模拟通信与数字通信的特点
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N=2l
当过载电压取得足够大将使过载概率很小， 这时主要考虑非过载项，
( S /N q ) d B 1 l3 0 g N 2 1 X e 2 2 l0 g 3 N ) ( 2 lX 0 g e
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 一、语声信号编码的概念
二、 语声信号编码的分类
一、语声信号编码的概念
一个简单的语声信号的脉冲编码调制 (PCM)的编码、解码过程说明语声信号编
图ຫໍສະໝຸດ Baidu的A／D变换包含三个部分：抽样、量化和编码 。
(1)抽样：是指将模拟信号在时间上离散化的过程
(2)量化：是指将模拟信号在幅度上离散化的过程。
这一近似过程一定会产生误差。量化误差就是 指量化前后信号之差，通常用功率来表示，称之为 量化噪声。
返回
2 均匀量化及量化噪声计算
量化可以分为均匀量化与非均匀量化两种方式 。
各量化分级间隔相等的量化方式即为均匀量化 。
均匀量化时在整个输入信号的幅度范围内量化 级的大小都是相等的。
在非过载区内，量化值随输入信号的变化而离 散地变化，并且量化误差总是限制在一定的范围之 内。
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
2 抽样定理
3 与抽样有关的误差
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
连续信号在时间上离散化的抽样过程 如图所示。
具体地说，就是某一时间连续信号f(t)，仅取
f(t0)、f(t1)、f(t2) …等各离散点数值，就变成
了时间离散信号。这个取时间连续信号离散点数值 的过程就叫做抽样。
2
衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误 码率和信号抖动。
(1) 在传输过程中发生误码的码元个数与传输 的总码元数之比。
(2) 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信 号码元相对于标准位置的随机偏移。
2.3 语声信号数字化编码
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 2.3.2 2.3.3 差值脉冲编码调制 2.3.4 时分多路复用
二、
1. 有效性指标
(1) (2)符号传输速率 (3) 频带利用率
2. 可靠性指标
(1) 误码率 (2) 信号抖动
1. 有效性指标
(1) 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信 息量来衡量的。
(2)符号传输速率
符号传输速率也叫码元速率。它是指单位 时间内所传输码元的数目，其单位为“波特 ”(Bd) 这里的码元可以是多进制的，也可以是 二进制的。符号传输速率和信息传输速率是可 以换算的。信息传输速率与符号传输速率的关 系是
在过载区内，量化输出就不再随输入信号的变 化而变化，而是保持在输出的最大量化值上，故量 化误差将随着信号的增加而增大。量化噪声有非过
对于均匀量化则是将-U～+U范围内均
匀等分为N个量化间隔，则N称为量化级数。 设量化间隔为Δ，
Δ=2U/N
如量化值取于每一量化间隔的中间值，在非
ema (u)=Δ/2
❖ 模／数变换设备将模拟电信号变换成数字信号， 数字信号通常是采用二进制信号形式送至信道传输。
❖ 在接收端，数字信号再经数／模变换和电／声变 换还原成声音，送给接收者。
2.2 数字通信的特点及性能指标
一、数字通信的特点 二、
一、数字通信的特点
1. 抗干扰能力强，无噪声积累。 2. 便于加密处理。 3. 4. 设备便于集成化、小型化。 5. 占用频带宽。
(3) 编码：编码是指将每个量化后的样值用一定的
二、 语声信号编码的分类
(1) 波形编码 (2) 参量编码 (3) 混合编码
2.3.2 脉冲编码调制
一、概述
脉冲编码调制系统中的信号变换和处理过程 如图所示。
二、
模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进 行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间 上离散的信号，这一过程称之为抽样。
语声信号的最高频率限制在3400Hz，这时满足 抽样定理的最低抽样频率应为fsmm=6800Hz,为了留 有一定的防卫带，原CCITT规定语音信号的抽样频 率 为 fs=8000Hz ， 这 样 ， 就 留 出 了 8000– 6800=1200Hz作为滤波器的防卫带。
3 与抽样有关的误差
