通信原理第十二講課件

通信原理第十二講辦公室3號實驗樓324電話郵箱非均勻量化

定義：非均勻量化是一種在整個動態(tài)范圍內(nèi)量化間隔不相等的量化。非均勻量化時是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。信號抽樣值小時,量化間隔也小;信號抽樣值大時,量化間隔也變大。非均勻量化的實現(xiàn)方法是將信號抽樣值通過壓縮器后再進行均勻量化。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,每一等份就是一個量化級。因此,輸入信號的取值范圍0至1總共被劃分為16×8=128個不均勻的量化級。它對小信號分得細,最小量化級為第1.2段的量化級。即：(1/128)×(1/16)=1/2048

一般最小量化級為一個量化單位,用Δ表示,可以計算出輸入信號的取值范圍0至1總共被劃分為2048Δ。1.編碼原理碼字—對于Q個量化電平,可以用k位二進制碼來表示,稱其中每一種組合為一個碼字。碼型—指的是把量化后的所有量化級,按其量化電平的大小次序排列起來,并列出各對應(yīng)的碼字,這種對應(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：電平序號段內(nèi)碼電平序號段內(nèi)碼

M5M6M7M8

M5M6M7M8

15141312111098111111101101110010111010100110007654321001110110011001010011001000010000

假若采用均勻量化而仍希望對于小電壓保持有同樣的動態(tài)范圍1/2048,則需要用11位的碼組才行。現(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；依次往下進行,直到接近平衡為止。以上這個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信號還原成相應(yīng)的PAM信號。

極性控制部分的作用是根據(jù)收到的極性碼M1來判斷PCM信號的極性,使譯碼后的PAM信號的極性恢復(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。知識點：7/11變換：

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

7位碼對應(yīng)的電平+=12位線性碼對應(yīng)的電平5.3時分多路復(fù)用在數(shù)字通信中,一般采用時分多路復(fù)用的方式來提高系統(tǒng)的傳輸效率。時分復(fù)用—利用各信號的抽樣值在時間上不相互重疊來達到在同一信道中傳輸多路信號的方法。5.3.1TDM基本原理由于單路抽樣信號在時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,只要各路抽樣信號在時間上不重疊并能區(qū)分開,從而一個信道可以同時傳輸多路信號。相關(guān)定義各路信號的抽樣間隔—復(fù)用信號脈沖的間隔—一幀—各個消息構(gòu)成單一抽樣的一組脈沖時隙—一幀中相鄰兩個脈沖之間的時間間隔保護時間—未被抽樣脈沖占用的時隙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.信號帶寬與路數(shù)的關(guān)系3.時分復(fù)用信號仍然是基帶信號4.時分復(fù)用系統(tǒng)必須嚴格同步5.3.3TDM與FDM的比較

FDM—用頻率來區(qū)分同一信道上同時傳輸?shù)男盘枺餍盘栐陬l域上是分開的，而在時域上是混疊在一起的。TDM—在時間上區(qū)分同一信道上依次傳輸?shù)男盘枺餍盘栐跁r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)時隙分配

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