第3章 数字通信技术解析PPT课件

f(t5)=2.6 3 f(t6)=1.4 1
f(t7)=2.3 2 f(t8)=4.2 4 f(t9)=6.1 6
量化 噪声 0.5
0.4 0.3 0.3 0.4
0.4 0.4 0.3 0.2 0.1
相对量化误差 0.5/1=50%
0.4/1=40% 0.3/4=7.5% 0.3/5=6% 0.4/4=10% 04./3=13.3% 0.4/1=40% 0.3/2=15% 0.2/4=5% 0.1/6=1.67%
为幅度取值为有限个的离散样值序列的 过程。
11
3.2.2 量化
2.量化方法：用分层方法可实现量化。
把信号变化的动态范围划分为若干个区间 （层），只要某样值信号落在某个区间内， 就取该区间内预先规定的某个参考电平 （如该区间的中间值）作为量化值。
量化值：取各个量化间隔的内预先规定的 某个参考电平（如该区间的中间值）
的过程叫编码，就是进行A/D转换。 2.编码的位数 一个码组内二进制码的个数叫做码组长度。当码
组长度为2时，可以组成的码组数为22=4位。 现在使用的PCM脉冲编码调制方式中通常采用8位
二进制数字信号的编码，这样，对取样信号的量 化分级数就是28＝256。
17
3.2.3编码
一路模拟语音信号经PCM编码后，所形成的数 字信号速率为多少？ 在PCM通信系统中，一路带宽为4kHz的模拟语音 信号先经8kHz速率的取样，即每秒采8000个样值点 每个样值又量化为256个不同量化级中的一个 最后每个量化值再编码为8位二进制码， 便成了8000 * 8＝64kbit/s的数字语音信号。
最大相对 量化误差 0.5/1=50%
0.5/1=50% 0.5/4=12.5% 0.5/5=10% 0.5/4=12.5% 0.5/3=17%
0.5/1=50%
0.5/2=25% 0.5/4=12.5% 0.5/6=8.3%
16
3.2.3编码
1.编码 把模拟信号样值幅度变换成对应的数字信号码组
5
3.2 脉冲编码调制（PCM）
基本概念 脉冲编码调制 PCM通信系统 PCM通信系统的组成
3.2.1 抽样 3.2.2 量化 3.2.3编码
6
3.2 脉冲编码调制（PCM）
脉冲编码调制： PCM：Pulse Code Modulation PCM是对模拟信号的瞬时抽样值量化、编 码，以将模拟信号转换为数字信号的方法。
9
3.2.1 抽样
4．语音信号抽样周期
根据抽样定理，抽样周期：TS≤1/2 *fm =1/2*3400≈1/2*4000=125μs
即抽样频率按：ƒS=1/ TS =1/125μs=8KHz的 抽样频率。
10
3.2.2 量化
1.量化的概念
模拟信号经抽样后得到了样值序列。 量化：把幅度连续变化的样值序列变换
PC：抽样 将模拟信号在时间上进行离散化的过程。 在语音信号的波形范围内，每隔一定的时间
取出模拟信号瞬时幅度值。 2.抽样方法
8
3.2.1 抽样
3.抽样的原则：保证接收端从样值序列不失真 地恢复出原始信号。
奈奎斯特抽样定理：设连续时间信号 m(t)，其最高截止频率为fm，若用时间 间隔Ts≤1/2＊fm的开关信号sa(t)对f(t) 抽样，则m(t)可被抽样后的离散信号 fs(t)唯一地确定。
12
上次课内容回顾
调制 模拟信号幅度调制 数字信号幅度、频率、相位调制
简单的点对点数字通信系统组成及各部分作用
非 信电 源／
电
一 次 编 码
加 密 器
二
次 编 码
调 制 器
信 道
解 码 器
二 次解 译密 码器
一电
次 译 器
／ 非 电
信 宿
信 源 编 码 信 道 编 码
信 道 解 码 信 源 译 码
噪 声 源
模拟信号数字化
抽样
量化
编码
13
3.2.2 量化
3.量化的分类： 均匀量化：量化间隔相等的量化。 非均匀量化：量化间隔不相等的量化。
14
3.2.2 量化
举例说明量化过程：均匀量化 例如：某信号f(t)的幅度变化范围为0.5~8.5V，
采样10次，其值分别为f(t0)~f(t9)
量化级：上述区间，术语上称为量化级，或 量化间隔。
量化电平：区间内预先规定的某个参考电平。 量化误差：抽样值与量化值之间的“归算误
差” ，也称为量化噪声。
15
量化 量化 序号 电平
8.5
8
8
7.5
7
7
6.5
6
6
5.5
5
5
4.5
4
4
3.5
3
3
2.5
2
2
1.5
1
1
0.5
3.2.2 量化
取样值 量化值 f(t0)=0.5 1 f(t1)=1.4 1 f(t2)=4.3 4 f(t3)=5.3 5 f(t4)=4.4 4
第3章 数字通信技术
3.1 数字通信概述 3.2 脉冲编码调制（PCM） 3.3 数字信号的时分复用
1
3.1数字通信概述
3.1.1 数字通信系统的组成 3.1.2 模拟信号数字化基本过程 3 .1 .3 语音编码方法
2
3.1.1数字通信系统的组成
1、数字通信系统的组成 （1）一次编码/一次译码：信源编/译码
一次编码：A/D 一次译码：D/A
（2）加密器/解密器： （3）二次编码器 /二次译码器：信道编/译码
完成自动检错和纠错功能，即差错控制编译码的功能
如发一通知：“明天14：00~16：00开会” 差错控制编码根据功能不同可分为：
检错码 纠错码 纠删码
3
3.1.1数字通信系统的组成
（4）调制器/解调器 将输入数字信号变换成适合于信道传输的形式，
18
3.2.4译码和低通
1.译码： 与编码的作用相反，就是把接收的编码信号再转
换成与发端一样的不同幅度的量化信号，这种转 换称为数字／模拟变换，即D/A变换。 编码和译码就是在二进制码组与量化值之间建立 一一对应关系。 2.低通滤波: 将译码所得到的量化信号再送入一个低通滤波器， 使它恢复成原来的语声信号。 低通滤波 器的作用是滤除过高频率的成分，使之 平滑成缓慢变化的电模拟语声信号。
使信号能较好的通过信道到达接收端。 数字通信涉及的技术问题主要的有：
模拟信号数字化技术、差错控制编码技术、 数字调制／解调技术以及保密技术；
此外，还有同步技术等。
4
3.1.2模拟信号数字化基本过程
2、模拟信号数字化基本过程：模/数变换 就是把模拟量变换成数字量的过程，即用有限个
数值的数字信号来代表无限多个数值的模拟信号 其基本过程主要包括： 抽样、量化与编码三个过程