当fL=0时,fs=2B,就是低通模拟信号的抽样情况;当fL很大时,fs趋近于2B。
3、自然抽样和平顶抽样
4、用这M个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化。
M个抽样值区间是等间隔划分的,称为均匀量化。
M个抽样值区间也可以不均匀划分,称为非均匀量化。
5、非均匀量化的目的?
非均匀量化器可以改善小信号的量化信噪比,适用于动态范围大的信号。
改善小信号的量化信噪比的方法?
6、A律是物理可实现的。
其中的常数A不同,则压缩曲线的形状不同,这将特别影响小电压时的信号量噪比的大小。
在实用中,选择A等于87.6。
7、自然二进制码和折叠二进制码
8、增量调制
9、一般量化噪声、过载量化噪声
10、时分复用的主要优点:
便于实现数字通信、易于制造、适于采用集成电路实现、生产成本较低。
11、复接、分接
关于复用和复接,ITU对于TDM多路电话通信系统,制定了两种准同步数字体系(PDH)和两种同步数字体系(SDH)标准的建议。
准同步数字体系(PDH)
ITU提出的两个建议:
☐E体系-我国大陆、欧洲及国际间连接采用
☐T体系-北美、日本和其他少数国家和地区采用,
E体系的一次群结构
1帧:
由于1路PCM电话信号的抽样频率为8000Hz,抽样周期为125s,即1帧的时间。
时隙(TS):
将1帧分为32个时隙,每个时隙容纳8比特。
在32个时隙中,30个时隙传输30路语音信号,另外2个时隙可以传输信令和同步码。
其中时隙TS0和TS16规定用于传输帧同步码和信令等信息;其他30个时隙,即TS1~TS15和TS17~TS31,用于传输30路语音抽样值的8比特码组。
PCM30/32(PDH一次群)比特率为1024Mb/S。
同步数字体系(SDH)
SDH是针对更高速率的传输系统制定出的全球统一的标准。
第六章数字基带传输系统
1、数字基带信号、数字基带传输系统、数字带通传输系统
2、几种基本的基带信号波形
单极性波形、双极性波形、单极性归零(RZ)波形、双极性归零波形、差分波形、多电平波形
3、基带信号的频谱特性
◆Ps(f)可能包含连续谱(第一项)和离散谱(第二项)。
◆连续谱总是存在的,这是因为代表数据信息的g1(t)和g2(t)波形不能完全相同,故有G1(f)≠G2(f)。
谱的形状取决于g1(t)和g2(t)的频谱以及出现的概率P。
◆离散谱是否存在,取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。
一般情况下,它也总是存在的,但对于双极性信号g1(t)=-g2(t)=g(t),且概率P=1/2(等概)时,则没有离散分量(f-mfs)。
根据离散谱可以确定随机序列是否有直流分量和定时分量。
◆二进制基带信号的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G1(f)和G2(f)。
时间波形的占空比越小,占用频带越宽。
若以谱的第1个零点计算,NRZ(=Ts)基带信号的带宽为BS=1/=fs;RZ(=Ts/2)基带信号的带宽为BS=1/=2fs。
其中fs=1/Ts,是位定时信号的频率,它在数值上与码元速率RB相等。
◆单极性基带信号是否存在离散线谱取决于矩形脉冲的占空比。
单极性NRZ信号中没有定时分量,若想获取定时分量,要进行波形变换;单极性RZ信号中含有定时分量,可以直接提取它。
“0”、“1”等概的双极性信号没有离散谱,也就是说没有直流分量和定时分量。
单极性RZ信号中含有直流分量,含有位定时离散分量,可以提取。
4、基带传输的常用码型(此为信道码)
◆AMI码:
编码规则、优点、缺点
◆HDB3码:
编码规则?
HDB3码的译码?
◆双相码:
◆差分双相码
◆密勒码
◆CMI码:
4、数字基带信号传输系统的组成
发送单元和抽样判决器的功能?
5、什么是码间串扰?
对通信质量有什么影响。
6、无码间串扰的基带传输特性
无码间串扰的条件
时域条件?
频域条件?
奈奎斯特(Nyquist)第一准则。
奈奎斯特抽样速率?
奈奎斯特抽样间隔?
