第9章 模拟信号的数字传输2
重庆大学《841信号与系统》通原思考题简
思考题第1章1. 如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性?1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?第3章2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函数如何？输出过程和输入过程的数字期望及功率谱密度之间有什么关系？3-1 什么是高斯型白噪声？它的概率密度函数，功率谱密度函数如何表示？3-2 什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么分布？3-3 窄带高斯噪声的同相分量和正交分量各具有什么样的统计特性？3-4 正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从什么概率分布？第4章4-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？4-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？4-3 信道无失真传输的条件是什么？4-4 恒参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？4-5 随参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？4-6 什么是相关带宽？相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意义？4-7 信道容量是如何定义的？香农公式有何意义？第5章1、什么是门限效应？哪些模拟调制在什么情况下会出现门限效应？2. 若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍，则调频信号带宽增大多少3. 试用香农公式说明FM 系统的抗噪能力优于AM 系统。
FM 信号带宽B FM =2(Δf+f H )远大于AM 信号带宽B AM =2f H ，根据香农公式C=Blog 2)1(0Bn S ，当0n S 0相同时，信道容量C 随信号带宽B 的增大而增大。
第二节 模拟信号传输技术(二章)
三、频分复用（FDM）
LPF：低通滤波器；BPF：带通滤波器
Thank you!
一、模拟信号的基带传送
130分贝 喷射机起飞声音 110分贝 螺旋浆飞机起飞声音 105分贝 永久损听觉 100分贝 气压钻机声音 90分贝 嘈杂酒吧环境声音 85分贝及以下 不会破坏耳蜗内的毛细胞 80分贝 嘈杂的办公室 75分贝 人体耳朵舒适度上限 70分贝 街道环境声音 50分贝 正常交谈声音 20分贝 窃窃私语
一、模拟信号的基带传送
FM广播：考虑到听众对音质的要求频率范围取 50Hz~15kHz。
音响：有源音箱的频率响应范围在80Hz-18kHz之 间，高保真音响的频率范围则可以达到15Hz100kHz之间。
耳机：耳机的范围一般是 5或8Hz～30kHz
某些耳机和音响超过人听觉敏感度20Hz~20KHz的原因？
2.2 减轻传送功率的方式
4、正交调幅：相位相差π/2的两个载波和两个不同信号分别 调幅后进行合成而传送的方式。
四、相位角调制（PM）和频率调制（FM）
载波：f (t ) AC cos(ct c ) 相位角： (t ) ct c f PM (t ) AC cos[ct c m p s(t )]
2.1 调幅（amplitude modulation--AM）
2.2 减轻传送功率的方式
1、抑制大功率载波
的双边带（DSB-SC）
2、只传送一边边带的单 边带传送（SSB）
2.2 减轻传送功率的方式
3、残留波带调幅（VSB） 如果信号既有直流成分，又在附近还有低频成分，双 边带的一边将及其陡峭，所以必须保留另外一边波带的一 部分。
二、模拟信号调制方式
为什么要调制？ 信道传送信号的频率与基带信号频率不同。 例：调频广播频率范围88~108MHz。话音信号 50Hz~15KHz。需要将基带信号的频率搬移适合于信 道传输的频率范围，而在接收后再搬回来。 对正弦波的调制可以使基带信号的频率范围得到搬移。
程控数字交换技术-第九章信令
第九章信令系统第一节概述一、信令：是电话机与交换局、交换局与交换局之间完成呼叫接续的通信信息二、类型：1、按工作区域分：用户线信令、局间信令2、按传递途径分：随路信令、公共信令3、按传递方向分：前向信令、反向信令4、按工作频率分：带内信令、带外信令5、按信号类型分：模拟信令、数字信令用户线信号局间信号用户线信号·用户线信令：用户话机和交换机之间传递的信令，在用户线上传递；如用户状态、拨号、铃流、信号音等·局间信令：交换局间传递的信令，在中继线上传递；如：自动接续、拆线等·随路CAS信令：①线路信令（占用、应答、拆线等监视接续和反映呼叫进展的情况，在线路设备之间传送）、②记发器信令（局间传送被叫号码，建立接续的选择信令，在间接控制的交换机中记发器之间进行传送的）去话来话线路信令去话来话来话记发器•公共信道CCS信令：在软件控制下采用高速数据信息来传送信令•前向信令：沿着建立接续的前进方向传递的信令，主叫→被叫后向信令：逆着建立接续前进方向传递的信令，是对前向信令的控制和证实。
被叫→主叫•带内信令：可以利用整个话音频带，并可以使用多个频率，组合成多频信号，使传送的信号容量大、速度快、自检能力强，但易受话音信号干扰，且在通话时不能用带外信号：与话路分开，不需增加防话音干扰的保护措施，可在通话期间传送信号，并可增加信号功能，但可利用的频带很窄，一般采用单频信号，不能作到快速和自检三、信令的传输方式1、逐段转发：逐段识别，校正后转发。
一般线路信令采用此方式，记发器信令在劣质线路上采用此方式。
特点：对线路要求低，信令在多段路由上的类型可以有多种，传送速度慢，持续时间长2、端到端：转接局将信令路由进行接通后透明传输，终端局收到的是由发端局直接发来的信令，记发器信令在优质线路上采用此方式。
