模拟信号和数字信号
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
பைடு நூலகம்
2.3 2.3.3 数字信号的优点
安全性高
使用数学算法很容易对数字信号加密。 使用数学算法很容易对数字信号加密。加密的 很容易对数字信号加密 复杂程度主要取决于接收机的解密能力， 复杂程度主要取决于接收机的解密能力，接收机解 密的能力有多强大，数字信号被加密的程度就可以 密的能力有多强大，数字信号被加密的程度就可以 有多复杂，这将使非法窃听变得很困难。 有多复杂，这将使非法窃听变得很困难。
2.3.2 数字信号
数字信号是一种脉冲信号。 数字信号是一种脉冲信号。 数字信号的特点是电压和电流只有有限个值。 每个值的出现是随机的，服从一定的概率 。数字 信号的每个电压值都对应一个数字 。
模/数转换和数/模转换 数转换和数/
将模拟信号转换为数字信号叫做模 将模拟信号转换为数字信号叫做模/数 信号转换为数字信号叫做模/ 转换（A/D），反转换叫做数/模转换（D/A）。 ），反转换叫做数 转换（A/D），反转换叫做数/模转换（D/A）。 最著名的A/D转换技术是脉冲编码调制（PCM） A/D转换技术是脉冲编码调制 最著名的A/D转换技术是脉冲编码调制（PCM） 技术。PCM通过对语音采样 通过对语音采样、 技术。PCM通过对语音采样、量化和二进制数 字编码，将模拟语音信号转换为数字信号。 字编码，将模拟语音信号转换为数字信号。 脉冲编码调制技术和增量调制技术（ 脉冲编码调制技术和增量调制技术（△M）， 以及它们的的各种改进技术都属于波形编码 技术。 技术。 第二代数字蜂窝移动通信系统除采用波 形编码技术而外， 形编码技术而外，还采用参量编码技术和混 合编码技术。 合编码技术。
2.4.1 噪声 ⑴ 热噪声 热噪声是由带电粒子在导电体中的不规则布朗运 动引起的。 ⑵ 交调噪声 当不同频率信号输入同一设备时，出现的新的频 率信号叫做交调噪声。它是由设备中的非线性元器 件引起。 ⑶ 串音 一个信道中出现的其他信道的信号，叫做串音。 这是由信道之间的不良耦合造成的。 ⑷ 脉冲噪声 脉冲噪声是突发的短暂高电压或大电流。例如， 开关电器设备、汽车点火、雷电、电动机和发电机 运行等等产生的电火花都会在有用信号中引起脉冲 噪声。
2.4 噪声和干扰
2.4⒉ 干扰
1. 同频干扰
无线电波信号同时到达接收点时将会产生叠加， 无线电波信号同时到达接收点时将会产生叠加， 同相叠加产生有益干扰，反相叠加产生破坏干扰。
2.4⒉ 干扰
1. 同频干扰
为了避免不同发射台发射的 为了避免不同发射台发射的无线电信号 避免不同发射台发射的无线电信号 之间产生同频干扰 可以采取如下措施： 干扰, 之间产生同频干扰, 可以采取如下措施： 一是统一协调各无线发射台使用的发射频率， 一是统一协调各无线发射台使用的发射频率， 尽量使各相邻无线电发射台发射的无线电信 号频率之间保持足够的间隔。 频率之间保持足够的间隔。 之间保持足够的间隔 二是让使用相同或相近频率的发射台之间保 持足够的空间距离、分时使用频率、 持足够的空间距离、分时使用频率、或采用 不同的用户码型，以便避免同频干扰。 不同的用户码型，以便避免同频干扰。
2.3 2.3.3 数字信号的优点
有效消除噪声和干扰
技术上可以采用限幅和对数字信号定时采样的办 法来消除数字信号中叠加的噪声和干扰。
可靠性高
