数字通信系统概览与PCM语音编码解析

"该文档是关于数字通信的总复习材料，源自2013年的第3版教材。主要涵盖了数字通信的基本概念、特点、构成、优势以及系统的主要性能指标。同时，深入讲解了语音信号编码中的脉冲编码调制(PCM)技术，包括PCM通信系统的构成、抽样理论及其应用。" 在数字通信领域，模拟信号和数字信号是两种基本的信号类型。模拟信号的幅度可以连续变化，而数字信号则表现为幅度的离散取值。模拟通信以模拟信号的形式传递消息，通常采用频分复用技术实现多路通信，而数字通信则是通过数字信号传递信息，它依赖于时分复用技术来实现在同一信道上的多路通信。 数字通信相比模拟通信具有多个显著优点。首先，数字信号在传输过程中抗干扰能力强，噪声不会累积，从而能保持信号质量。其次，数字信号易于加密处理，确保通信的安全性。此外，数字通信系统能够利用时分复用实现高效的空间利用，便于设备集成化和小型化。然而，一个明显的缺点是数字通信通常需要更宽的频带。 数字通信系统的主要性能指标包括有效性指标和可靠性指标。有效性指标关注的是信息传输速率、符号传输速率和频带利用率，这些指标衡量了系统传输数据的效率。而可靠性指标如误码率和信号抖动，则反映了数据传输的准确性和稳定性。例如，一个信元时间长度为特定值的系统，在采用4电平传输时，信息传输速率和符号传输速率可以通过特定公式计算得出。同样，若已知系统带宽，可以计算出频带利用率。 第二章聚焦于语音信号编码，特别是脉冲编码调制(PCM)。PCM是一种将模拟语音信号数字化的方法，它包括抽样、量化和编码三个步骤。抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程，根据奈奎斯特定理，为了正确恢复模拟信号，抽样频率必须至少是信号最高频率的两倍。不满足这个条件会导致折叠噪声，影响信号恢复。在语音通信中，通常使用8kHz的抽样频率。PCM通信系统的构成包括抽样、量化和编码等环节，这些环节共同作用于模拟语音信号，将其转化为数字信号。 这份复习资料详尽介绍了数字通信的基础知识，包括其与模拟通信的区别、数字通信的优势、系统性能指标的计算方法，以及语音信号编码中的PCM技术，对于理解和掌握数字通信系统有着重要的参考价值。