最新现代通信原理(05-3)资料ppt课件.ppt

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1、现代通信原理(05-3)资料§5.9PCM编码原理编码:把量化后的信号电平值转换成二进制编码的过程.常用三种:自然二进制码组NBC;折叠二进制码组FBC;格雷二进制码组RBC;PCM通信中采用折叠码.8/2/20212§5.9PCM编码原理一.常用二进制码型自然二进制码(NaturalBinaryCode,NBC):码字与电平值的对应关系简单。一般的十进制正整数的二进制表示。8/2/202135.9.1折叠二进制编码相当于计算机中的符号幅度码，左边第一位是符号位（1表示正，0表示负），第二位以后表示幅度。其它各位相对于零电平对称折叠，故称为折叠码。8/2/20217为何PCM选用折叠码（FBC

2、）（定性分析）对于语音信号来说，小信号出现的概率最大；而对于任意编码，左边第一位(高位)误码造成的误差功率最大。NBC码在小信号情况，如果0111误为1111，则误码功率大。而FBC码，如果0000误为1000，同样的小信号情况，则误码功率相对较小。8/2/202185.9.2信道误码对信噪比的影响(定量分析)通信信号数字化过程中中,误差来源于两部分:1.量化误差eq2.误码误差et总噪声功率n2=q2+t2=E[eq]2+E[et]28/2/20219对于均匀量化器量化噪声q2q2=2/12误码噪声t2yi,yj——第i,j级量化电平；pij是将yi误为yj的概率；pi是yi的

3、出现概率；L是量化电平总数。8/2/202110假设每个电平出现概率相等，pi=1/Ln位编码中只有一位误码，则只可能出现n=log2L种量化电平差错,错误概率pij=Pe，有8/2/202111在自然码NBC中，第K位发生误码，产生的误差值为8/2/202112总噪声功率：设输入信号服从均匀分布，满载功率为：8/2/202113信噪比为：当时误码造成信噪比下降3dB.对于L=256位的线性量化来说,此时的Pe为3.8*10-68/2/202114下图为不同编码规律时SNR与输入电平的关系,在相同误码的情况下,折叠码的信噪比明显高于自然码.8/2/202115二.编码器工作原理直接比较型：用2

4、n-1个比较器将信号采样值同时与2n-1个判别电平。[∆V,2∆V,…,(2n-1)∆V]进行比较，经过逻辑电路并行输出n位码组。反馈比较型：信号采样值逐次与一组二进制电压进行比较，串行输出n位码组。折叠级联型：n级比较电路串联构成，每级编一位码，可把量化采样值直接转换为折叠二进制码。8/2/2021161.线性编码—自然二进制码本地解码器产生供比较用的二进制电压Vj，保持电路使采样值在一个编码周期内不变Vs。8/2/2021178/2/2021182.非线性编码非均匀量化编码，以A87.6/13折线为例。8/2/2021195.9.3CCITT标准的PCM编码过程A律的国际标准PCM编码M1

5、M2M3M4M5M6M7M8极性码M1:段落码M2M3M4：表示量化采样值所在段落的序号。电平码(段内码)M5M6M7M8：表示每一段落内的16个均匀量化级。表5-3列出了最小量化单位为2，段内码为自然码的量化规则。8/2/202120注:表中D为最小量化单位，在表5-3中，D=28/2/202121例1、输入幅度为1250，求量化编码和解码输出。解：因为是正数，所以M1为“1”。查表5-3，1250落在第六段，M2M3M4=“110”以1024为起点，64为量化间隔（1250-1024）/64=3.53M5M6M7M8=“0011”总的编码为“11100011”量化值为（1056+64*3）

6、=1248，这就是解码输出。8/2/2021225.10对数PCM与线性PCM之间的变换通信系统中存在两种PCM1.线性PCM(13,左边第一位是符号位)编码用于与图像的接口.2.线性PCM编码采用均匀量化折叠编码.3.量化间隔=2,最大量化电平V=211=2048*2=40964.编码表达式为：量化精度为/28/2/2021235.10对数PCM与线性PCM之间的变换对数PCM(8位,左边第一位是符号位)用于与语音的接口.两者之间的变换关系如表5-5所示。8/2/2021248/2/202125自测题（1）将理想抽样、自然抽样和平顶抽样，从时域和频域上作一比较。（2）为什么对语音信号进

7、行脉冲编码调制时要采用对数压缩特性？（3）解释A律压缩特性取A=87.6的由来。（4）为什么用正弦波测量A律13折线脉冲编码调制量化信噪比时，随着正弦波幅度变化，量化信噪比会出现有规律的起伏？（5）脉冲编码调制中每增加一位编码，量化信噪比提高多少？为什么？8/2/202126（6）输入信号为0电平时，A律13折线PCM的输出序列是什么？（7）为什么脉冲编码调制中采用折叠二进知码？（8）若A律脉冲编