模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真(编辑修改稿)

模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真(编辑修改稿)内容摘要：

相干解调器的数学模型信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为 2 n。 广西科技大学课程设计 模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真 7 DSB 信号调制过程分析 假定调制信号 ()mt 的平均值为 0，与载波相乘，即可形成 DSB 信号，其时域表达式为 ( ) cosDSB cs m t t 式中， ()mt 的平均值为 0。 DSB 的频谱为 () 1 [ ( ) ( ) ]2D S B c cs M M        DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调 (同步检波 )。 另外，在调制信号 ()mt 的过零点处， 高频载波相位有 180176。 的突变。 除了不再含有载频分量离散谱外， DSB 信号的频谱与 AM 信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。 所以 DSB 信号的带宽与 AM 信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍， 即 2DSB AM HB B f 式中， Hf 为调制信号的最高频率。 广西科技大学课程设计 模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真 8 第五章 PCM 的基本原理与实现 PCM 原理 脉冲编码调制，是把模拟信号抽样、量化、编码成二进制符号的过程。 原理框图如下图所示： 图 51 PCM原理方框图 PCM 编码介绍 在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。 这个抽样值仍是模拟量。 在它量化之前，通常由保持电路 （ holding circuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。 在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。 图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。 这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。 图中的译码器的原理和编码过程相 反。 其中，量化与编码的组合称为模 /数变换器 (A/D 变换器 )； 译码与低通滤波的组合称为数 /模变换器 (D/A变换器 )。 抽 样 保 持 量化器 编码器 信 道 译码器 低通 滤波器 模拟信号输入 PCM 信号输出 干扰 PCM信号输入 模拟信号输出 冲激脉冲 广西科技大学课程设计 模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真 9 抽样是对模拟信号进行周期性的扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。 我们要求经过抽样的信号应包含原信号的所有信息， 即能无失真地恢复出原模拟信号， 抽样速率的下限由抽样定理确定。 量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定 Q规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。 编码是用二进制码组表示有固定电平的量化值。 实际上量化是在编码过程中同时完成的。 图 1是 PCM 单路抽样、量化、 编码波形图。 μ 律与 A律压缩特性 μ律： （美、日） A 律： （我国、欧洲） 式中， x 为归一化输入， y 为归一化输出， A、μ 为压缩系数。 数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线， 并用这些折线来近似 A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。 即对数压扩特性的折线近似法。 折线压扩特性 ： 既不同于均匀量化的直线，又不同于对数压扩特性的光滑曲线。 总的来说 用折线作压扩特性是非均匀量化的， 但它既有非均匀量化 (不同折线有不同斜率 )， 又有均匀量化 (在同一折线的小范围内 )。 两种常用数字压扩技术：（ 1） A律 13折线压扩 —— 13 折线近似逼近 A=的 A 律压扩特性；（ 2） μ 律 15折线压 扩 —— 15 折线近似 逼近μ =255 的 μ 律压扩特性。 采用折线压扩的特点：基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于数字电路的实现 实际中 A律常采用 13 折线近似如图 52所示 )11()1(1 )1(1  xn xny 1||1n11 ||n111||0n11xAAxAAxAAxy广西科技大学课程设计 模拟通信系统与数字通信系统的设计与仿真 10 图 52 A律 13折线图 其具体分法如下 : 先将 X轴的区间 [0， 1]一分为二，其中点 为 1/2,取区间 [1/2,1]作为第八段。 区间 [0,1/2]再一分为二，其中点为 1/4,取 区间 [1/4,1/2]作为第七段。 区间 [0,1/4]再一分为二，其中点为 1/8,取区间 [1/8,1/4]作为第六段。 区间 [0,1/8]一分为二，中点为 1/16,取区间 [1/16,1/8]作为第五段。 区间 [0,1/16]一分为二，中点为 1/32,取区间 [1/32,1/16]作为第四段。 区间 [0,1/32]一分为二，中点为 1/64,取区间 [1/64,1/32]作为第三 段。 区间 [0,1/64]一分为二，中点为 1/128,区间 [1/128,1/64]作为第二段。 区间 [0,1/128]作为第一段。 然后将 Y轴的 [0,1]区间均匀地分成八段，从第一段到第八段 分别为 [0,1/8],(1/8,2/8],(2/8,3/8],(3/8,4/8],(4/8,5/8],(5/8,6/8], (6/8,7/8],(7/8,1]。 分别与 X轴对应。 二进制码可以经受较高的噪声电平的干扰，并易于再生，因此 PCM 中一般采用二进制码。 对于 Q 个量化电平，可以用 k位二进制码来表示，称其中每一种组合为一个码字。 在点对点之间通信。