对数字信号进行信道编码时,将加入校验码 。接收机 数字信号进行信道编码时, 校验码 利用检验码检查信号是否传错。 利用检验码检查信号是否传错。
频带利用率高
数字化节目中的重复信号很容易被压缩掉 数字化节目中的重复信号很容易被压缩掉, 可以 减少传送节目所需的信道带宽和时间，提高了信道 减少传送节目所需的信道带宽和时间，提高了信道 频带的利用率。 频带的利用率。
有利于使用计算机
计算机是采用数字信号工作的， 计算机是采用数字信号工作的，采用数字信号 的系统有利于使用计算机来提高通信效率和通信质 降低通信网络建设和维护成本。 量，降低通信网络建设和维护成本。
有利于采用数字交换技术
数字信号 数字信号可以很容易地存储在计算机的存储器 信号可以很容易地存储在计算机的存储器 以便用时分方式共享通信信道 方式共享通信信道。 中,以便用时分方式共享通信信道。
2.3 模拟信号和数字信号
2.3.1 模拟信号
模拟信号是用电流或电压值随时间的连续变化 来描述或代替信号源发出的信号。 特点是其电压和电流有无限多个值且随时间连 特点是其电压和电流有无限多个值且随时间连 续地变化，并且可以由一个已知的值估计其前后的 续地变化，并且可以由一个已知的值估计其前后的 值。
2. 多径干扰
多径干扰就是同一无线电台发出的电波经过不同 多径干扰就是同一无线电台发出的电波经过不同 同一无线电台发出的电波 传输路径在接收点叠加导致的破坏性干扰。 在接收点叠加导致 传输路径在接收点叠加导致的破坏性干扰。 多径干 扰将使接收信号强度出现严重衰落。 信号强度出现严重衰落 扰将使接收信号强度出现严重衰落。
思考题
1. 模拟信号和数字信号的特点各是什 么？ 2. 为什么数字通信系统的抗干扰能力 比模拟通信系统强得多？ 3. 怎样避免无线通信中的同频干扰？
2.3 2.3.3 数字信号的优点
安全性高
使用数学算法很容易对数字信号加密。 使用数学算法很容易对数字信号加密。加密的 很容易对数字信号加密 复杂程度主要取决于接收机的解密能力， 复杂程度主要取决于接收机的解密能力，接收机解 密的能力有多强大，数字信号被加密的程度就可以 密的能力有多强大，数字信号被加密的程度就可以 有多复杂，这将使非法窃听变得很困难。 有多复杂，这将使非法窃听变得很困难。
2.3.2 数字信号
数字信号是一种脉冲信号。 数字信号是一种脉冲信号。 数字信号的特点是电压和电流只有有限个值。 每个值的出现是随机的，服从一定的概率 。数字 信号的每个电压值都对应一个数字 。
模/数转换和数/模转换 数转换和数/
将模拟信号转换为数字信号叫做模 将模拟信号转换为数字信号叫做模/数 信号转换为数字信号叫做模/ 转换（A/D），反转换叫做数/模转换（D/A）。 ），反转换叫做数 转换（A/D），反转换叫做数/模转换（D/A）。 最著名的A/D转换技术是脉冲编码调制（PCM） A/D转换技术是脉冲编码调制 最著名的A/D转换技术是脉冲编码调制（PCM） 技术。PCM通过对语音采样 通过对语音采样、 技术。PCM通过对语音采样、量化和二进制数 字编码，将模拟语音信号转换为数字信号。 字编码，将模拟语音信号转换为数字信号。 脉冲编码调制技术和增量调制技术（ 脉冲编码调制技术和增量调制技术（△M）， 以及它们的的各种改进技术都属于波形编码 技术。 技术。 第二代数字蜂窝移动通信系统除采用波 形编码技术而外， 形编码技术而外，还采用参量编码技术和混 合编码技术。 合编码技术。
