通信原理-信源编码的技术课件

《数字通信原理》PrinciplesofDigitalCommunication中南大学信息科学与工程学院CentralSouthUniversityCollegeofInformationScienceandEngineering数字通倍原理2018年11月24日星期目录第一讲绪论第二讲信息论基础和信号分析第三讲模拟调制技术第四讲信源编码技术第五讲数字基带传输第六讲数字调制技术第七讲差错控制编码数字通倍原理2018年11月24日星期第四讲信源编码技术4.1概述42抽样定理43脉冲振幅调制(PAM44模拟信号的量化45脉冲编码调制(PCM46DPCM和DM47PcM通信系统及多路复用技术数字通倍原理2018年11月24日星期41概述信源编码的主要目的将信号变换为适合于数字通信系统处理和传送的数字信号形式—AD转换2、提高通信的有效性,尽可能地减少原信息中的冗余度使单位时间或单位系统频带上所传的信息量最大—压缩编码;二、编码方式1、离散无记忆信源编码DMS包括有Huffman编码和等长编码2、脉冲编码调制和增量编码调制PCM/DM3、线性预测编码LPC将信源等效地视为在一个适当输入信号激励下的线性系统输出。用线性系统的参数及伴随的输入激励信号进行编码数字通倍原理2018年11月24日星期、DMS编码给每个符号赋予一定长度的代码表示设:信源的输出来自一个由有限个符号x;,i=1,2,,L组成的集合,P(x;示符号出现的概率,则:H(x)=-2p(x;)logp(x;)slog即:在赋予一定长度的代码时,每个符号的二进制代码平均长度最短不应小于信源的熵。数字通倍原理2018年11月24日星期1、等长编码又称为均匀编码,即不管符号出现的概率如何,每个符号都用N位二进制代码表示。则码长为:N=lo%L或loL+1编码效率为:m=H(x即:每位二进制码所代表的信源的信息量。数字通倍原理2018年11月24日星期特点当L为2的整数次幂且等概出现时,编码效率为100%;当符号等概出现,但L不是2的整数次幂时,编码效率下降,符号平均信息量与码长N之间最多可相差1比特令L较小时,编码效率较低,因此,可以采用扩展编码的方法,即将连续J个符号进行统一编码,则:/1o取整即N也就是说,每个符号所增加的1比特下降到1/J比特,编码效率增加。数字通倍原理2018年11月24日星期例1:某一DMS有5种信源符号,每种符号出现的概率为1/5,计算以下固定长度编码的有效性(效率)。(1)每个符号分别进行等长二进制编码;(2)每两个符号组合,进行等长二进制编码;(3)每三个符号组合,进行等长二进制编码;数字通倍原理2018年11月24日星期2、不等长编码即将出现概率较大的符号用位数较少的码字代表,而出现概率较小的符号用较长的码字代表,也称为概率匹配编码。(1)哈夫曼编码:单义可译码,平均长度最短的码种;平均码长为:H(x)sN=∑p(x)·n1≤H(x)+1i=1n2;相应出现概率为p(x)的符号的编码长度。数字通倍原理2018年11月24日星期哈夫曼编码步骤:将所有信源符号按概率分布从大到小顺序排列(对概率相等的概率顺序任意);将两个概率最小的信源符号合并成一个信源符号,形成新的概率集合,按前一步骤重新排列。如此重复,直至剩下两个