《信号与系统》课程讲义5-4

1、5.4 PCM、多路复用、多路复用一、脉冲编码调制（一、脉冲编码调制（PCM）发送端发送端 接收端接收端 1PAM（脉冲幅度调制脉冲幅度调制）：利用脉冲序列对连续信号）：利用脉冲序列对连续信号 抽样产生的信号称为脉冲幅度调制信号抽样产生的信号称为脉冲幅度调制信号0( )sft( )f t( )p t抽样抽样模拟信道模拟信道( )f t1Sa( ) x0( )sft低通滤波器低通滤波器终端终端5.4 PCM、多路复用、多路复用( )( )Df tft2PCM（脉冲编码调制脉冲编码调制）发送端发送端接收端接收端( )DftD A( )f t1Sa( ) x0( )sft低通滤波器低通滤波器( )D

2、ft量化编码量化编码A/D0( )sft( )f t( )p t抽样抽样数字信道数字信道终端终端5.4 PCM、多路复用、多路复用0.21200100.42401000.80810001.381411101.521511111.211211000.57601100.3540100量化编码的概念量化编码的概念 ( )f tt05.4 PCM、多路复用、多路复用中继（中继（信号信号放大和放大和再生再生）接收端接收端发送端发送端3PCM的优点和缺点的优点和缺点可再生可再生模拟通信系统：中继器只做信号放大用，有噪声累加，信噪比低模拟通信系统：中继器只做信号放大用，有噪声累加，信噪比低数字通信系统：中继

3、器做信号放大和再生器用，无噪声累加，数字通信系统：中继器做信号放大和再生器用，无噪声累加， 信噪比高（每个脉冲持续期间判决脉冲有无，信噪比高（每个脉冲持续期间判决脉冲有无， 重新产生脉冲）重新产生脉冲）统一格式（可传递语音、图像、数据等信号）统一格式（可传递语音、图像、数据等信号） 带宽增加带宽增加，每个脉冲用，每个脉冲用8位脉冲编码，位脉冲编码，便于处理（数字滤波、压缩、保密）便于处理（数字滤波、压缩、保密） 3003400HzkHz，带宽，带宽4模拟语音通信：模拟语音通信：kHz64kb s数字语音通信：采样频率数字语音通信：采样频率8脉冲信号的传输速率为脉冲信号的传输速率为5.4 PCM

4、、多路复用、多路复用5.4 PCM、多路复用、多路复用1多路复用的概念：在同一信道中传输以某种方式汇合多路复用的概念：在同一信道中传输以某种方式汇合二、多路复用二、多路复用的若干路信号的若干路信号1( )g t2( )g t3( )g t( )f t汇合汇合信道信道分解分解5.4 PCM、多路复用、多路复用( )f t1( )g t1cost2( )g t2cost( )ng tcosnt调制调制1调制调制2调制调制n( )f t1cost2costcosnt1( )g t2( )g t( )ng t带通带通1带通带通2带通带通n解调解调1解调解调2解调解调n2频分复用：把各路信号频谱搬移到各

5、不相同的频率范围频分复用：把各路信号频谱搬移到各不相同的频率范围频分复用的缺点：频分复用的缺点： a)每个信号在所有时间里都存在于信道中并混杂在一起，每个信号在所有时间里都存在于信道中并混杂在一起， 占据有限的不同频率区间占据有限的不同频率区间b)需要设计不同的带通滤波器，容易产生谐波失真需要设计不同的带通滤波器，容易产生谐波失真5.4 PCM、多路复用、多路复用5.4 PCM、多路复用、多路复用3时分复用时分复用理论基础：满足采样定理，可由采样值唯一确定原始理论基础：满足采样定理，可由采样值唯一确定原始 连续信号连续信号实现方法：实现方法：12( ), ( ), ( )ng tg tg tm

6、mff1/(2)mf发送端：设发送端：设 都是频带限于都是频带限于信号，信号， 可由间隔为可由间隔为12( ), ( ), ( )ng tg tg t的抽样值唯一确定的抽样值唯一确定信道仅在抽样瞬间被占用信道仅在抽样瞬间被占用接收端：各路信号由同步检测器分离接收端：各路信号由同步检测器分离时分复用的优点：时分复用的优点： 1( )f t2( )f tt两路信号的时分复用两路信号的时分复用a) 电路实现容易：数字电路为主，更易于集成电路实现容易：数字电路为主，更易于集成b) 各路信号之间干扰小：无各种谐波失真，可防止码间串扰各路信号之间干扰小：无各种谐波失真，可防止码间串扰c) 实际传送实际传送

7、PCM信号（非信号（非PAM信号）信号）代价：每个抽样点多位编码，使码速率高、占用频带大代价：每个抽样点多位编码，使码速率高、占用频带大5.4 PCM、多路复用、多路复用5.4 PCM、多路复用、多路复用码速码速(脉码传输速率脉码传输速率)与带宽的关系与带宽的关系(a) 时钟时钟 (b) 矩形归零码矩形归零码(c) 矩形不归零码矩形不归零码TT防止码间串扰防止码间串扰矩形脉冲信号的频率分量集中在频谱函数第一个过矩形脉冲信号的频率分量集中在频谱函数第一个过零点以内，零点以内，1/fB为节省频带，选择矩形不归零码，为节省频带，选择矩形不归零码，码速为码速为 1/,fBTT1/ (bit/s, bp

8、s)fT忽略第一过零点以外的高频成分，接收端失真，畸变为忽略第一过零点以外的高频成分，接收端失真，畸变为具有上升下降延迟的形状，而且可能出现拖尾振荡。失具有上升下降延迟的形状，而且可能出现拖尾振荡。失真严重时，出现码值误判，引起各路信号之内的串扰真严重时，出现码值误判，引起各路信号之内的串扰Sa 用升余弦码；用升余弦码； 用用 函数码函数码措施：措施：5.4 PCM、多路复用、多路复用5.4 PCM、多路复用、多路复用4ISDN：综合业务数字网：综合业务数字网(同时传送语音、数据、图像信号同时传送语音、数据、图像信号)NISDN：窄带（：窄带（PCM数字电话），数字电话），144 kbit/s

9、 BISDN：宽带（高清晰电视），：宽带（高清晰电视），155 Mbit/sSTM(同步传递模式同步传递模式)与与ATM (异步传递模式异步传递模式)231通信信息通信信息123ATM信信头头信元信元不具周期性，某路不用时时隙充分利用不具周期性，某路不用时时隙充分利用特特征征标标记记码码123STM固定重复频率，某路不用时时隙将被闲置固定重复频率，某路不用时时隙将被闲置5.4 PCM、多路复用、多路复用6码分多址通信（码分多址通信（CDMA） 5码分复用（正交复用）：码分复用（正交复用）：利用一组正交码完成复用功能利用一组正交码完成复用功能CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码并用它对承载信息的信号进行编码知道该码序列的用户接收机对收到的信号进行解码，并知道该码序列的用户接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据恢复出原始数据 多址能力多址能力 抗多径干扰的能力抗多径干扰的能力 具有隐私性能具有隐私性能 抗人为干抗人为