特点：速度快，拨号后等待时间短，信令在多段路由上的类型必须相同3、混合方式：根据线路质量，两种方式混合起来使用；如中国1号记发器信令一、信令的控制方式：1、非互控方式（脉冲方式）：发端不断地将需要发送的连续或脉冲信令发向收端，不管对方是否收到2、半互控方式：发一个（一组）信令后，等收到收端的证实信令后，再发下一个信令，即前向信令受后向信令的控制3、全互控方式：发端发前向信令不能自动中断，要等到收到收端的证实信令后，才停止发送；收端发证实信令也不能自动中断，须在发端信令停发后，才能停发证实信令，为连续互控方式第二节随路信令主要内容：中国1号信令系统（包括线路信令、记发器信令）、国际上现用的几种随路信令一、线路信令1、概念：在出、入中继设备间传送，监视局间中继线上的呼叫状态的信令2、种类：（见P278）⑴占用信令：前向信令，使来话局的中继设备闲→忙⑵拆线信令：前向信令⑶重复拆线信令：前向信令，3～5秒内未收到来话局的释放监护信号⑷应答信令：逐段传送的后向信令⑸挂机信令：被叫挂机后发的逐段传送的后向信令⑹释放监护信令：后向证实信令⑺闭塞信令：后向信令，当来话局设备不正常时发⑻再振铃信令：长途半自动接续的一种话务员信令（前向）⑼强拆信令：长途半自动接续的一种话务员信令⑽回振铃信令：后向话务员信令，通过记录中继线回叫主叫用户时使用⑾强迫释放信令（前、后向）⑿请发码信令（后向）⒀首位号码证实信令（后向）⒁被叫用户到达信令（后向）3、线路信令的结构形式：⑴直流型线路信令：用于本地网中两局之间采用实线传输时使用；采用断开、闭和、单线接地、腾空、接电源负极、高阻等不同状态表示信令的含义直流信令标志方式（+：接地，—：电源负极，0：断开，高阻：≥9000Ω）表用户和中继线的状态以上两种方式目前已很少采用⑶数字型线路信令：适用于PCM数字传输；用TS16时隙来传送30个话路的信令(见P281表10.4)交流信令的表示方式F0帧的TS16传送复帧同步和帧失步告警F1帧的TS16传送第1话路和第17话路的线路信令 ……F16帧的TS16传送第15话路和第31话路的线路信令实际上每一话路的数字型线路信令只用3位码即可，前向为f f f c b a ,,，后向为b b bc b a ,,，其中b f c c ,表示话务员再振铃和强拆信令，在市话和长途全自动接续中，一般只用2位码f a 表示发端交换局状态的前向信令；f a =0，主叫摘机（占用），f a =1，主叫挂机（拆线）f b 表示故障状态的前向信令；f b =0，正常，f b =1，故障b a 表示被叫用户挂机状态的后向信令；b a =0，被叫摘机，b a =1，被叫挂机b b 表示收端局状态的后向信令；b b =0，示闲，b b =1，占线或闭塞4、局间中继线路信号转换接口（一般不用）适用于模拟局，将话音信号→数字信息，模拟线路信令→数字线路信令 ⑴a,b 线接口配合方式（见P282图10-4）在模拟交换局中继器与PCM 系统中信令转换设备之间的信令传送；优点：不改动交换局的出、入中继设备，交换机至PCM 系统之间的连线少；缺点：接口品种多，话音衰耗和标志信令畸变大发话局受话局⑵E、M线接口配合方式（见P282图10-5）在模拟交换局中继器与PCM系统信令转换设备之间的信令传送；M为发送线，E为信令接收线交换机与PCM系统间的信号逻辑清楚，信号转换接口电路简单；话音质量好，线路信令经E、M线传递，不会干扰通话线，能直接使用四线话音通话，不必进行二/四线转换；标志信号畸变小，速度快5、线路信令的传送：逐段传送、校正后转发的方式⑴线路信令中（如占用、拆线、拆线监护、闭塞等都是逐段使用的）这些信令的功能要求逐段传送⑵采用无自检能力的线路信令时，在多段传输中因传输介质变化范围大，采用端到端传送不可靠二、记发器信令MFC（多频互控信令）是为建立接续的选择控制信令，为多频编码信令，传送方式端到端，控制方式为全互控1、信令编码MFC前向信令采用六中取二（15种），后向信令采用四中取二（6种）见表(P284表10.5)前向信令分前向I组和前向II组，后向信令分为后向A组和B组（见P285表10.6）14备用，15控制卫星电路段数；KE信号含义：11、12备用，13测试呼叫，14备用，15“-”；KD 信号含义：1长途话务员半自动呼叫，2长途自动呼叫，3市内电话，4市内用户传真或用户数据通信，5半自动核对主叫号码测试呼叫；后向A组信号含义：A1发下一位，A2由第一位发起，A3转至B信号，A4机键拥塞，A5空号，A6发KA和主叫用户号码；后向B组信号含义：1被叫空闲，2被叫用户“市忙”，3被叫用户“长忙”，4机键拥塞，5被叫用户空号，6备用）前向I组和后向A组，前向II组和后向B组构成二组互控指令①前向I组及其互控信令后向A组用在后向A组和A3信令之前，A3信令的含义是：被叫用户到达，转向B组，A3之后即为前向II组和它的互控信令后向B组②KA用在发端汇接局至发端长话局这个时间段内，KC用在发端长话局至收端长话局，而KE用在终端长话局至终端市话局，或发端市话分局至发端市话汇接局，为汇接标志，见图3、发送顺序三、国际上现用的几种随路信令CCITT5号信令：国际标准信令，用于洲际长途线路；R1信令：一号地区信令，用于贝尔系统北美电话网，采用24路PCM的数字型线路信令R2信令：二号地区信令，用于欧洲电话网，中国1号信令即参考R2制定的1、CCITT5号信令线路信令：f1=2400Hz,f2=2600Hz记发器信令：采用脉冲多频方式，没有后向信令，传送方式为逐段转发KP+国家号码+特征数字+国内号码+ST（KP1为终端业务，KP2为转接业务，ST为脉冲发送结束）2、R1信令线路信令：四线电路上：前、后向线路信令采用相同的信号频率2600Hz二线电路上：前向线路信令采用2600Hz，后向线路信令采用2400Hz记发器信令：脉冲多频信令，与CCITT5号信令基本相同，只有一种KP 信号 3、R 2信令 线路信令：模拟型：用于载波电路，采用连续单频3850Hz 数字型：用于PCM 传输系统记发器信令：多频互控方式，前向、后向均采用6中取2编码，多段接续时为端到端传送第三节 公共信道信令一、公共信道信令方式的概念若干条话路的信令集中于一条与话路分开的高速数据链上传送1、种类：No.6号信令：用于模拟电话网和4kb/s 或56kb/s 