第五章-信源编码技术.ppt

* 数字通信原理 求对应的均匀量化11位码 * 数字通信原理 逐次比较法编码器原理图 * 数字通信原理 PCM系统性能分析 * 数字通信原理 §5.5 增量调制 增量调制是预测编码中最简单的一种。 增量调制是把信号瞬时值，与前一个取样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码。如果差值是正，就发“1”；如果差值是负，就发“0”。因此，数码“1”和“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增量，而不代表信号的绝对值。 在接收端，每收到一个“1”，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个增量；每收到一个“0”，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个增量。 * 数字通信原理 [图示]增量编码调制 * 数字通信原理 增量调制与PCM系统的比较 采样频率 带宽 量化信噪比 信道误码的影响 设备复杂性 * 数字通信原理 增量脉码调制（DPCM） 数字通信原理 * 数字通信原理 第五章 信源编码技术 要想让模拟信号在数字通信系统中传输，就需要将信源进行编码。目前采用最普遍的是模拟信号波形的模－数（A/D）变换方法，即在通信系统的发送端，经过采（抽、取）样、量化和编码等步骤，把模拟基带信号波形便换成数字基带信号；在接收段，通过对应的逆变换，将数字信号恢复为原始的模拟信号。 * 数字通信原理 模拟信号的数字传输 * 数字通信原理 采样 把时间上连续的模拟信号，转换成幅度取决于输入模拟量的脉冲信号，这个过程就叫采样。 * 数字通信原理 §5.1 采样定理 采样信号 * 数字通信原理 低通信号的采样定理 * 数字通信原理 低通信号采样的解释 * 数字通信原理 采样定理的前提 信号是严格带限的，即信号频率是一定在fm以下； 用理想的冲激序列来采样； 用理想的低通滤波器来恢复原信号； * 数字通信原理 带通信号的采样定理 * 数字通信原理 【图示】带通信号的频谱搬移 * 数字通信原理 §5.2 脉冲振幅调制 离散的脉冲序列也可以作为载波，用来传输信号。用调制信号来改变脉冲序列的参数（幅度、宽度、时间位置等），称为脉冲调制。 根据脉冲序列被改变的参数类型，把脉冲调制分为： 脉冲振幅调制（PAM）－幅度 脉冲宽度调制（PDM/PWM）－宽度 脉冲位置调制（PPM）－时间位置 * 数字通信原理 实际采样 脉冲振幅调制（PAM），即脉冲载波的幅度随着调制信号而改变。实际脉冲都是有限宽度的窄脉冲。所以，实际采样有两种： 自然采样：脉冲信号的幅度（顶部），随着信号的大小而自然变化。 平顶采样：脉冲信号的幅度（顶部）都是矩形，但是幅度取决于的瞬时取样值。 【注】瞬时取样点通常选在脉冲的中心或起点。 * 数字通信原理 【图示】自然采样和平顶采样 说明 自然采样和平顶采样的频谱，与理想采样的频谱有些差别。但是，它们都可以通过附加电路，无失真地恢复调制信号。 自然采样的附加电路是低通滤波器。 平顶采样还需要在低通滤波器后，再加上一个均衡电路。 * 数字通信原理 §5.3 量化 把PAM信号变换为幅度上也离散的过程，叫做量化。 量化实质上是把幅度域划分为若干个区间（量化区间），每个区间对应一个固定值（量化电平），当输入值落在某个区间时，用该区间所对应的固定值来表示输入值。 * 数字通信原理 量化图示 * 数字通信原理 相关概念 量化器：实现量化的电路称为量化器。 量化区间：把幅度域划分为若干个区间， 区间的范围为（xk，xk+1）。 量化间隔?k：?k=xk+1 -xk为第k个区间的量化间隔。 量化电平：在每个量化区间对应一个固定值，称为该量化区间的量化电平。 量化误差e：量化前后的信号之差（量化值－样值）。 【说明】量化的基本方法有两种：均匀量化和非均匀量化。 * 数字通信原理 5.3.1 均匀量化 均匀量化：是指在整个输入信号的幅度范围内，各个量化间隔相等的量化方式 。 量化误差和量化间隔 量化误差的平均功率 量化信噪比 * 数字通信原理 均匀量化过程示意图 * 数字通信原理 非均匀量化 定义：在低电平时分层细一些，采用小的量化间隔；对大信号时分层粗一些，采用大的量化间隔。 实践中，人们利用压扩技术来实现非均匀量化。 * 数字通信原理 U律和A律 * 数字通信原理 压扩技术的图例 * 数字通信原理 A律13折线压扩技术 * 数字通信原理 §5.4 脉冲编码调制（PCM） 编码：将抽样值按一定的规则用二进制（或多进制）的代码表示。 PCM：就是将模拟信号抽样量化，然后按一定的规则，将量化值用二进制（或多进制）的代码表示。 * 数字通信原理 8位PCM的二进制编码 在13折线A律的PCM编码中，段落码采用折叠码，段内码采用自然码。 * 数字通信原