7、
若双极性信号在抽样时刻的电平取值为+A或-A(分别对应信码“1”或“0”),则双极性基带系统的总误码率仅依赖于信号峰值A与噪声均方根值n的比值,比值A/n越大,Pe就越小,基带传输系统总误码率为
对于单极性信号,若设它在抽样时刻的电平取值为+A或0(分别对应信码“1”或“0”),
比较双极性和单极性基带系统误码率可见,当比值A/n一定时,双极性基带系统的误码率比单极性的低,抗噪声性能好。
此外,在等概条件下,双极性的最佳判决门限电平为0,与信号幅度无关,因而不随信道特性变化而变,故能保持最佳状态。
而单极性的最佳判决门限电平为A/2,它易受信道特性变化的影响,从而导致误码率增大。
因此,双极性基带系统比单极性基带系统应用更为广泛。
8、在实际应用中需要用简便的实验手段来定性评价系统的性能。
眼图是一种有效的实验方法。
眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形,从而估计和调整系统性能的一种方法。
具体方法:
用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步.此时可以从示波器显示的图形上,观察码间干扰和信道噪声等因素影响的情况,从而估计系统性能的优劣程度。
因为在传输二进制信号波形时,示波器显示的图形很像人的眼睛,故名“眼图”。
眼图的“眼睛”张开的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之,表示码间串扰越大。
眼图模型
最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻;
定时误差灵敏度是眼图斜边的斜率。
斜率越大,对位定时误差越敏感;
图的阴影区的垂直高度表示抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度;
图中央的横轴位置对应于判决门限电平;(单极性、双极性的最佳判决门限)
抽样时刻上,上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限,若噪声瞬时值超过它就可能发生错判;
图中倾斜阴影带与横轴相交的区间表示了接收波形零点位置的变化范围,即过零点畸变,它对于利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统有很大影响。
第七章
1.数字调制技术两种方法:
利用模拟调制的方法实现数字式调制;通过开关键控载波,通常称为键控法。
二进制振幅键控(2ASK)
“通-断键控(OOK)”信号表达式
2ASK信号的一般表达式其中s(t)-二进制单极性NRZ随机矩形脉冲序列。
2ASK信号产生方法:
模拟调制法(相乘器法);键控法。
2ASK信号解调方法:
非相干解调(包络检波法);相干解调(同步检测法)。
功率谱密度
2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps(f)的线性搬移(属线性调制)。
当概率P=1/2时,并考虑到,则2ASK信号的功率谱密度为
2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成;连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱,而离散谱由载波分量确定。
2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍,若只计谱的主瓣(第一个谱零点位置),则有
式中fs=1/Ts,即2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。
二进制频移键控(2FSK)
一个2FSK信号可看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。
,式中
2FSK信号的产生方法:
采用模拟调频电路来实现:
信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。
采用键控法来实现:
相邻码元之间的相位不一定连续。
2FSK信号的解调方法:
非相干解调;相干解调。
功率谱密度
令概率P=1/2,只需将2ASK信号频谱中的fc分别替换为f1和f2,即可得2FSK信号的功率谱密度:
相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。
其中,连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加而成,离散谱位于两个载频f1和f2处;
连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化,若|f1–f2|fs,则出现双峰,其中fc为两个载频的中心频率;
若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽,则其带宽近似为
其中,fs=1/Ts为基带信号的带宽。
二进制相移键控(2PSK)
其中:
s(t)-二进制双极性NRZ随机矩形脉冲序列。
以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制绝对相移方式。
2PSK信号产生方法:
模拟调制法;键控法。
2PSK信号解调方法:
相干解调。
在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊,即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相,也可能反相,这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反,这种现象称为2PSK方式的“倒π”现象或“反相工作”。
功率谱密度
这里的Ps(f)是双极性全占空矩形随机脉冲序列的功率谱密度,其值为:
因此,
当概率P=1/2时,并考虑到,则2PSK信号的功率谱密度为:
2PSK的频谱特性与2ASK的十分相似,带宽也是基带信号带宽的两倍。
区别仅在于当P=1/2时,其谱中无离散谱(即载波分量),此时2PSK信号实际上相当于抑制载波的双边带信号。
因此,它可以看作是双极性基带信号作用下的调幅信号。
二进制差分相移键控(2DPSK)
2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息,所以又称相对相移键控。
2DPSK信号的产生方法
先对二进制数字基带信号进行差分编码,即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码(差分码),然后再根据相对码进行绝对调相,从而产生二进制差分相移键控信号。
2DPSK信号的解调方法:
相干解调(极性比较法)加码反变换法;差分相干解调(相位比较)法。
2DPSK系统不存在“倒π”现象,是一种实用的数字调相系统,但其抗加性白噪声性能比2PSK的要差。
功率谱密度
2DPSK信号和2PSK信号的功率谱密度是完全一样的。
信号带宽为:
与2ASK的相同,也是码元速率的两倍。
2.二进制数字调制系统的性能比较
误码率
相干解调
非相干解调
式中:
为解调器输
入端的信噪
比。
2ASK
2F