的数字形式No.7号信令：是一种国际性的、标准化的通用公共信道信令系统，适用于数字网2、信令组成方式：信令链3、信令与话路通道的对应方式①直联工作方式：两交换局之间通过一条直达的公共信令链路来传送,且该链路是专为连接两个交换局的电路群服务的②准直联工作方式：两交换局之间的信令消息通过两段或几段串连的公共信道信令链路来传送，并且只允许通过预定的路径和信令转换点③完全分离工作方式：两交换局之间的信令消息可以利用建立公共信道信令网的任何一条可用路径来传送，信令转换点可以有自己的路由选择原则，路由寻址复杂，不建议在国际网中使用4、公共信道信令方式特点①传输速度高，接续时间减少；（长话9秒，市话6秒，公共信道接续2秒）②信令容量大，能提供呼叫接续信令，还可为电话网管理、集中维护、集中计费等集中服务提供信令③信令传送和话路分开，在通话时间内可根据需要来处理和传递信令 ④可灵活地增加和修改信令⑤使数量很大的分路设备大大简化，对大话路群更经济 ⑥适应电信网的发展 二、7号信令的信号单元·采用可变长信令单元SU 的传送方法，设一个标志码01111110（电话业务的SU80比特，数据业务的SU129比特，移动业务的SU140比特）·采用明确标记法：信令单元的格式中包含一个标记，以识别该信令消息属于哪一条电路·差错控制：检测采用16位循环冗余码CK ，校正采用重发信号单元 ·话路导通检验：对话路进行通道检验SP 信令点功能直联工作方式（12） （14） （14）CIC ：电路识别码 OPC ：发端信令点编码 DPC ：收端信令点编码·功能结构模块化：分信号传递部分和用户部分UP1、消息信令单元MSU：由用户产生的可变长的消息信令单元，用于传递来自用户级的信令消息2、链路状态信令单元LSSU：来自MTP第三级，用于链路初始启用或链路故障时表示链路的状态3、填充信令单元FISU：来自MTP第二级的FISU，用于链路空或链路拥塞时填补位置的⑴SIO：业务表示语SSF+SISI：0000 信令网管理消息0001 信令网测试和维护消息0010 备用0011 信令接续控制部分SCCP0100 电话用户部分TUP0101 ISDN用户部分ISUP0110 数据用户部分DUP（与呼叫电路有关）0111 数据用户部分（性能登记和撤消有关）1000～1111 备用SSF：BA 备用DC 网路表示语00 国际网路01 国际备用10 国内网路11 国内备用⑵FSN 前向序号：被传递的消息信令单元的序号 ⑶BSN 后向序号：被证实的信令单元序号⑷FIB 前向(重发)表示语：当传递的信令单元正确时，BIB 与FIB 一致，不一致，说明信令单元在发送过程中有错，改变FIB 状态与BIB 一致，开始重发 ⑸BIB 后向(请求重发)表示语：⑹CK 校验位：16比特，采用循环校验码，校验对象BSN 、BIB 、FSN 、FIB 、LI 、SIO 、SIF ⑺SIF 信令信息字段：要传送的消息⑻标志码F ：固定码型01111110，用于每个信令的开头和结尾，以识别起点。
数字通信原理复习题
数字通信原理复习题一、单项选择题1．数字通信相对于模拟通信具有（ B ）。
A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强 C．传输容量大Ｄ．易于频分复用2．以下属于模拟信号是（ A ）。
A．PAM信号Ｂ．PCM信号 C．⊿M信号Ｄ．DPCM信号3．以下信号属于模拟信号的是（ B ）。
A．PCM信号 B．PAM信号 C．⊿M信号 D．DPCM信号4．以下属于数字信号是（ D ）。
A．PAM信号Ｂ．PDM信号 C．PPM信号Ｄ．PCM信号5．对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（ A ）。
A．均匀分布 B．正态分布 C．瑞利分布 D．指数分布6．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于频带传输方式的是（ C ）。
A．PAM传输方式 B．PCM传输方式 C．PSK传输方式 D．⊿M传输方式7．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于基带传输方式的是（ B ）。
A．PSK传输方式 B．PCM传输方式 C．QAM传输方式 D．SSB传输方式8．按信号特征通信系统可分为模拟和数字通信系统，以下为数字通信系统的是（ D ）。
A．采用PAM方式的通信系统 B．采用SSB方式的通信系统C．采用VSB方式的通信系统 D．采用PCM方式的通信系统9．在数字通信系统中，传输速率属于通信系统性能指标中的（ A ）。
A．有效性 B．可靠性 C．适应性 D．标准性10．以下属于码元速率单位的是（ A ）。
A．波特 B．比特 C．波特/s D．比特/s11．在模拟通信系统中，传输带宽属于通信系统性能指标中的（ B ）。
A．可靠性B．有效性 C．适应性 D．标准性补：单位频带利用率越高，系统的有效性越好12．产生频率选择性衰落的原因是（ C ）。
A．幅频畸变Ｂ．相频畸变 C．多径传播Ｄ．瑞利衰落13．若采用空间分集技术，抗选择性衰落较差合并方式为（ A ）。
A．最佳选择方式Ｂ．最大功率合并方式 C．最小色散合并方式Ｄ．最大信噪比合并方式14．以下属于恒参信道的是（ D ）。
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
第九章—模拟信号的数字传输
3 脉冲振幅调制
脉冲调制原理
脉冲调制的概念：脉冲调制是采用时间上离散的脉冲 串作为载波，用基带信号去改变脉冲参数（幅度、宽度、 时间位置）。脉冲调制传送的是基带信号的一系列抽样 值。由于脉冲序列的参数随模拟基带信号的抽样值连续 地变化，所以，脉冲调制仍属于模拟调制。 脉冲调制的分类：按基带信号改变脉冲参数的不同， 把脉冲调制又分为脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM） 和脉位调制（PPM）等，其调制波形如下页图所示
4
2 抽样定理（续）
证明:低通抽样定理
) 假设采用周期性冲击函数 T (t，按抽样定理描述的抽样间 隔对 0, f H 赫内的模拟信号 m(t ) 进行抽样，则已抽样信号及其频 谱为
ms (t ) m(t ) T (t )
1 M ( ) T ( ) M s ( ) 2 1 2 M ( ) ( nS ) 2 T n
T , L H H ( ) 其他 0,
