调频信号的带宽：
卡森公式
BFM 2(m f 1) fm 2(fmax fm )
33
第2章 模拟调制技术
多路复用：为充分利用信道带宽，提高传输容量，
把多路信号在同一信道中传输。常用的复用方式 有：频分复用、时分复用和码分复用。
不同调制方式的性能比较： AM调制的优点是接收 设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差； FM波的幅度恒定不变，有抗快衰落能力。宽带 FM 的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换。

34
第2章 模拟调制技术
例1：模拟非线性调制方法包括 FM 和 PM 两 种。若某个调频系统中，基带信号的最高频率为 3kHz，最大调制频偏为5kHz，则其信号带宽近似 16kHz 。 为__________ 例2：已知某模拟基带信号的频率范围为0~3.4kHz， 若采用AM调制方式传输，则已调信号频带宽度 为 6.8kHz ；若采用DSB调制方式传输，则已调信号 频带宽度为 6.8kHz ；若采用SSB调制方式传输，则 已调信号频带宽度为 3.4kHz 。
15
3.6 时分复用

E体系的速率：

基本层(E-1)：30路PCM数字电话信号，每路 PCM信号的比特率为64 kb/s。由于需要加入群 同步码元和信令码元等额外开销(overhead)，所 以实际占用32路PCM信号的比特率。故其输出 总比特率为2.048 Mb/s，此输出称为一次群信号。 E-2层：4个一次群信号进行二次复用，得到二次 群信号，也需要额外开销，其比特率为8.448 Mb/s。
复习

PCM
DPCM
ADPCM

M
1
思考题： 为什么要引入DPCM？增量调制与 DPCM的关系如何？
2
3.5 增量调制(M)

增量调制系统中的量化噪声
一般量化噪声 原因：阶梯本身的电压突跳产生失真。 特点：伴随着信号永远存在，即只要有信号，就 有这种噪声。

m (t )
m’(t)
e(t)
残留边带滤波器的特性H()在c处必须具 有互补对称（奇对称）特性, 相干解调时才 能无失真地从残留边带信号中恢复所需的 调制信号。

相干解调
32
第2章 模拟调制技术

模拟角度调制技术 FM --瞬时频率偏移随调制信号成比例变化； PM --瞬时相位偏移随调制信号m(t)而线性变化。
如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式，则无法判 断已调信号是调相信号还是调频信号。
滤波法
SSSB () SDSB () H

单边带调制（SSB）

相移法 1 1 t sin t sSSB ( t ) Am cos m t cos c t Am c os m c 2 2
31
第2章 模拟调制技术

残留边带调制（VSB）
HVSB ( c ) HVSB ( c ) Constant， H



9
3.6 时分复用
将多个用户 的信息用某 种方式连接 在一起，用 同一信道传 输，这就是 多路复用。
功率
频分复用 FDM
时间
功率
时分复用 TDM
时间
功率 时间
码分复用 CDM
10
3.6 时分复用

时分复用原理
≈ ≈
……
m1(t) m2(t)
≈
量 化 编 码
m’1(t) m’2(t)
21
第1章 绪论

数字通信系统的组成
发送设备 信道 调 制 传 输 媒 介 噪声 解 调 接收设备 信 道 译 码 信 源 译 码 信 宿
信
源
信 源 编 码
信 道 编 码
22
第1章 绪论
什么是数字信号？什么是模拟信号？ 数字通信的主要优点：抗干扰能力强，噪声不

积累；传输差错可控：纠错编码；易于加密处 理，且保密性好；便于利用现代信号处理技术 进行处理、变换和存储；易于集成，有利于实 现通信设备的小型化。 数字通信的缺点: 一般比模拟通信占据的系统频带宽； 需要严格的同步，实现较复杂。
例2 一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个， 各相互独立符号出现的概率分别为1/4,1/8,1/8和1/2。 则该信号源的平均信息量为 1.75bit/symbol ，平均 信息速率为 1.75kb/s 。
27
主要内容
第1-3章要点和例题


