通信原理第九章課件

1、第九章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)南到y(tǒng)框圖模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)南到y(tǒng)框圖如圖所示。和轉(zhuǎn)換的步驟及其作用如表所示。表 和轉(zhuǎn)換的步驟及其作用名稱作用 將取值和時(shí)間都連續(xù)的模擬信號(hào)變換為時(shí)間離散，取值仍連續(xù)的抽樣信號(hào)抽樣（） ，該信號(hào)仍為模擬信號(hào) 將時(shí)間離散，取值連續(xù)的信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間和取值均離散的量化信號(hào)，該信量化號(hào)為多電平數(shù)字信號(hào)，稱之為數(shù)字信號(hào)編碼將時(shí)間和取值均離散的量化信號(hào)變換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)（）譯碼將數(shù)字通信系統(tǒng)輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)化成量化信號(hào)低通濾波將量化信號(hào)恢復(fù)成模擬信號(hào) 典型考研題（北京科技大學(xué)年）意義為模擬信號(hào)數(shù)字化和時(shí)分復(fù)用奠定了理論基礎(chǔ)低通信號(hào)()的頻率范圍為(，)，則其帶寬，如果

2、滿足，稱之和帶通信號(hào)為低通信號(hào)，否則為帶通信號(hào)。 頻帶限制在（，）赫茲內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)()如果不滿足上述條件，將產(chǎn)，若以的速率對(duì)()等間（生混疊失真。低通采樣定理）抽樣，則()將被所得抽樣函數(shù)通常限制在，其抽樣頻()完全確定。率為。 頻帶限制在（，）赫茲內(nèi)的帶通時(shí)間連續(xù)信號(hào)()，帶寬為，則此帶通信號(hào)所需的最小采樣頻率為帶通采樣定理()其中，和分別為的整數(shù)和小數(shù)部分。對(duì)于窄帶信號(hào)而言，最小采樣頻率簡(jiǎn)述模擬信號(hào)的數(shù)字化過程的幾個(gè)步驟，為什么？答案：模擬信號(hào)的數(shù)字化的目的是將模擬信號(hào)變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字信號(hào)，其步驟是抽樣、量化、編碼。通過抽樣將取值和時(shí)間都連續(xù)的模擬信號(hào)變換為時(shí)間離散，取值仍連續(xù)的抽樣信號(hào)

3、；通過量化將時(shí)間離散，取值連續(xù)的信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間和取值均離散的量化信號(hào)，通過編碼將時(shí)間和取值均離散的量變換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。模擬脈沖調(diào)制（）模擬脈沖調(diào)制（）如表所示。（圖表見視頻）脈沖編碼調(diào)制（）和脈沖編碼調(diào)制（）和如表所示。（圖表見視頻）典型考研題（西安電子科技大學(xué)年）均勻量化中，抽樣速率為，當(dāng)輸入信號(hào)為零均值且服從均勻分布時(shí)，若編碼后比特率由16Kb/s增加到64Kb/s，則信噪比增加多少dB。答案：36對(duì)于均勻量化的信號(hào)量噪比其中，是量化電平數(shù)，是編碼位數(shù)，故編碼位數(shù)每增加一位，信噪比改善，均勻量化出來的信號(hào)是二進(jìn)制信號(hào)，傳碼率在數(shù)值上等于傳信率，故當(dāng)采樣速率是，編碼后比特率由 增加到時(shí)，編

4、碼位數(shù)從位增加到位，增加了位，故信噪比改善了。典型考研題（西安電子科技大學(xué)年）在模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸中，對(duì)話音信號(hào)采用折線率編碼，設(shè)最小量化間隔為個(gè)量化單位。（）分析第段和第段的量化間隔；（）計(jì)算壓擴(kuò)參數(shù)；（）若編碼器的某個(gè)輸入抽樣脈沖幅度為，求這時(shí)編碼器輸出的碼組。解：（）率折線的劃分結(jié)果是，第一段和第二段的長(zhǎng)度相等，均為 ，從第三段開始每段長(zhǎng)度是前一段的倍，各段段內(nèi)又均勻分成 分，故量化間隔的規(guī)律跟各段長(zhǎng)度的規(guī)律是一樣的。由于第二段的長(zhǎng)度是，故量化間隔為；第七段長(zhǎng)度是，故量化間隔為。（）率壓擴(kuò)特性曲線是很顯然，當(dāng)，是線性的，由于折線的第，段斜率相同，故第，段與對(duì)應(yīng)，其壓擴(kuò)參數(shù)保持不變。 將第