那么当已抽样信号的频谱不发生混迭时，用该滤波器即可滤 出原信号的频谱：即 M s ( ) H ( ) M ( ) 从而可恢复出原信号的频谱
9
2 抽样定理（续）
如何选取抽样频率 f s (或s） ？选取抽样率的原则是使已抽 样信号的频谱不发生重叠。 若要求 m(t ) 的频谱正向移动n个 s时不与原频谱相互混叠，则 应满足： H ns H 若要求 m(t ) 的频谱正向移动（n-1）个 s 时不与原频谱相互混叠，
17
3 脉冲振幅调制（续）
m(t)
采样门
s(t) (a)
曲顶抽样 ms (t) M s ()
H() m(t)
采样门
δ T(t) (b)
抽样信号的量化-副本
22
第9章模拟信号的数字传输
量化一般公式
设：m(kT)表示模拟信号抽样值，mq(kT)表示量化后的量化 信号值，q1, q2,…,qi, …, q6是量化后信号的6个可能输出电 平，m1, m2, …,mi, …, m5为量化区间的端点。 则可以写出一般公式：
mq (kT ) qi , 当mi1 m(kT ) mi 按照上式作变换，就把模拟抽样信号m(kT)变换成了量化 后的离散抽样信号，即量化信号。
fs 4B
3B
2B
B
0
B
2B 3B 4B 5B 6B
12
fL
第9章模拟信号的数字传输
由上图可见，当fL = 0时，fs ＝2B，就是低通模拟信号的抽样 情况；当fL很大时，fs趋近于2B。fL很大意味着这个信号是一 个窄带信号。许多无线电信号，例如在无线电接收机的高频 和中频系统中的信号，都是这种窄带信号。所以对于这种信 号抽样，无论fH是否为B的整数倍，在理论上，都可以近似 地将fs取为略大于2B。 图中的曲线表示要求的最小抽样频率fs，但是这并不意味着 用任何大于该值的频率抽样都能保证频谱不混叠。
21
第9章模拟信号的数字传输
量化过程图
信号实际值
q6
信号量化值
•
m5 q5
•
•
量化误差
m4 q4
m(t) •
m(6T)
mq(6T)
m3
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T t
q3
m2 q2
• •
m1
q1
• － 信号实际值
－ 信号量化值
M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。M个 抽样值区间也可以不均匀划分，称为非均匀量化。
通信原理简答题答案个人整理
通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号何谓模拟信号两者的根本区别是什么答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信数字通信有哪些优缺点答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答：4、按调制方式，通信系统如何分类答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些它们分别表征随机过程的哪些特征答：均值：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。
方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳何谓广义平稳它们之间的关系如何答：严平稳：随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。
2）自相关函数只与时间间隔=-有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质它与功率谱的关系如何答：自相关函数性质：(1)R(0)=E[]——的平均功率。
(2)R()=R(-)——的偶函数。
(3)——R()的上界。
(4)R(∞)=[]=——的直流功率。
通信原理第六版
3. 试用语言描述单位冲击函数的定义。
答单位冲击函数是宽度趋于零幅度趋于无穷大积分面积为 1 的理想信号。
4. 试描述信号的四种频率特性分别适用于何种信号。
答功率信号的频谱适合于功率有限的周期信号能量信号的频谱密度适合于能量信号
能量信号的能谱密度适合于能量信号功率信号的功率频谱适合于功率信号。 5. 频谱密度 Sf和频谱 Cjnw。的量纲分别是什么。
散射传播分为电离层散射、对流散射和流星余迹散射。电离层散射发 生在
3OMHZ60MHZ 对流层散射发生在 100MHZ4000MHZ 流星余迹散射发生在
30MHZ100MHZ
4.6 何为多径效应
多径传播对信号的影响称为多径效应
4.7 什么事快衰落 设么是慢衰落
者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波
1.2 何谓数字信号何谓模拟信号两者的根本区别是什么
数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们
的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的
1.3 何谓数字通信数字通信有哪些优缺点
而且中心平率偏离零频很远则称之为窄带高斯噪声。其波形上的特点是包络和相
位都像一个缓慢变化的正弦波。其包络的一维分布服从瑞利分布其相位的一维分
布服从均匀分布。
6. 何为高斯白噪声它的概率密度函数、功率频谱密度如何表示
答如果白噪声取值的概率密度分布服从高斯分布则称之为高斯白噪声其概率
便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式可以通过程控数字交换设备进
行数字交换以实现传输和交换的综合。另外电话业务和各种非话务业务都可以实现数字
通信原理第六版
通信原理第六版:《通信原理第六版》是2013年8月1日工业出版社出版的图书，作者是樊昌信、曹丽娜。
内容简介:《通信原理（第6版）》内容可以分为3部分。
一部分（第1章一第5章）阐述通信基础知识和模拟通信原理。
其中第2章（确知信号）是为了满足一些学校和专业的需要而增加的，对于许多本科通信工程专业的教学，完全可以跳过此章；第3章（随机信号）视需要情况可以作复习性讲述。