· · 实行抽样的开关函数是单位冲激脉冲序列 ，即理想抽样； · 通过理想低通滤波器恢复原语声信号。
2 抽样定理
设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fM。如
果用时间间隔为Ts≤1/2fM的开关信号对f(t)进行抽样
，则f(t) 就可被样值信号fs(t)=f(nTs)来惟一地表示。 或者说，要从样值序列无失真地恢复原时间连续信 号，其抽样频率应选为fs≥2fM。这就是著名的奈奎斯 特抽样定理、简称抽样定理。
但在过载区内的量化误差，即过载量化误差 则会大于Δ/2。
非过载区内量化噪声功率应为：
2 1 ()2
12
或
2
U2 3N 2
根据信噪比的定义，我们可求得量化信噪比， 即信号功率与量化噪声功率之比，可表示为：
S
/
Nq
u2 e
Nq
U
u2 e
u e u 2
2
2 e
e
3N2
其中S= ue2 为信号功率
如前所述，N为量化分级数。在 二进制数字信号编码中，编码码组的码位数l 与量化分级数N的关系是：
Rb=NB log2M
式中，Rb为信息传输速率(bit／s)；NB为符号 传输速率(码元／秒或波特)；M为码元(或符号) 的进制数。
(3) 频带利用率是指单位频带内的传输速 率。信系统占用的频带愈宽，传输信息的 能力应该愈大。所以，用来衡量数字通信 系统传输效率(有效性)的指标应当是单位频 带内的传输速率。
模拟通信与数字通信的特点
2.1 模拟通信和数字通信 2.2 数字通信的特点及性能指标 2.3 语声信号数字化编码 2.4 时分多路复用 2.5 高次群数字复接
2.1 模拟通信和数字通信
❖ 信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信 系统。
❖ 信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信 系统。
(1) 如果前置低通滤波器性能不良，或抽样频率不
能满足fs≥2fM的条件，都会产生折叠噪声。
(2) 抽样展宽的孔径效应失真。
三、 量化 1 2 均匀量化及量化噪声计算 3
1
量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度 域上离散取值的过程。具体的定义是，将幅度域连 续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层，在每 一个分层范围内的信号值用“四舍五入”的办法取 某一个固定的值来表示。
当过载电压取得足够大将使过载概率很小， 这时主要考虑非过载项，
( S /N q ) d B 1 l3 0 g N 2 1 X e 2 2 l0 g 3 N ) ( 2 lX 0 g e
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 一、语声信号编码的概念
二、 语声信号编码的分类
一、语声信号编码的概念
一个简单的语声信号的脉冲编码调制 (PCM)的编码、解码过程说明语声信号编
图ຫໍສະໝຸດ Baidu的A／D变换包含三个部分：抽样、量化和编码 。
(1)抽样：是指将模拟信号在时间上离散化的过程
(2)量化：是指将模拟信号在幅度上离散化的过程。
这一近似过程一定会产生误差。量化误差就是 指量化前后信号之差，通常用功率来表示，称之为 量化噪声。
返回
2 均匀量化及量化噪声计算
量化可以分为均匀量化与非均匀量化两种方式 。
各量化分级间隔相等的量化方式即为均匀量化 。
均匀量化时在整个输入信号的幅度范围内量化 级的大小都是相等的。
在非过载区内，量化值随输入信号的变化而离 散地变化，并且量化误差总是限制在一定的范围之 内。
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
2 抽样定理
3 与抽样有关的误差
1 抽样定义及实现抽样的电路模型
连续信号在时间上离散化的抽样过程 如图所示。
具体地说，就是某一时间连续信号f(t)，仅取
f(t0)、f(t1)、f(t2) …等各离散点数值，就变成
了时间离散信号。这个取时间连续信号离散点数值 的过程就叫做抽样。
2
衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误 码率和信号抖动。
(1) 在传输过程中发生误码的码元个数与传输 的总码元数之比。
(2) 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信 号码元相对于标准位置的随机偏移。
2.3 语声信号数字化编码
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 2.3.2 2.3.3 差值脉冲编码调制 2.3.4 时分多路复用
二、
1. 有效性指标
(1) (2)符号传输速率 (3) 频带利用率
