通信原理第十二講課件

通信原理第十二講辦公室3號(hào)實(shí)驗(yàn)樓324電話郵箱非均勻量化

定義：非均勻量化是一種在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)量化間隔不相等的量化。非均勻量化時(shí)是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來確定量化間隔的。信號(hào)抽樣值小時(shí),量化間隔也小;信號(hào)抽樣值大時(shí),量化間隔也變大。非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法是將信號(hào)抽樣值通過壓縮器后再進(jìn)行均勻量化。常用的是μ壓縮律與A壓縮律。1.μ律與A律壓縮特性μ律和A律歸一化壓縮特性表示式分別為μ律：A律：

2.A律13折線的PCM編碼折疊碼是目前A律13折線PCM設(shè)備所采用的碼型。折線段號(hào)12345678斜率161684211/21/4

上述8段之中,每一段都要再均勻地分成16等份,每一等份就是一個(gè)量化級(jí)。因此,輸入信號(hào)的取值范圍0至1總共被劃分為16×8=128個(gè)不均勻的量化級(jí)。它對(duì)小信號(hào)分得細(xì),最小量化級(jí)為第1.2段的量化級(jí)。即：(1/128)×(1/16)=1/2048

一般最小量化級(jí)為一個(gè)量化單位,用Δ表示,可以計(jì)算出輸入信號(hào)的取值范圍0至1總共被劃分為2048Δ。1.編碼原理碼字—對(duì)于Q個(gè)量化電平,可以用k位二進(jìn)制碼來表示,稱其中每一種組合為一個(gè)碼字。碼型—指的是把量化后的所有量化級(jí),按其量化電平的大小次序排列起來,并列出各對(duì)應(yīng)的碼字,這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的整體就稱為碼型。1)碼位的安排用于13折線A律特性的8位非線性編碼的碼組結(jié)構(gòu)如下：極性碼

段落碼

段內(nèi)碼

M1

M2M3M4

M5M6M7M8

段落序號(hào)段落碼M2M3M4段落范圍（量化單位）81111024～20487110512～10236101256～5115100128～255401164～127301032～63200116～3110000～15段內(nèi)碼的編碼規(guī)則：電平序號(hào)段內(nèi)碼電平序號(hào)段內(nèi)碼

M5M6M7M8

M5M6M7M8

15141312111098111111101101110010111010100110007654321001110110011001010011001000010000

假若采用均勻量化而仍希望對(duì)于小電壓保持有同樣的動(dòng)態(tài)范圍1/2048,則需要用11位的碼組才行?，F(xiàn)在采用非均勻量化,只需要7位就夠了。2)編碼原理

逐次比較型編碼器編碼的方法——用天平稱重物的過程

天平稱重物的過程：第一次稱重所加砝碼是估計(jì)的；第二次稱重所加砝碼根據(jù)第一次的結(jié)果；依次往下進(jìn)行,直到接近平衡為止。以上這個(gè)過程稱為逐次比較稱重的過程。例2已知抽樣值為+635Δ,要求按13折線A律編碼。2)PCM信號(hào)的碼元速率和帶寬碼元速率—

為抽樣速率,Q為量化電平數(shù)。帶寬—傳輸PCM信號(hào)所需的最小帶寬。

(理想低通傳輸)2.譯碼原理作用是把收到的PCM信號(hào)還原成相應(yīng)的PAM信號(hào)。

極性控制部分的作用是根據(jù)收到的極性碼M1來判斷PCM信號(hào)的極性,使譯碼后的PAM信號(hào)的極性恢復(fù)成與發(fā)送端相同的極性。

7/12變換電路是將7位非線性碼轉(zhuǎn)變?yōu)?2位線性碼。在編碼器的本地譯碼電路中采用7/11位碼變換,使量化誤差有可能大于本段落量化間隔的一半。知識(shí)點(diǎn)：7/11變換：

7位碼對(duì)應(yīng)的電平=11位線性碼對(duì)應(yīng)的電平7/12變換：

7位碼對(duì)應(yīng)的電平+=12位線性碼對(duì)應(yīng)的電平5.3時(shí)分多路復(fù)用在數(shù)字通信中,一般采用時(shí)分多路復(fù)用的方式來提高系統(tǒng)的傳輸效率。時(shí)分復(fù)用—利用各信號(hào)的抽樣值在時(shí)間上不相互重疊來達(dá)到在同一信道中傳輸多路信號(hào)的方法。5.3.1TDM基本原理由于單路抽樣信號(hào)在時(shí)間上離散的相鄰脈沖間有很大的空隙,在空隙中插入若干路其他抽樣信號(hào),只要各路抽樣信號(hào)在時(shí)間上不重疊并能區(qū)分開,從而一個(gè)信道可以同時(shí)傳輸多路信號(hào)。相關(guān)定義各路信號(hào)的抽樣間隔—復(fù)用信號(hào)脈沖的間隔—一幀—各個(gè)消息構(gòu)成單一抽樣的一組脈沖時(shí)隙—一幀中相鄰兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔保護(hù)時(shí)間—未被抽樣脈沖占用的時(shí)隙5.3.2TDM的帶寬及相關(guān)問題1.抽樣速率、抽樣脈沖寬度、復(fù)用路數(shù)2.信號(hào)帶寬與路數(shù)的關(guān)系3.時(shí)分復(fù)用信號(hào)仍然是基帶信號(hào)4.時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)必須嚴(yán)格同步5.3.3TDM與FDM的比較

FDM—用頻率來區(qū)分同一信道上同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)，各信號(hào)在頻域上是分開的，而在時(shí)域上是混疊在一起的。TDM—在時(shí)間上區(qū)分同一信道上依次傳輸?shù)男盘?hào)，各信號(hào)在時(shí)域上是分開的，而在頻域上是混疊在一起的。2.幀和復(fù)幀結(jié)構(gòu)(1)時(shí)隙分配

抽樣周期為1/8000=125μs,它被稱為一個(gè)幀周期,即125μs為一幀。一幀內(nèi)要時(shí)分復(fù)用32路,每路占用的時(shí)隙為125/32=3.9μs,稱為1個(gè)時(shí)隙。因此一幀有32個(gè)時(shí)隙,按順序編號(hào)為TS0、TS1、…、TS31。①TS1～TS15、TS17～TS31為30個(gè)話路時(shí)隙。②TS0為幀同步碼,監(jiān)視碼時(shí)隙。③TS16為信令(振鈴、占線、摘機(jī)……等各種標(biāo)志信號(hào))時(shí)隙。(2)話路比特的安排每個(gè)話路時(shí)隙內(nèi)要將樣值編為8位二元碼,每個(gè)碼元占3.9μs/8=488ns,稱為1比特,編號(hào)為1～8。第1比特為極性碼,第2～4比特為段落碼，第5