2.4.1 噪声 ⑴ 热噪声 热噪声是由带电粒子在导电体中的不规则布朗运 动引起的。 ⑵ 交调噪声 当不同频率信号输入同一设备时，出现的新的频 率信号叫做交调噪声。它是由设备中的非线性元器 件引起。 ⑶ 串音 一个信道中出现的其他信道的信号，叫做串音。 这是由信道之间的不良耦合造成的。 ⑷ 脉冲噪声 脉冲噪声是突发的短暂高电压或大电流。例如， 开关电器设备、汽车点火、雷电、电动机和发电机 运行等等产生的电火花都会在有用信号中引起脉冲 噪声。
2.4 噪声和干扰
2.4⒉ 干扰
1. 同频干扰
无线电波信号同时到达接收点时将会产生叠加， 无线电波信号同时到达接收点时将会产生叠加， 同相叠加产生有益干扰，反相叠加产生破坏干扰。
2.4⒉ 干扰
1. 同频干扰
为了避免不同发射台发射的 为了避免不同发射台发射的无线电信号 避免不同发射台发射的无线电信号 之间产生同频干扰 可以采取如下措施： 干扰, 之间产生同频干扰, 可以采取如下措施： 一是统一协调各无线发射台使用的发射频率， 一是统一协调各无线发射台使用的发射频率， 尽量使各相邻无线电发射台发射的无线电信 号频率之间保持足够的间隔。 频率之间保持足够的间隔。 之间保持足够的间隔 二是让使用相同或相近频率的发射台之间保 持足够的空间距离、分时使用频率、 持足够的空间距离、分时使用频率、或采用 不同的用户码型，以便避免同频干扰。 不同的用户码型，以便避免同频干扰。
2.3 2.3.3 数字信号的优点
有效消除噪声和干扰
技术上可以采用限幅和对数字信号定时采样的办 法来消除数字信号中叠加的噪声和干扰。
可靠性高
对数字信号进行信道编码时,将加入校验码 。接收机 数字信号进行信道编码时, 校验码 利用检验码检查信号是否传错。 利用检验码检查信号是否传错。
频带利用率高
数字化节目中的重复信号很容易被压缩掉 数字化节目中的重复信号很容易被压缩掉, 可以 减少传送节目所需的信道带宽和时间，提高了信道 减少传送节目所需的信道带宽和时间，提高了信道 频带的利用率。 频带的利用率。
有利于使用计算机
计算机是采用数字信号工作的， 计算机是采用数字信号工作的，采用数字信号 的系统有利于使用计算机来提高通信效率和通信质 降低通信网络建设和维护成本。 量，降低通信网络建设和维护成本。
有利于采用数字交换技术
数字信号 数字信号可以很容易地存储在计算机的存储器 信号可以很容易地存储在计算机的存储器 以便用时分方式共享通信信道 方式共享通信信道。 中,以便用时分方式共享通信信道。
2.3 模拟信号和数字信号
2.3.1 模拟信号
模拟信号是用电流或电压值随时间的连续变化 来描述或代替信号源发出的信号。 特点是其电压和电流有无限多个值且随时间连 特点是其电压和电流有无限多个值且随时间连 续地变化，并且可以由一个已知的值估计其前后的 续地变化，并且可以由一个已知的值估计其前后的 值。
2. 多径干扰
多径干扰就是同一无线电台发出的电波经过不同 多径干扰就是同一无线电台发出的电波经过不同 同一无线电台发出的电波 传输路径在接收点叠加导致的破坏性干扰。 在接收点叠加导致 传输路径在接收点叠加导致的破坏性干扰。 多径干 扰将使接收信号强度出现严重衰落。 信号强度出现严重衰落 扰将使接收信号强度出现严重衰落。
思考题
1. 模拟信号和数字信号的特点各是什 么？ 2. 为什么数字通信系统的抗干扰能力 比模拟通信系统强得多？ 3. 怎样避免无线通信中的同频干扰？