第二部分（第6章～第10章）主要论述数字通信、模拟信号的数字传输和数字信号的接收原理。
由于技术的不断发展和创新，数字调制和数字带通传输的内容非常丰富，将其放在一章内讲述会使篇幅过长，故分为两章（第7章和第8章）讲述，并且第8章的内容可以视需要，选用其中一部分学习，或者跳过不学，不会影响后面章节的理解。
第三部分（第11章～第14章）讨论数字通信中的编码和同步等技术，以及简要介绍诵倍网的概念。
作者简介:樊昌信，西安电子科技大学教授，博士生导师。
中国通信学会理事，中国电子学会学术工作委员会委员。
通信工程专家。
北京人。
著有《通信原理》、合著有《沃尔什函数及其在通信中的应用》。
曹丽娜，西安电子科技大学副教授。
图书目录:第1章绪论1.1 通信的基本概念1.2 通信系统的组成1.3 通信系统分类与通信方式1.4 信息及其度量1.5 通信系统主要性能指标1.6 小结思考题习题第2章确知信号2.1 通知信号的类型2.2 确知信号的频域性质2.3 确知信号的时域性质2.4 小结思考题习题第3章随机过程3.1 随机过程的基本概念3.2 平稳随机过程3.3 高斯随机过程3.4 平稳随机过程通过线性系统3.5 窄带随机过程3.6 正弦波加窄带高斯噪声3.7 高斯白噪声和带限白噪声3.8 小结思考题习题第4章信道4.1 无线信道4.2 有线信道4.3 信道的数学模型4.4 信道特性对信号传输的影响4.5 信道中的噪声4.6 信道容量4.7 小结思考题习题参考文献第5章模拟调制系统5.1 幅度调制（线性调制）的原理5.2 线性调制系统的抗噪声性能5.3 非线性调制（角度调制）原理5.4 调频系统的抗噪声性能5.5 名种模拟调制系统的比较5.6 频分复用和调频立体声5.7 小结思考题习题参考文献第6章数字基带传输系统6.1 数字基带信号及其频谱特性6.2 基带传输的常用码型6.3 数字基础信号传输与码间串扰6.4 无码间串拢的基带传输特性6.5 基带传输系统的抗噪声性能6.6 眼图6.7 部分响应和时域均衡6.8 小结思考题习题参考文献……第7章数字带通传输系统第8章新型数字带通调制技术第9章模拟信号的数字传输第10章数字信号的最佳接收第11章差错控制编码第12章正交编码与伪随机序列第13章同步原理第14章通信网附录A 巴塞伐尔定理附录B 误差函数值表附录C 贝塞尔函数值表附录D 式（7.5—18）和式（7.5—20）的推导附录E 带通模拟信号抽样定理的证明附录F A律的推导附录G 式（10.4—1）的计算附录H 式（10.5—7）的推导附录I 伽罗华域GF（2m）附录J 英文缩写名词对照表附录K 部分习题答案。
考研西北工业大学《825通信原理》强化精讲 绪论
5
1.2.2 模拟通信系统
是利用模拟信号来传递信息的通信系统。可由一般通信系 统模型略加改变而成。
1.研究的问题
（1）模拟通信系统中两种重要变换： 消息←→原始电信号（基带信号） 调制信号（基带信号） ←→已调信号（频带信号） （第5章） （2）信号受噪声干扰的影响－－噪声背景下的信号传输。 （第3、4章）
接 收 方
优点：只需一条信道、设备简单、传输距离远。 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施。
16
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的 方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。
同时发送8比特
0 1 1 0 1 1 0 0
发 送 方
接 收 方
优点：节省传输时间，速度快，不需要字符同步措施。 缺点：需要 n 条信道，设备复杂、成本高、传输距 离近。
RbM RBM log 2 M kRBM
Rb 2 RB 2 log 2 2 RB 2
28
4.多进制与二进制传输速率之间的关系
（1）码元速率不变，二进制信息速率与多进制信息速率之 间的关系：
RbN RBN log2 N RB 2 log2 N log2 N Rb 2
解决问题：模拟信源、数字通信系统如何对接。 模型：
关键：模拟信号数字化及其反之。 A/D转换器组成：抽样、量化、编码。 发端将模拟信号数字化，即进行A/D转换；
接收端需进行相反的转换，即D/A转换。
13
1.2.4
数字通信的主要特点
1. 优点
（1）抗干扰能力强； （2）差错可控； （3）易于加密处理，且保密性好； （4）便于处理、变换、存储； （5）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输； （6）易于集成，使通信设备微型化，重量轻。
信号传输的介绍
信号传输是适于传输的信号的简称，包括模拟传输信号和数字传输信号。
模拟信号传输是信息在传输介质中以模拟信号传输的传输方式，模拟传输是一种不考虑其内容的一种传输，是传导能量的一种方式，传输的过程中必定损失能量，通过放大器放大其信号强度。
在长途传输中需一级级放大其能量，但其杂音随其增大，所谓失真。
数字信号传输是将信息在传输介质中以数字信号传输的传输方式，数字传输在传输过程中也需要放大信号，数字信号利用一种电路构成的门限电压将接受到得信号简单打重组再生，生成完全消除衰减或畸变的新的信号。
第九章 通信原理课件
8 7 6 5 4 3 2 1
段落码 c2 c3 c4 111 110 101 100 011 010 001 000
段落范围 （量化单位）
1024~2048 512~1024 256~512 128~256 64~128
32~64 16~32 0~16
18
9.5 脉冲编码调制
段内码编码规则
15
9.5 脉冲编码调制
段落码
1
Ⅷ
1
0
Ⅶ
1
1
Ⅵ
0
0
ⅢⅣⅤ
1 1
0 0
1
0 0
ⅠⅡ
x 16
9.5 脉冲编码调制
量化区间的划分 M = M0 M1 M2 = 21 23 24
非均匀量化 M1 = 8，分为 8 个段落
x
011
1
128 64
32
1
1 11
1
16
8 42
均匀量化 第一、二段
M2 = 16，每段分为 16 级
若把自然二进码从低位到高位依次给以2倍的加权，就可 变换为十进数。如设二进码为(an-1, an-2, …, a1, a0)
则D=an-12n-1+an-22n-2+…+a121+a020 （表示量化电平值）。