5、二段的終點(diǎn)坐標(biāo)（，）代入可得。（）段落碼為，故該抽樣值位于第六段，段落起始電平為，量化間隔為所以，傳輸碼組為：，編碼器輸出電平為 。典型考研題（西安電子科技大學(xué)年）已知最高頻率為的模擬信號(hào)()在（ 伏）量化范圍內(nèi)服從均勻分布，若采用系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行抽樣、均勻量化和編碼。試問：（）若要量化信噪比大于，求均勻量化器的量化間隔；（）該信號(hào)的傳碼率和最小傳輸帶寬；（）傳輸中產(chǎn)生的誤碼率，計(jì)算系統(tǒng)輸出端的平均信號(hào)噪聲功率比()。典型考研題（東北大學(xué)年）和的量化噪聲與哪些因素有關(guān)？用何方法可以防止或減小的過載？答案：的量化噪聲與量化間隔有關(guān)，的量化噪聲分一般量化噪聲和過載量化噪聲，跟譯碼器的最大跟蹤斜率有關(guān)。

6、 為了防止或減小的過載，要求譯碼器的最大跟蹤斜率滿足典型考研題（西安電子科技大學(xué)年）某簡(jiǎn)單增量調(diào)制系統(tǒng)輸入信號(hào)，判決器的抽樣速率為，量化臺(tái)階為。（）畫出該增量調(diào)制系統(tǒng)的原理框圖；（）求該增量調(diào)制系統(tǒng)的最大跟蹤斜率和正常編碼時(shí)輸入信號(hào)（） 的幅度范圍；（）若本地譯碼器采用理想積分器，該增量調(diào)制系統(tǒng)輸出信號(hào)（）為，試畫出本地譯碼器輸出信號(hào)（） 的波形（設(shè)初始電平為零）；（）若抽樣速率，采用方式傳輸，試求信號(hào)頻譜的主瓣寬度。解：（）增量調(diào)制系統(tǒng)框圖n(t)定時(shí)脈沖M(t)（2）最大跟蹤斜率故正常編碼時(shí)輸入信號(hào)的幅度范圍是(3)本地譯碼器輸出信號(hào)波形（）增量調(diào)制輸出信號(hào)傳碼率該信號(hào)為二進(jìn)制信號(hào)，故傳信

7、率則的傳碼率為當(dāng)占空比為時(shí)，頻譜的主瓣寬度為傳碼率的倍，即時(shí)分復(fù)用（）和路基群幀結(jié)構(gòu)（）時(shí)分復(fù)用（）的原理定義：利用時(shí)間分片方式來實(shí)現(xiàn)在同一信道中傳輸多路信號(hào)的方法。 示意和原理圖分別如圖和所示（圖見視頻）（）時(shí)分復(fù)用（）和頻分復(fù)用（）的比較是按時(shí)隙來區(qū)分信號(hào)的復(fù)用方式，它復(fù)用的各路信號(hào)在頻域上是重疊的，而在時(shí)間上是分開的。是按頻率來劃分信道的復(fù)用方式，它復(fù)用的各路信號(hào)在時(shí)間上是重疊的，而在頻域上是分開的。 中多路信號(hào)的復(fù)接和分路都是數(shù)字電路， 比 的模擬濾波器分路簡(jiǎn)單、可靠且易于集成，成本較低。容易受信道非線性的影響，引起路間串話，不易受信道非線性影響。（）路基群幀結(jié)構(gòu)路基群幀結(jié)構(gòu)如圖所示。

8、傳碼率時(shí)隙寬度碼元寬度或比特寬度（）路基群幀結(jié)構(gòu)路基群幀結(jié)構(gòu)如圖所示。（圖見視頻）傳碼率碼元寬度或比特寬度時(shí)隙寬度典型考研題1（西安郵電大學(xué)2007）在路數(shù)字電話系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中，第路隨路信令的位置 子幀，時(shí)隙的前比特 子幀，時(shí)隙的前比特 子幀，時(shí)隙的后比特 子幀，時(shí)隙的后比特答案：典型考研題（西南交通大學(xué)）設(shè)單路語(yǔ)音信號(hào)的頻率范圍為 ，對(duì)其進(jìn)行抽樣量化編碼后變換為二進(jìn)制數(shù)字序列，設(shè)抽樣速率為，量化電平數(shù)為，試求：）輸出二進(jìn)制數(shù)字序列的速率；）采用二進(jìn)制不歸零矩形脈沖傳輸時(shí)的第一零點(diǎn)帶寬；）采用二進(jìn)制歸零矩形脈沖傳輸時(shí)的第一零點(diǎn)帶寬，設(shè)占空比為；）對(duì) 路這樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用傳輸時(shí)，在滿足無(wú)