文档介绍：《数字通信原理》课程论文
《数字通信原理》的课程已经结束。这本书共有六个章节。其主要章节有:第一章概述,第二章语音信号编码——脉冲编码调制(PCM),第三章语音信号压缩编码,第四章时分多路复用及PCM30/32路系统,第五章数字信号复接——PDH与SDH,第六章数字信号传输。
学了《数字通信原理》这本书的课程,让我对数字通信有了一点了解。
概述
消息
指报道事情的概貌而不讲述详细的经过和细节,以简要的语言文字迅速传播新近事实的新闻体裁,也是最广泛、最经常采用的新闻基本体裁。
信息
从信息的观点来看,本体论层次(无条件约束的层次,纯客观角度)信息的定义是事物运动的状态和方式;认识论层次(站在人类主体的立场上来定义信息)信息的定义是
主体表述的相应事物的运动状态和运动方式。
信号
信号是运载消息的工具,是消息的载体。从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。但在很多情况下,这些表达信息的语言文字不便于直接传输。因此在近代科学技术中,常用电信号来传送各种信息,即利用一种变换设备把各种信息转换为随时间作相应变化的电流或电压进行传输。这种随信息作相应变化的电压或电流就是电信号。由消息转换成的电信号可分为两类:模拟信号和数字信号。模拟信号是指时间和幅度都连续的信号。数字信号是指时间和幅度都离散的信号。如下图
(a)模拟信号(b)数字信号
模拟信号及数字信号的模型
通信系统模型
信息传递和交换的过程称为通信。我们知道信息可以有多种表现形式,如语音、文字、数据、图像等。近代
通信系统也是种类繁多、形式各异,但可以把通信系统概括为一个统一的模型。这一模型包括:
(1)信源:信息的发出者。
(2)变换器:将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。
(3)信道:信号的传输通道。
(4)反变换器:与变换器的功能相反。
(5)信宿:信息传送的终点。
(6)噪声源:在终端和通信过过程中的噪声的总和。
其通信系统的模型如下图
数字通信系统
1、数字通信
信源发出的信息经变换处理后,送往信道上的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。典型的数字通信系统的组成如图
数字通信系统的结构模型
2、数字通信系统的主要性能指标
(1)信息传输速率:用每秒传输的信息量来衡量。单位:bit/s。
(2)符号传输速率:单位时间内所传输的码元的数目。单位:波特。
(3)频带利用率:单位频带内的传输速率。
在比较不同通信系统的传输效率时,单看它们的传输速率是不够的,还应看在这样的传输
速率下所占的频带宽度。
即:
或
语音信号编码
目前通信业务主要有电话业务和图像(传真、电视)业务等,这两种通信业务的信源信息都是在时间和幅度上均匀连续的模拟信号,要实现数字化的传输和交换,首先要把模拟信号转换为数字信号。电话信号的数字化称为语音编码,图像信号的数字化称为图像编码。
语音信号编码的基本概念
所谓语音信号的编码指的就是模拟语音信号的数字化,即信源编码。
根据语音信号的特点及编码实现的方法,语音信号的编码可以分为三大类,
1、波形编码:对信号的波形进行的编码。
2、参量编码:提取语声信号的一些特征参量,对其进行的编码。
3、混合编码:介于波形编码和参量编码之间的一种编码。既在参量编码的基础上,引入了一
定的波形编码的特征,以达到改善自然度的目的。
脉冲编码调制(PCM)通信系统
脉冲编码调制是实现模拟信号数字化的一种方式,脉冲编码调制系统中的信号变换和处理过程如图所示。
PCM通信系统的构成方框图
由PCM通信系统的构成方框图可知,PCM通信系统由3个部分构成。
模/数变换
图中的A/D变换包含三个部分:
(1)抽样:将模拟信号在时间上离散化的过程。
(2)量化:将模拟在幅度上离散化的过程。
(3)编码:将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。
通道部分
数/模变换
量化
量化是把信号在幅度域上连续取值变化为幅度域上离散取值的过程。
量化可以分为:
均匀量化
量化分级间隔相等的量化方式为均匀量化,均匀量化也称线性量化,它把输入的取样值的范围划分为若干等距离的小间隔,每个小间隔叫做一个量化级。当某一输入的取样值落在某一间隔内时,就用这个间隔内的中间值来近似地表示这个取样值的大小,并以此值输出。这样大信号和小信号的绝对误差相同,而对小信号来说,相对误差(噪声)很大,也就是说信噪比小,不能满足语音信号的传输要求。(注:信噪比为输出的信号功率与噪声功率之比。信噪比越大,说明通信质量越好)
非均匀量化
非均匀量化(又称非线性量化)就是使用不等的量化级差(间隔),小信号分级密,量化级差小;大信号分级疏,量化级差大。或者说量化间隔△随着信号幅值的减小而缩小,使信号幅值在