特点: 编码简单、易记，而且译码可以逐比特独立进行。
9
9.5 脉冲编码调制
折叠二进码:是一种符号幅度码。
表示方法:
左边第一位表示信号的极性，信号为正用“1”表示， 信号为负用“0”表示；第二位至最后一位表示信号的幅度 。正、负绝对值相同时，折叠码的上半部分与下半部分相对 零电平对称折叠，故名折叠码。 其幅度码从小到大按自然 二进码规则编码。
《通信原理》课堂练习题(1-9)
第1-5章1、一个多进制数字通信系统每隔0.8 ms向信道发送16种可能取值的电平值中的一个。
则每个电平值所对应的比特数是；符号率（波特）为；比特率为。
2、一离散无记忆信源（A、B、C、D），各符号发送概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8。
则此信源每个符号包含的信息熵为；若信源每毫秒发出一个符号，则此信源每秒输出的信息量为。
3、若离散信源输出16进制独立等概随机序列，则此信源输出的每个符号所包含的信息量为；若16进制符号不是等概出现，则此信源输出的每个符号所包含的平均信息量为。
4、由电缆、光纤、卫星中继等传输媒质构成的信道是信道；由电离层反射、对流层散射等传输媒质构成的信道是信道。
5、窄带信号通过随参信道多径传播后，其信号包络服从分布，称为型衰落。
当信号带宽超过多径传播的最大时延差引起的相关带宽时，会产生衰落。
6、信源编码是的编码，以提高通信的；信道编码是的编码，以提高通信的。
7、香农信道容量公式是在条件下推导得到的。
8、在模拟通信系统中，已调信号带宽越，有效性越好；解调器输出信噪比越，可靠性越好。
9、说明调频系统的特点：10、在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是；该解调方式的缺点是。
在调频系统中，解调输出噪声的功率谱密度的特点是。
在调频系统中采用预加重和去加重技术的目的是。
11、在VSB系统中，无失真传输信息的两个条件是、。
12、已知收音机中的中波波段为535KHZ-1605KHZ ，若各台间设0.5KHZ 的防护频带，则此波段收音机最多能接收多少台节目？13、信道带宽3KHZ ，信号在信道中受到单边功率谱密度为10-6W/HZ 的加性高斯白噪声的干扰，信号平均功率为9W 。
求（1）信道容量 (2)若信道加宽到原来的10倍，并保持信道容量不变，那么信号平均功率要改变多少dB ？（log 23001≈11.55，30010.1≈2.23）14、某数码摄像机每30ms 产生一幅40万像素的彩色图像，每个像素由RGB 三种颜色构成，各有32个灰度等级。
实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析
实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析08电子信息工程（3）班 E08610308 陈建能一、实验目的1. 进一步掌握 Simulink 软件使用的基本方法；2. 熟悉信号的压缩扩张；3. 熟悉信号的量化；4. 熟悉PCM编码与解码。
二、实验内容1. 设计一个13折线近似的PCM编码器模型，能够对取值在[-1;1] 内的归一化信号样值进行编码；2. 设计一个对应于以上编码器的PCM解码器；3. 在以上两项实验的基础上，建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。
三、实验原理1. 信号的压缩和扩张非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。
中国和欧洲的PCM数字电话系统采用A律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。
设归一化的话音输入信号为，则A律压缩器的输出信号y 是：其中，sgn(x) 为符号函数。
A律PCM数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。
Simulink通信库中提供了“A-Law Compressor”、“A-Law Expander”以及“Mu-Law Compressor”和“Mu-Law Expander”来实现A律和Ö 律压缩扩张计算。
压缩系数为87.6的A律压缩扩张曲线可以用折线来近似。
16段折线点坐标是其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线近似。
用Simulink中的“Look-Up Table”查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1]输出值向量设置为[-1:1/8:1]扩张模块的设置与压缩模块相反。
2. PCM编码与解码PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。
通信原理课后答案
1-1.已知英文字母出现的概率为0.105，出现的概念为0.002，试求和的信息量。
o1-2．某信源符号集由,,,和组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为，，，和。
试求该信息源符号的平均信息量。
o1-3.设有4个符号，其中前3个符号的出现概率分别为，，，且各符号的出现是相对独立的。
试计算该符号集的平均信息量。
o1-4．一个由字母、、、组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替，01代替，10代替，11代替，每个脉冲宽度为5.(1)不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率;(2)若每个字母出现的可能性分别为试计算传输的平均信息速率。
o1-5．国际摩尔斯电码用“点”和“划”的序列发送英文字母，“划”用持续3单位的电流脉冲表示，“点”用持续1个单位的电流脉冲表示；且“划”出现的概率是“点”出现概率的。
(1)计算“点”和“划”的信息量；(2)计算“点”和“划”的平均信息量。
o1-6．设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为，其余112个出现概率为。
