2023學(xué)年完整公開課版編碼

《現(xiàn)代通信技術(shù)》課程編碼目錄編碼定義01碼字和碼型02常用碼型比較03碼位的選擇與安排04模擬信息源輸出的模擬信號(hào)m(t)經(jīng)抽樣和量化后得到的輸出脈沖序列是一個(gè)M進(jìn)制（一般常用128或256）的多電平數(shù)字信號(hào)，如果直接傳輸?shù)脑挘乖肼曅阅芎懿?，因此還要經(jīng)過編碼器轉(zhuǎn)換成k位二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后，再經(jīng)數(shù)字信道傳輸。把量化后的信號(hào)電平值變換成二進(jìn)制碼組的過程稱為編碼。一般，把M個(gè)量化電平用n位二進(jìn)制碼來表示即M＝2n。n位碼元組成一個(gè)碼組或稱為一個(gè)碼字。01編碼定義02碼字和碼型碼字二進(jìn)制碼具有抗干擾能力強(qiáng)，易于產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，因此，在脈沖編碼調(diào)制中一般采用二進(jìn)制碼。對(duì)于Q個(gè)量化電平，可以用k位二進(jìn)制碼來表示，其中的每一個(gè)碼組稱為一個(gè)碼字。為保證通信質(zhì)量，目前國際上多采用8位編碼的PCM系統(tǒng)。碼型

碼型指的是代碼的編碼規(guī)律，其含義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。在PCM中常用的二進(jìn)制碼型有三種：自然二進(jìn)碼、折疊二進(jìn)碼和格雷二進(jìn)碼（反射二進(jìn)碼）。下表列出了用4位碼表示16個(gè)量化級(jí)時(shí)的這三種碼型。02碼字和碼型表1常用二進(jìn)制碼型

樣值脈沖極性格雷二進(jìn)制自然二進(jìn)碼折疊二進(jìn)碼量化級(jí)序號(hào)正極性部分10001001101110101110111111011100111111101101110010111010100110001111111011011100101110101001100015141312111098負(fù)極性部分0100010101110110001000110001000001110110010101000011001000010000000000010010001101000101011001117654321003常用碼型比較自然二進(jìn)碼

就是一般的十進(jìn)制正整數(shù)的二進(jìn)制表示，編碼簡單、易記，而且譯碼可以逐比特獨(dú)立進(jìn)行。若把自然二進(jìn)碼從低位到高位依次給以2倍的加權(quán)，就可變換為十進(jìn)數(shù)。如設(shè)二進(jìn)碼為(an-1,an-2,…,a1,a0)，則D=an-12n-1+an-22n-2+…+a121+a020便是其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)數(shù)（表示量化電平值）。這種“可加性”可簡化譯碼器的結(jié)構(gòu)。折疊二進(jìn)碼是一種符號(hào)幅度碼。左邊第一位表示信號(hào)的極性，信號(hào)為正用“1”表示，信號(hào)為負(fù)用“0”表示；第二位至最后一位表示信號(hào)的幅度。由于正、負(fù)絕對(duì)值相同時(shí)，折疊碼的上半部分與下半部分相對(duì)零電平對(duì)稱折疊，故名折疊碼。其幅度碼從小到大按自然二進(jìn)碼規(guī)則編碼。03常用碼型比較與自然二進(jìn)碼相比，折疊二進(jìn)碼有如下優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)于語音這樣的雙極性信號(hào)，只要絕對(duì)值相同，則可以采用單極性編碼的方法，使編碼過程大大簡化。2）在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼，對(duì)小信號(hào)影響較小。例如由大信號(hào)的1111誤為0111，從表1可見，自然二進(jìn)碼由15錯(cuò)到7，誤差為8個(gè)量化級(jí)，而對(duì)于折疊二進(jìn)碼，誤差為15個(gè)量化級(jí)。顯見，大信號(hào)時(shí)誤碼對(duì)折疊二進(jìn)碼影響很大。如果誤碼發(fā)生在由小信號(hào)的1000誤為0000，這時(shí)情況就大不相同了，對(duì)于自然二進(jìn)碼誤差還是8個(gè)量化級(jí)，而對(duì)于折疊二進(jìn)碼誤差卻只有1個(gè)量化級(jí)。

這一特性是十分可貴的，因?yàn)檎Z音信號(hào)小幅度出現(xiàn)的概率比大幅度的大，所以，著眼點(diǎn)在于小信號(hào)的傳輸效果。03常用碼型比較3）格雷二進(jìn)碼格雷碼的特點(diǎn)是任何相鄰電平的碼組，只有一位碼位發(fā)生變化，即相鄰碼字的距離恒為1。譯碼時(shí)，若傳輸或判決有誤，量化電平的誤差小。另外，這種碼除極性碼外，當(dāng)正、負(fù)極性信號(hào)的絕對(duì)值相等時(shí)，其幅度碼相同，故又稱反射二進(jìn)碼。但這種碼不是“可加的”，不能逐比特獨(dú)立進(jìn)行，需先轉(zhuǎn)換為自然二進(jìn)碼后再譯碼。因此，這種碼在采用編碼管進(jìn)行編碼時(shí)才用，在采用電路進(jìn)行編碼時(shí)，一般均用折疊二進(jìn)碼和自然二進(jìn)碼。通過以上三種碼型的比較，在PCM通信編碼中，折疊二進(jìn)碼比自然二進(jìn)碼和格雷二進(jìn)碼優(yōu)越，它是A律13折線PCM30/32路基群設(shè)備中所采用的碼型。04碼位的選擇與安排碼位數(shù)的選擇，它不僅關(guān)系到通信質(zhì)量的好壞，而且還涉及到設(shè)備的復(fù)雜程度。碼位數(shù)的多少，決定了量化分層的多少，反之，若信號(hào)量化分層數(shù)一定，則編碼位數(shù)也被確定。在信號(hào)變化范圍一定時(shí)，用的碼位數(shù)越多，量化