数字通信原理与技术(第四版)第3章模拟信号的数字传输.pptVIP

数字通信原理与技术(第四版)第3章模拟信号的数字传输引言模拟信号的数字化脉冲编码调制（PCM）时分复用与多路复用数字信号的调制传输数字信号的解调与同步模拟信号的数字传输系统性能分析引言01模拟信号的数字传输的必要性数字信号传输的可靠性数字信号在传输过程中不易受到噪声干扰，能够保证信号的完整性。方便的信号处理数字信号可以方便地进行存储、处理和传输，提高了通信系统的灵活性和可扩展性。易于实现加密和纠错数字信号可以通过加密和纠错编码等技术实现安全通信和数据可靠传输。将时间连续的模拟信号转换为时间离散、幅度连续的信号。采样量化编码将幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换为离散值（数字量）表示。将量化后的模拟信号进行数字编码，将其转换为二进制或多进制的数字信号。030201模拟信号的数字传输的基本概念模拟信号的数字化02抽样定理是数字通信中模拟信号数字化的基本理论，它确定了模拟信号抽样的最小频率和最大频率之间的关系。抽样定理定义抽样定理为模拟信号的数字化提供了理论依据，使得模拟信号能够通过抽样、量化和编码等过程转化为数字信号，以便在数字通信系统中传输。抽样定理的意义根据抽样定理，模拟信号的抽样方式主要有两种，即均匀抽样和按奈奎斯特速率抽样。抽样方式抽样定理量化定义量化是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程，它通过对连续幅度的模拟信号进行近似和舍入，得到离散的数字信号。量化方式常见的量化方式有均匀量化和非均匀量化，其中均匀量化是将幅度范围划分为若干个相等的区间，每个区间对应一个量化级；非均匀量化是根据信号的特性自适应调整区间宽度，以便更好地逼近原始信号。量化误差量化过程中会产生量化误差，这种误差是由于近似和舍入操作引起的，它会影响数字信号的精度和失真度。量化编码定义01编码是将量化后的离散数字信号转换为二进制代码的过程，以便在数字通信系统中传输。编码方式02常见的编码方式有线性编码和非线性编码，其中线性编码是将量化值直接转换为二进制代码，而非线性编码则是将量化值经过非线性函数转换后再编码。编码效率03编码效率是指编码过程中所使用的二进制位数与量化级数的比值，它反映了编码的冗余度和传输效率。编码脉冲编码调制（PCM）03采样：将连续时间信号转换为离散时间信号。量化：将连续幅度值转换为离散幅度值。线性PCM具有较高的量化信噪比，适用于高质量音频和视频信号的传输。编码：将量化后的信号转换为二进制代码。线性PCM是一种将模拟信号转换为数字信号的常用方法，通过采样、量化和编码三个步骤实现。线性PCM非线性PCM是线性PCM的一种改进形式，采用非线性尺度变换来提高量化信噪比。非线性PCM在量化过程中采用非线性压缩特性，使得小幅度信号的量化级数减少，而大幅度信号的量化级数增加。非线性PCM在减小量化噪声的同时，能够保留更多的动态范围和音频细节，适用于音频信号的传输。非线性PCM差分脉冲编码调制（DPCM）01差分脉冲编码调制是一种基于预测的编码方法，通过预测当前样本值来减少需要传输的数据量。02DPCM在编码过程中，根据已经编码的样本值预测当前样本值，并传输预测误差值。DPCM可以减少需要传输的数据量，降低码率和带宽需求，适用于低速率的语音和图像信号传输。03时分复用与多路复用04总结词：时分复用是一种将时间划分为多个小的时间段，每个时间段分配给不同的信号或数据流的复用技术。详细描述：在TDM中，时间被划分为帧，每个帧又被分割为多个时隙，每个时隙用于传输一路信号。通过同步时钟控制，确保每个时隙对应的信号能够准确地进入和离开时隙，从而实现多路信号的同时传输。应用场景：TDM广泛应用于数字电话通信、数字电视广播、高速数据传输等领域。优点与局限：TDM具有实现简单、灵活度高、可扩展性强等优点，但也存在对时钟同步要求高、时隙利用率不均等问题。时分复用（TDM）总结词频分多路复用是一种将频率划分为多个频段，每个频段分配给不同的信号或数据流的复用技术。应用场景FDM广泛应用于广播电台、微波通信、卫星通信等领域。优点与局限FDM具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点，但也存在设备复杂度高、子频带间存在干扰等问题。详细描述在FDM中，总频带被划分为多个不重叠的子频带，每个子频带用于传输一路信号。通过滤波器控制，确保每个子频带对应的信号能够独立传输而不相互干扰。频分多路复用（FDM）总结词波分多路复用是一种利用不同波长的光波作为载波，将多个信号调制到不同波长的光波上，通过一根光纤进行传输的复用技术。详细描述在WDM中，不同波长的光波被调制到不同的数据信号上，然后在发送端将它们