信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。
试计算该信息源的平均信息速率。
o1-7．设一数字传输系统传送二进制码元的速率为2400，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率不变，则这时的系统信息速率为多少(设各码元独立等概率出现)？o1-8．若题1―2中信息源以1000速率传送信息。
（1）试计算传送1的信息量；（2）试计算传送1可能达到的最大信息量。
o1-9．如果二进制独立等概信号的码元宽度为，求和；若改为四进制信号，码元宽度不变，求传码率和独立等概率时的传信率。
o1-10．已知某四进制数字传输系统的传信率为2400，接收端在0.5内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。
o第二章确知信号本章主要内容：（1）信号和系统的分类（2）能量信号和功率信号时域及频域分析本章重点：1.确知信号的频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度2.确知信号的自相关函数和互相关函数本章练习题：2-1 试证明图2-1中周期性信号的频谱为=o2-2 设一个信号可以表示成试问它是功率信号还是能量信号，并求出其功率谱密度或能量谱密度。
通信原理重点知识总结
第一章绪论1、通信的目的：传递消息中所包含的信息。
2、信息：是消息中包含的有效内容3、模拟信号信号的参量取值是连续(不可数、无穷多）的（抽样信号未量化仍为模拟信号）数字信号信号的参量取值是可数的有限的4、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统;按照传输媒介、通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统5、模拟消息⇔原始电信号（基带信号);基带信号⇔已调制信号(带通信号）6、数字通信系统模型信源编码与译码目的：①提高信息传输的有效性②完成模/数转换信道编码与译码目的:增强抗干扰能力，提高可靠性基本的数字调控方式有振幅键控（ASK）、频移键控(FSK)、绝对相移键控(PSK)、相对(差分)相移键控(DPSK)按同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群（帧）同步、网同步7、数字通信的特点优点①抗干扰能力强,且噪声不积累②传输差错可控③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
（便于将来自不同信源的信号综合到一起传输）④易于集成，使通信设备微型化，重量轻⑤易于加密处理，且保密性好缺点：①需要较大的传输带宽②对同步要求高8、按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统频分复用是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范围;时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号。
9、单工、半双工和全双工通信单工通信：消息只能单方向传输的工作方式半双工通信:通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方10、信息及其度量P（x）表示信息发生的概率，I表信息中所含的信息量上式中对数的底:若a = 2，信息量的单位称为比特（bit) ，可简记为b若a = e，信息量的单位称为奈特（nat)，若a = 10,信息量的单位称为哈特莱(Hartley）。
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关于均匀量化的讨论
均匀量化的不足：在实际应用中，对于给定
的量化器，量化电平数M和量化间隔v都是 确定的，量化噪声Nq也是确定的。但是， 信号的强度可能随时间变化（例如，语音 信号）。当信号小时，信号量噪比也小。 所以，这种均匀量化器对于小输入信号很 不利。为了克服这个缺点，改善小信号时 的信号量噪比，在实际应用中常采用非均 匀量化。
1 x 1 A
A为压缩系数，A=1 时无压缩，A愈大压缩效果愈明
显；在实用中，选择A=87.6。
0≤x≤1/A， 是线性函数，特性曲线是一段直线 1/A≤x≤1，是对数函数，特性曲线是一段对数曲线
对数压缩特性 (a)A律 (b)μ律
0.8 0.6 0.8 0.6
0.4
0.2
0.4
0.2
x
0
1 1 1 1 128 60 .6 30 .6 15 .4 1 128 1 64 1 32 1 16
1 1 3.93 1.98 1 4 1 2
1
按折 0 线分 段时 的x 段落 1 斜率 16
1
2 16
3 8
4 4
5 2
6 1
7
8
1
2
1
4
（3）μ律15折线：逼近μ=255的对数压缩特性。
表 9－4μ律15折线参数表
9.4 模拟信号的量化—非均匀量化 非均匀量化和均匀量化的比较
现以13折线法为例作一比较。若用13折线法中的
（第1和第2段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化
间隔，则13折线法中第1至第8段包含的均匀量化间隔
数分别为16、16、32、64、128、256、512、1024，共 有2048个均匀量化间隔，而非均匀量化时只有128个量 化间隔。因此，在保证小信号的量化间隔相等的条件 下，均匀量化需要11比特编码，而非均匀量化只要7比
(3)编码过程
实现PCM编码的具体方式和电路很多，A律 13折线目前常采用逐次比较型编码器。
除第1位极性码外，其它7位幅度码是通过逐 次比较来确定的。每次比较得出1位码，共需 要对样值进行7次比较。
第9章模拟信号的数字传输
逐次比较法编码原理方框图
输入信号 抽样脉冲
恒流源 保持电路
Is Iw
非均匀量化： 小信号小阶距量化，大信号大阶距量化
保证通信质量，减少编码位数，提高小信号的信噪比
2、 非均匀量化
为保证信号的SNR要求，又不能使编码位 数太多。采用先压缩后扩张的非均匀量化方案， 以减少编码位数。