第1章 绪论 第2章 模拟调制技术 第3章 模拟信号的数字化

16
3.6 时分复用

E体系的一次群结构
1复帧＝16帧 16帧
125s
F0
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
F11
F12
F13
F14
F15
32个时隙
TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 TS8 TS9 TS10
偶帧TS0
* 0 0 1 1 0 1 1 帧同步码
信道特性及其传输的影响、信道中的噪声、信道容 量的香农公式。

信道容量：是指信道中信息能够无差错传输 的最大速率。
香农公式：
S C B log 2 (1 ) (b/s) N
26
第1章 绪论
例1 设某一数字信号的符号传输速率为800B波特， 若采用二进制传输时，信息速率为 800bps ；若采 用四进制传输时，信息速率为 1600bps ；若采 用八进制传输时，信息速率为 2400bps 。
23
第1章 绪论

掌握信息的定义与度量方法
1 I log a log a P x P x
I为消息x所携带的信息量 P(x)为该消息发生的概率
平均信息量为：
H ( x ) P ( x1 ) log 2 P ( x1 ) P ( x2 ) log 2 P ( x2 ) P ( xn ) log 2 P ( xn ) P ( xi ) log 2 P ( xi )

18
3.6 时分复用

SDH的速率等级
等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64

比特率(Mb/s) 155.52 622.08 2488.32 9953.28
目前SDH制定了4级标准，其容量（路数） 每级翻为4倍，而且速率也是4倍的关系，在 各级间没有额外开销。
19
主要内容
第1-3章要点和例题
m(t ) +
-
ck
' k
mp (t )
积分器
e
连码检测 脉冲发 生器 音节平滑 回路
码流中出 现3(或4) 个连“1” 或连“0” 时输出一 个脉冲。
产生幅度正比于语音音节内 平均斜率的电压
8
主要内容
第3章 模拟信源数字化与编码
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 模拟信号的抽样 量化 脉冲编码调制 (PCM) 差分脉码调制 增量调制 时分复用
i 1 n
24
第1章 绪论

评价通信系统性能的指标 数字通信系统的性能指标 传输速率和频带利用率——有效性 码元传输速率和信息传输速率 误码率和误信率（误比特率）——可靠性

例：某数字通信系统在4s内传输4800个码元， 采用4进制传输，则信息速率为 2400bps。
25
第1章 绪论

≈
信道
解
码
……
≈
mn(t) s(t)
m1(t) m2(t)
≈
· · · · mn(t) · ·
m1(t) m2(t)
m’n(t)
· · · · mn(t) · ·
t
11
3.6 时分复用
复接和分接

复接：将低次群合并成高次群的过程。
由若干链路来的多路时分复用信号，再次 复用，构成高次群。各链路信号来自不同地点， 其时钟（频率和相位）之间存在误差。所以在 低次群合成高次群时，需要将各路输入信号的 时钟调整统一。
e(t ) m(t ) m(t )
s e( t ) s
t
(a) 一般量化噪声
3
3.5 增量调制(M)

过载量化噪声 原因：信号变化过快，输入信号斜率的绝对值过大
k / Ts f s
衡量：最大跟踪斜率 解决：选择合适的和fs
m (t )
m’(t)
e (t )

最大信号量噪比 Smax f s3 0.04 2 Nq fk fm
SNRmax dB 30lg f s 20lg f k 10lg f m 14
结论：最大信号量噪比和抽样频率fs的三次方 成正比，而和信号频率fk的平方成反 比，即抽样频率每提高一倍，量化信 噪比提高9dB，信号每提高一倍频率， 量化信噪比下降6dB。

功率
调制效率：
AM
m2 t
2 A0 m2 t
30
第2章 模拟调制技术

DSB-SC：
sDSB ( t ) m( t ) cosc t
1 S DSB ( ) [ M ( c ) M ( c )] 2

调制效率：100％；优点：节省了载波 功率；缺点：不能用包络检波，需用相 干解调，较复杂。
(b) 过载量化噪声
4
3.5 增量调制 (M)
增量调制的信号量噪比

信号功率：设输入信号为正弦信号
m(t ) A sin ωk t