数N。N越大，量化信噪比越大。 S0/Nq－－仅考虑量化噪声的系统性能 －－直接给出结论: 注：均匀量化、信号m(t)的pdf在(-a,a)均匀分布。 讨论： ∵ PCM系统的传码率： ∴PCM系统最小带宽： （理想低通，频带利用率＝2） 故，有 （9.5.7c） 可见：PCM系统输出端平均信号量化噪声功率比还与系统带宽B成指数关系。→带宽与信噪比可互换：增加较小带宽换取较大信噪比。 （9.5.7b） 2. S0/Ne －－仅考虑信道加性噪声对PCM系统的影响 －－直接给出结论: （9.5.8b） 其中，Pe－－每个码元的误码率。 可见：由误码引起的信噪比与误码率成反比。 －－取决于信道信噪比 （9.5.10b） 3. S0/N0－－总的信噪比 综上可得 （9.5.9） 讨论： （1）大信噪比时(4Pe22N1,即NeNq) －－取决于量化信噪比 （9.5.10a） （2）小信噪比时(4Pe22N1,即NeNq) 注： Pe=10-5~10-6时的误码信噪比大体上与k＝7~8位代码时的量化信噪比差不多。 9.6 增量调制(?M、DM或 调制) －－是在PCM方式基础发展起来的另一种模拟信号数字传输的方法。 ?M的特点: ●将模拟信号变成仅由一位二进制码组成的数字信号序列； ●接收端也只需要一个线性网络，便可复制出模拟信号。 －－编译码设备通常要比PCM的简单。 9.6.1 ?M原理 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模拟信号的变化规律。 因此：由一位二进制码去表示模拟信号的可能性是存在的。 样值点，后比前：增加 减小 两种可能，两种状态：“1”、“0”表示！ 例：一个带限模拟信号m(t)的增量调制波形m′(t)示意图： 由图可见：只要?t、 取得足够小，相邻抽样值之差的确可反映信息波形；而抽样值之差用一位二进制代码即可表示：增－－“1”； 减－－“0”。 ●纵轴被分成许多相等的幅度段 ； ●横轴被划分为许多相等的时间段?t。 m′(t)特点： 1）每?t内，电平值不变； 2）相邻两个?t之间，电平变化 或－ ， 当?t和 足够小时，阶梯波m′(t)逼近连续波m(t)。 ∴ 代码序列可表示m(t)。 为方便起见，先介绍解码器，再介绍编码器。 2. 解码器－－ ?M信号的译码 （1）目的 解决在接收端怎么由二进制码序列恢复出阶梯波问题。 （2）功能 接收端只要每收到一个“1”码就使输出上升一个 值；每收到一个“0”码就使输出下降一个 值。这样就可近似地复制出阶梯波形m′(t)。 问： ●可不可以用斜变波m0(t)逼近m(t)? ●如何实现斜变波？ （3）译码器的构成 这种