非线性变换，对信号 幅度范围进行压缩
有无压扩的比较曲线
CCITT建议
对数压缩特性：A律；μ律
第9章模拟信号的数字传输
量化值 c1 c2 c3
0
1 2
0
0 0
0
0 1
0
1 0
3
4 5 6 7
0
1 1 1 1
1
0 0 1 1
1
0 1 0 1
第9章模拟信号的数字传输
因此，若按照“四舍五 入”原则编码，则此编码器 能够对 -0.5至+7.5之间的 输入抽样值正确编码。 由此表可推知，用于判 定c1值的权值电流Iw=3.5， 即若抽样值Is < 3.5，则比较 器输出c1 = 0；若Is > 3.5， 则比较器输出c1 = 1。c1除 输出外，还送入记忆电路暂 存。
a 2
所以，平均信号量噪比为
或写成
S0 M2 Nq
S0 20 lg M dB N q dB 由上式可以看出，量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的 增大而提高。
关于均匀量化的讨论
均匀量化器的应用： A/D变换； 遥控遥测系统、仪表、图像信号的数字化接 口等；
k 1，，„, L 2
yk 为量化电平，xk 为分层电平，k xk 1 xk 为量化间隔。
量化的物理过程
量化 电平
分层 电平
1. 均匀量化
把输入信号的取值域按等距离分割的量
化称为均匀量化，其每个量化区间的量化电
平均取在各区间的中点。
设输入信号的最小值和最大值分别用a
和b表示, 量化电平数为M，则均匀量化时
i
0
1
2
3
4 = i/8
0
1/8
2/8
3/8
4/8
5/8
6/8
7/8
1
x=(2i - 1) / 255
0
1/255
3/255
7/255
15/255
31/255
63/255
127/255
1
斜率 255
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
1/256
1/512
1/1024
段号
1
2
3
4
5
6
Is > Iw , ci =1
比较器
I s < I w , ci = 0
c1, c2, c3
记忆电路
图中示出一个3位编码器。其输入信号抽样脉冲值在0和7.5之间。 它将输入模拟抽样脉冲编成3位二进制编码c1 c2 c3。 图中输入信号抽样脉冲电流Is由保持电路短时间保持，并和几个称 为权值电流的标准电流Iw逐次比较。每比较一次，得出1位二进 制码。权值电流Iw是在电路中预先产生的。Iw的个数决定于编码 的位数，现在共有3个不同的Iw值。因为表示量化值的二进制码 有3位，即c1c2c3。它们能够表示8个十进制数，从0至7，如下表 所示。
表 9 – 5 常用二进制码型
样值脉冲极性 格雷二进制 1000 1001 1011 1010 1110 1111 1101 1100 0100 0101 0111 0110 0010 0011 0001 0000 自然二进码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 折叠二进码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 量化级序号 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
信号 功率
量化噪 声功率
S E[ m 2 ] = N q E[(m - mq ) 2 ]
在均匀量化时，量化噪声功率的平均值Nq可以用下式表示
N q E[( mk mq ) ] (mk mq ) f (mk )dmk
2 b 2 a i 1 M mi mi 1
(mk qi ) 2 f (mk )dmk
信号mk的平均功率可以表示为
S 0 E (mk ) mk f (mk )dmk
2 2 a
b
若已知信号mk的功率密度函数，则由上两式可以计 算出平均信号量噪比。
【例9.1】设一个均匀量化器的量化电平数为M，其输入信号抽样值 在区间[-a, a]内具有均匀的概率密度。试求该量化器的平均信号量 噪比。 【解】
μ律由美国提出，A律由欧洲提出，
我国和欧洲使用A律，美国使用μ律。
（1） μ律对数压缩特性
μ律对数压缩特性定义为：
ln(1 x) y ln(1 )
归一化的压缩 器输出电压
归一化的压缩 器输入电压
0 x 1
压扩参数
μ=255
（2）A律对数压缩
A律对数压缩特性
Ax , 1 lnA f ( x) 1 lnAx , 1 lnA 0 x 1 A
特就够了。
9.5 脉冲编码调制PCM
A / D变化 m(t) 抽样 ms (t) 低通 滤波 译码 mq (t) 量化 mq (t)
编码
信道
干扰
m(t)
编码：每个样值对应一种量化电平值，每个量化电平值对应 一个PCM编码码组。 解码：每个PCM编码码组恢复成对应的量化电平值，经LPF输 出模拟信号。
复习
1、低通模拟信号抽样定理：若一个连续模拟信 号s(t)的最高频率小于fH，则以间隔时间为T 1/2fH的周期性冲激脉冲对其抽样时，s(t)将被这 些抽样值所完全确定。 2、带通模拟信号抽样频率： 2kB k f s 2B 2B(1 ) n n 3、脉冲振幅调制（PAM）
9.4 抽样信号的量化
Nq
1 (mk qi ) 2 dmk mi 1 mi 1 2a i 1 i 1 M a iv v 1 (mk a iv ) 2 dmk a ( i 1) v 2 2a i 1
M mi
7
8
9.4 模拟信号的量化—非均匀量化
13折线法和15折线法比较
比较13折线特性和15折线特性的第一段斜率可知，15折
线特性第一段的斜率（255/8）大约是13折线特性第一段斜率 （16）的两倍。
所以，15折线特性给出的小信号的信号量噪比约是13折
线特性的两倍。 但是，对于大信号而言，15折线特性给出的信号量噪比 要比13折线特性时稍差。
(mk qi ) f (mk )dmk
2
M
mi
3 1 v 2 M v 12 24 a i 1 2a M
因为 所以有
Mv 2a
Nq
v 2
12
另外，由于此信号具有均匀的概率密度，故信号功率等于
M2 1 S 0 mk dmk (v) 2 a 12 2a
的量化间隔为
ba v M
且量化区间的端点为
mi a iv
mi mi 1 qi , 2