通信系统原理chapter4

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DPCM 优点：
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DPCM缺点：较易受到传输线路噪声的干扰。
数学模型分析：
因此，可定义DPCM的量化信噪比为：
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因此，如果比特率相同，则DPCM比PCM的量化信噪比 高： SNRDPCM SNRq 可见：DPCM的关键在预测！ 预测越好，信号与预测的差值就越小，数据压缩的效果 就越好。
min
xmax
电话信号动态范围很大，一般在：40dB~50dB 而对电话信号的信噪比要求大于25dB，若采用均匀量化， 编码位数将不低于11位。 21 编码位数愈多，信息速率就愈高，要求传输带宽愈宽。
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解决办法： 可见：语音信号取小信号的概率大。 而由于均匀量化时：
非均匀量化就具有这样的量化特性。
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数字语音PCM（非均匀量化）
量化间隔不相等的量化称为非均匀量化。 量化阶距随输入信号的大小而变化：
非均匀量化的实质：
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●对于语音信号， CCITT建议采用两种压缩特性： ②接收端采用扩张器： ①在发送端采用压缩器：
我国使用A律 对输出进行均匀量化，相当于对输入进行非均匀量化。
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PCM系统的噪声性能 影响PCM系统性能的主要噪声：
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自适应差分脉码调制（ADPCM） 有自适应系统的DPCM称为自适应差分脉码调制。
实际使用的ADPCM系统为32Kbit/s
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时分复用（TDM） 一.数字信号在传输过程中一般都采用时分复用（TDM） 方式 TDM：将传输时间划为若干个互不重叠的时隙，相互独 立的多路信号顺序地占用各自的时隙，合成一个复用信 号，在同一信道中传输。这样形成的TDM信号称为帧。
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二、模拟信号脉冲调制 利用正弦载波，可以有正弦波调幅（AM）、调频 （FM）、调相（PM）。 类似地， 利用脉冲序列作为载波，可以有：
脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM或PWM）、 脉位调制（PPM）
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量化与编码 一、量化与编码的概念 （一）量化的概念
必须对采样值作进一步处理： 量化电平之间的间隔称为量化间隔（量化阶距）：
（2）格雷码 优点：误码成相邻码字的概率最大，因而误码噪声较小。 缺点：译码时不能逐位独立进行，需要转换为自然二进 制码后再译码。 （3）折叠码 优点： 1. 编码电路简单； 2. 如果在传输过程中出现误码，对小信号影响较小。 缺点：大信号时误码对折叠码影响较大。 语音信号出现小信号的概率大。
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二、线性（均匀）量化与量化信噪比 （一）量化特性 量化特性曲线是阶梯形曲线，根据有无零量化电平， 又可分别为：
每一种群路既可以传送数字电话信号，也可以用来传送其 它相同速率的数字信号，如电视信号、数据信号、FDM信 号的群路编码信号等。 39
四.准同步数字系列（PDH） 现有的四次群以下数字复接系列称为： 准同步数字系列（PDH, plesiochronous digital hierachy）。
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五.同步数字系列（SDH, synchronous digital hierarchy） SDH是随着光纤通信的发展，为满足大容量高速传输的 要求，在美国提出的 同步光纤网（SONET）建议的基础上，由CCITT的建议 形成：
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则，采样后的信号可以表示为：
再设：采样所用的脉冲信号是单位冲激序列：
结论：为了无失真地恢复原模拟信号，要求采样频率必 须等于或高于奈氏频率
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（二）带通信号的采样
分析：
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故，采样后的信号频谱如下：
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S Βιβλιοθήκη 2 H 2 H 2 (1.5W ) 3W 1
其采样后的频谱如下图所示：
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M

xi 1
xi
( xq x) 2 Pi ( x)dx
又因为：
2 q i 1
M

2 2
2 1 e2 Pi de 12
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用量化信噪比衡量量化器的质量，定义：
当量化级数M很大时，量化器输出信号曲线与输入信 号曲线很接近：
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20
RdB 20lg
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三. 二 .TDM 数字复接系列 与FDM的区别： 采用 TDM 的PCM数字电话系统，称为数字复接系列。 TDM ：各路信号在时域上分开，在频域上混叠。 FDM：各路信号在频域上分开，在时域上混叠。 系列形成原则： 先把一定路数的数字电话信号复合成一个标准的数据流， TDM信号的形成和分离都可通过数字电路实现，比FDM 称为基群。 信号使用调制器和滤波器要简单。 然后再用数字复接技术将基群复合成更高速的数据信号。 在数字复接技术中，按传输速率的不同，分别称为基群、 二次群、三次群、四次群等。
上图所示为均匀中升量化特性曲线。可以看出：
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（二）量化噪声与量化信噪比 对于均匀量化：
E[e ] E[(xq x) ]
2 q 2 2
xmax
xmax
( xq x)2 P( x)dx
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由于有M个量化间隔，因此，可以把积分区域分割成 M个子区域：

2 q i 1
•
•
•
Aenean tortor risus, feugiat at, condimentum sagittis, tempor ut, odio. Amet nisi vitae mi tempus condimentum. Etiam vitae magna eu sapien rhoncus consequat. Curabitur vitae nibh vel
xqk 1 xqk xk 1 xk
量化间隔相等时，称为均匀量化；不相等时，称为非 均匀量化。
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（二）编码概述
在实际的数字系统中，PCM广泛使用的二进制码有 三种。 ①自然二进制码（NBC） ②折叠二进制码（FBC） ③格雷二进制码（RBC）
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三种编码各有优缺点： （1）自然二进制码 优点：编码操作简便，译码器结构简单。 缺点：若较高位编码在传送中发生误码，将产生较大 的误差。
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