2. 可靠性指标
(1) 误码率 (2) 信号抖动
1. 有效性指标
(1) 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信 息量来衡量的。
(2)符号传输速率
符号传输速率也叫码元速率。它是指单位 时间内所传输码元的数目，其单位为“波特 ”(Bd) 这里的码元可以是多进制的，也可以是 二进制的。符号传输速率和信息传输速率是可 以换算的。信息传输速率与符号传输速率的关 系是
在过载区内，量化输出就不再随输入信号的变 化而变化，而是保持在输出的最大量化值上，故量 化误差将随着信号的增加而增大。量化噪声有非过
对于均匀量化则是将-U～+U范围内均
匀等分为N个量化间隔，则N称为量化级数。 设量化间隔为Δ，
Δ=2U/N
如量化值取于每一量化间隔的中间值，在非
ema (u)=Δ/2
❖ 模／数变换设备将模拟电信号变换成数字信号， 数字信号通常是采用二进制信号形式送至信道传输。
❖ 在接收端，数字信号再经数／模变换和电／声变 换还原成声音，送给接收者。
2.2 数字通信的特点及性能指标
一、数字通信的特点 二、
一、数字通信的特点
1. 抗干扰能力强，无噪声积累。 2. 便于加密处理。 3. 4. 设备便于集成化、小型化。 5. 占用频带宽。
(3) 编码：编码是指将每个量化后的样值用一定的
二、 语声信号编码的分类
(1) 波形编码 (2) 参量编码 (3) 混合编码
2.3.2 脉冲编码调制
一、概述
脉冲编码调制系统中的信号变换和处理过程 如图所示。
二、
模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进 行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间 上离散的信号，这一过程称之为抽样。
语声信号的最高频率限制在3400Hz，这时满足 抽样定理的最低抽样频率应为fsmm=6800Hz,为了留 有一定的防卫带，原CCITT规定语音信号的抽样频 率 为 fs=8000Hz ， 这 样 ， 就 留 出 了 8000– 6800=1200Hz作为滤波器的防卫带。
3 与抽样有关的误差
· · 实行抽样的开关函数是单位冲激脉冲序列 ，即理想抽样； · 通过理想低通滤波器恢复原语声信号。
2 抽样定理
设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fM。如
果用时间间隔为Ts≤1/2fM的开关信号对f(t)进行抽样
，则f(t) 就可被样值信号fs(t)=f(nTs)来惟一地表示。 或者说，要从样值序列无失真地恢复原时间连续信 号，其抽样频率应选为fs≥2fM。这就是著名的奈奎斯 特抽样定理、简称抽样定理。
但在过载区内的量化误差，即过载量化误差 则会大于Δ/2。
非过载区内量化噪声功率应为：
2 1 ()2
12
或
2
U2 3N 2
根据信噪比的定义，我们可求得量化信噪比， 即信号功率与量化噪声功率之比，可表示为：
S
/
Nq
u2 e
Nq
U
u2 e
u e u 2
2
2 e
e
3N2
其中S= ue2 为信号功率
如前所述，N为量化分级数。在 二进制数字信号编码中，编码码组的码位数l 与量化分级数N的关系是：
Rb=NB log2M
式中，Rb为信息传输速率(bit／s)；NB为符号 传输速率(码元／秒或波特)；M为码元(或符号) 的进制数。
(3) 频带利用率是指单位频带内的传输速 率。信系统占用的频带愈宽，传输信息的 能力应该愈大。所以，用来衡量数字通信 系统传输效率(有效性)的指标应当是单位频 带内的传输速率。
模拟通信与数字通信的特点
2.1 模拟通信和数字通信 2.2 数字通信的特点及性能指标 2.3 语声信号数字化编码 2.4 时分多路复用 2.5 高次群数字复接
2.1 模拟通信和数字通信
❖ 信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信 系统。
❖ 信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信 系统。
(1) 如果前置低通滤波器性能不良，或抽样频率不
能满足fs≥2fM的条件，都会产生折叠噪声。
(2) 抽样展宽的孔径效应失真。
三、 量化 1 2 均匀量化及量化噪声计算 3
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量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度 域上离散取值的过程。具体的定义是，将幅度域连 续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层，在每 一个分层范围内的信号值用“四舍五入”的办法取 某一个固定的值来表示。