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模拟信号的数字传输-学习总结
采用 TDM 制的数字通信系统,在国际上已逐步建立起标准。原则上是先把一定路数的 电话语音复合成一个标准数据流(称为基群),然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复 接技术汇合成更高速的数据信号。按传输速率不同,分别称为基群、二次群、三次群、四次 群等。每一种群路可以用来传送多路电话,也可以用来传送其它相同速率的数字信号。
图 2 PCM 通信系统的组成方框图 掌握逐次反馈型线性编码器 PCM 系统的抗噪声性能
1 量化噪声对系统的影响
PCM 系统输出端的量化信号与量化噪声的平均功率比为
对于二进制编码,设其编码位数为 ,则上式又可写为
2 加性噪声对系统的影响
仅考虑信道加性噪声时 PCM 系统的输出信噪比为
从上式可以看出,由于误码引起的信噪比与误码率成反比。 PCM 系统接收端输出信号的总信噪比 由式(7.6-3)、式(7.6-4)和式(7.6-7),可求得 PCM 系统输出端总的信号噪声功率比为
PCM 和△M 系统的性能比较
PCM 和△M 的性能比较是在相同的信道带宽条件下进行的,这意味着 PCM 和△M 系统 具有相同的信道传输速率,此时可得 PCM 和△M 的量化信噪比分别为
图 3 给出了不同 值时的 PCM 和△M 的性能曲线。
图 3 不同 值时的 PCM 和△M 的性能曲线
时分多路复用
式中 E 为统计平均, 为量化器输出的信号功率, 为量化噪声功率。
非均匀量化
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间,其量化 间隔也;反之,量化间隔就大。它与均匀量化相比,有两个主要的优点:
当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端 可以较高的平均信号量化噪声功率比;
(7.6-9)
在接收端输入大信噪比的情况下,误码率 将极小,于是 似为
,式(7.6-9)近
(7.6-10)
这与式(7.6-6)中只考虑量化噪声情况下的系统输出信噪比是相同的。
在接收端输入小信噪比的情况下,有
,则式(7.6-9)又可近似为
(7.6-11)
这与式(7.6-8)中只考虑噪声干扰时系统的输出信噪比是相同的。由于在基带传输时误码 率降到 以下是不难的,所以此时通常用式(7.6-10)来估算 PCM 系统的性能。
在数字通信中,PCM、△M、DPCM 或者其它模拟信号的数字化传输,一般都采用时分 复用方式来提高信道的传输效率。时分复用的主要特点是利用不同时隙在同一信道传输各路 不同信号。TDM 方法有两个突出的优点: (1) 多路信号的复合与分路都是数字电路,比 FDM 的模拟滤波器分路简单、可靠; (2) 信道的非线性会在 FDM 系统中传送交调失真与高次谐波,引起路际串话,因此对信道 的非线性失真要求很高。而 TDM 系统的非线性失真要求可降低。
模拟信号的量化
图 1 模拟信号的数字传输
利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。抽样是把一个时间连续、 幅度连续信号变换成时间离散、幅度连续的信号。量化是将时间离散、状态连续的抽样变换 成时间离散、状态离散的信号。 对模拟抽样值的量化过程会产生误差,称为量化误差,通 常用均方误差来度量。由于这种误差的影响相当于干扰或噪声,故又称其为量化噪声。量化 后的信号与原信号近似程度的好坏,通常用信号量化噪声功率比来衡量,它被定义为
PCM30/32 路基群帧结构
国际上通用的 PCM 有两种标准:PCM30/32 路与 PCM24 路,两者编码规则与帧结构都 相同。在 PCM30/32 路基群中,一帧共有 32 个时隙,其帧结构如图 4 所示( 动画演示)。
每路话音信号抽样速率为 8000Hz,则 PCM30/32 路系统总的信息传输速率为
模拟信号的数字传输
--学习重点总结报告
课程名称:通信原理 院系专业: 班 级: 学生姓名: 学 号: 完成时间:
通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类,而且可以把模拟信号数字化后, 用数字通信方式传输。为了在数字通信系统中传输模拟消息,发送端首先应将模拟消息的信 号抽样,使其成为一系列离散的抽样值,然后再将抽样值量化为相应的量化值,并经编码变 换成数字信号,用数字通信方式传输,在接收端则相应地将接收到的数字信号恢复成模拟消 息。模拟信号的数字传输方框图如图 1 所示。
非均匀量化时,量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此, 量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比。
非均匀量化的实现方法是将抽样值通过压缩器压缩后再进行均匀量化。广泛采用的两种 对数压缩律是:
脉冲编码调制
脉冲编码调制原理 模拟信息源输出的模拟信号经抽样和量化后得到的输出电平序列可以利用 进制 PAM 直接进行传输,也可以将每一种量化电平用编码方式传输。所谓脉冲编码调制,就是 将模拟信号的抽样量化值转换成二进制码组的过程。PCM 通信系统的组成方框图如图 2 所 示。输入的模拟信号经抽样、量化、编码后变换成数字信号,经信道传送到接收端的译码器, 由译码器还原出抽样值,再经低通滤波器滤出模拟信号。其中,量化与编码的组合通常称为 A/D 变换器;而译码与低通滤波的组合称为 D/A 变换。