【笔记整理】通信原理第五章复习 |
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5.1 引言
数字通信系统的优点: (1)抗干扰能力强 (2)传输差错可控 (3)便于现代化数字信号处理技术来对数字信息进行处理 (4)易于集成化 (5)易于加密处理,保密强度高 利用数字通信系统传输模拟信号一般需三个步骤: (1)模拟信号数字化,即模数转换(A/D); (2)进行数字方式传输; (3)把数字信号还原为模拟信号,即数模转换(D/A)。 发端的A/D变换成为信源编码(作用:将模拟信号变换为数字信号,以实现模拟信号的数字化传播;压缩编码,减少码元数目和提高码元速率,提高有效性),而收端的D/A变换成为信源译码。 模拟信号数字化的方法大致可划分为波形编码、参量编码和混合编码两类。 补充:信道编码(对数码流进行相应的处理,增加冗余,也就是所谓的“抗干扰编码”,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。) (因此有效性和可靠性不可兼得) 波形编码是直接把时域波形变换为数字代码序列,比特率通常在16kb/s~64kb/s范围内,接收端重建信号质量好。常用的波形编码有PCM、 Δ M \Delta M ΔM(增量编码) 5.2 抽样定理抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。(时间上离散,样值连续的模拟信号,与数字信号区分) 对一个频带有限的时间连续的模拟信号抽样,当抽样速率达到一定数值时,那么根据它的额抽样值就能重建原信号。 因此,抽样定理是模拟数字化的理论依据。 5.2.1 低通抽样定理一个频带限制在 ( 0 , f H ) (0,f_H) (0,fH)Hz内的时间连续信号 m ( t ) m(t) m(t),如果以 T s ≤ 1 2 f H T_s \leq \frac{1}{2f_H} Ts≤2fH1秒的间隔对它进行等间隔抽样(均匀抽样),则 m ( t ) m(t) m(t)将被所得到的抽样值完全确定。 奈奎斯特间隔 T s T_s Ts:最大允许的抽样间隔 奈奎斯特速率 f S f_S fS:最小允许的抽样速率 经过抽样后,可经过一个理想低通滤波器得到原来的信号 m ( t ) m(t) m(t) 内插公式: m ( t ) = ∑ n = − ∞ ∞ m ( n T s ) S a ( ω H t − n π ) m(t)=\sum_{n=-\infty}^{\infty} m(nT_s)Sa(\omega_Ht-n\pi) m(t)=n=−∞∑∞m(nTs)Sa(ωHt−nπ) 5.2.2 带通抽样定理如果采用低通抽样定理的抽样速率 T s ≥ 1 2 f H T_s \geq \frac{1}{2f_H} Ts≥2fH1,对频率限制在 f L f_L fL和 f H f_H fH之间的带通型信号抽样,肯定能满足频谱不混叠的要求,但这样选择 f s f_s fs太高了,会使得频谱空隙得不到利用,降低信道的利用率。 带通信号 m ( t ) m(t) m(t),频率限制在 f L f_L fL和 f H f_H fH之间,带宽 B = f H − f L B=f_H-f_L B=fH−fL 抽样频率: f s ≥ 2 f H m f_s \geq \frac{2f_H}{m} fs≥m2fH m ( t ) m(t) m(t)可完全由其确定,其中 m = [ f H B ] m=[\frac{f_H}{B}] m=[BfH] 若 f H = n B , n = 1 , 2 , . . . f_H=nB,n=1,2,... fH=nB,n=1,2,... 则其最小抽样频率为: f s = 2 f H n = 2 n B n = 2 B f_s= \frac{2f_H}{n}= \frac{2nB}{n}=2B fs=n2fH=n2nB=2B 若 f H = n B + k B , n = 1 , 2 , . . . , 0 < k < 1 f_H=nB+kB,n=1,2,...,0 |
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