通信原理课件第六章

1、第6章模拟计程仪信号的数字传输技术、模拟计程仪信号的数字传送的分块图：原代码的一个方面的内容： A/D/A转换。 问题是，模拟计程仪信号如何转换为数字信号。接收端可以从数字信号重新转换为模拟计程仪信号吗？ 6-1 .脉冲查询密码调制(PCM )原理、6-2 .简单增量(m )调制原理、6-3. PCM和m的系统性能、基本内容：6.2采样定理、时间连续的天线计程仪信号为0的话。 如果可能的话，有什么样的条件？t、t、6.2.1低通讯号的采样定理可以看作是下述两个信号的乘积，1、m(t )、日式榻榻米、的6.2.2带通讯号的采样定理(接着)，通过上述类似的描绘法，6-1 .脉冲查询密码调制(PCC

2、 采样低通是一对变换关系量化没有反向过程(没有一对变换关系)。 连续信号波形及其精确采样值、量化采样、单极性PCM波形、双极PCM波形、1 .采样PAM信号的获得、采样应满足奈氏采样定理： m(t )最大射频波fm，采样速率1/TS大于2fm时低通另外，在所述取样PAM信号的获取、理想取样：所述接收侧低通能够滤波n=0的Ms ()的数目为m ()。 由于离散值是有限的，并且所述采样值无限多，所以所述多个采样值对应于一个离散值，而通常在某一垂直轴区域中的每个样本值对应于一个离散值所有进入某一时段的垂直轴被均匀地划分为m个值的样本值都被量化为一个值，其中，原始垂直轴的可能值为无限数目的天线计程仪信

3、号将产生多进制数字信号，如、等等，均匀量化中的一些重要概念是将量化时段：多个天线计程仪样本值转换为一个数字值将纵轴分割的区间作为量化区间、将区间高度作为v量化水平的个数与量化区间数相同的量化误差，由于实际的采样值不一定正好与该区间的中点水平相等，所以对该差进行量化的误差量化误差不是由外来噪声引起的， 因在量化处理中出现的量化误差导致的噪声被称为量化噪声，并且量化的基本方法是对m(t )的可能的值的范围mminmmax进行采样以确定通过对模拟计程仪信号m(t )进行采样获得的PAM采样值ms(kTs )的3360mi-1ms(kTs)mi 将被视为处于第I个量化区间，并且将量化输出设为msq(k

4、ts )的量化没有反过程。因此，根据msq(kTs)=ms(kTs )来用msq(kTs)=qi代替ms(kTs )必定存在偏差。 是量化误差。 分类：均匀量化和不均匀量化，2 .均匀量化是m(t )的值域等间距间隔(即，各量化区间的长度一致)的量化方法。 假设m(t )个值区域a和b以及量化间隔(量化区间长度) v。 量化雷达贝尔数定： M=(b - a)/V。 第I个区间(I=1，2 m ) :相对于起点mi-1=a (i -1) V，终点mi=a i V； 量化水平qi=a i V - V/2； 如果mi-1=a (i -1)V ms(kTs) mi=a iV，则ms(kTs )位于第I

5、个量化区间中。 量化输出： msq(kTs)=qi； 瞬时量化误差：=| ms(kTs) qi |； 最大化误差： max=V/2。量化噪声：3 .非均匀量化，基本思想：m(t )当存在非均匀分布的可能值概率密度时，在具有能够减小可能值概率大的区域的量化间隔v的值的概率小的区域的量化间隔v大，并且可以获得高平均信号量化噪声电功率比。 在量化间隔v较小且m(t )较大的区域中，当量化间隔v较大时，量化噪声对大和小信号的影响基本相同，并且改善了在小信号情况下的量化信噪比。 PCM通常在该思维方法中进行不均匀量化处理。 另一方面，非均匀量化的实现方式：一般而言，等效于压缩采样值x=ms(kTs )，

6、输出y=g(x )，然后均匀量化y来非均匀量化x。 接收器通过针对y扩展x=g-1(y )就可以获得量化水平msq(t )，并且非均匀量化的密钥是压缩和扩展技术。 一般采用对数式的压缩扩频： y=ln x。 常用的是压缩律和a压缩律的压缩扩散技术。 1 ) .压缩律的压缩和扩展技术，x0:xmax规范化的压缩器输入电压样本值y0 :规范化的输出样本值：压缩残奥参数，显示压缩的程度。 值越大，压缩作用越明显，即小信号信噪比的改善程度越明显。北美、日韩等少数国家采用压缩律，2).A压缩律的压缩扩展技术，a :表示压缩残奥仪表，压缩程度。 a越大，压缩扩散作用越显着。 a、压缩效果根据值而不同，即林

7、林总总不均匀量化的种类。 在实际处理中，一般用折线来近似对数曲线。 介绍了一般的非均匀量化处理方法：13折线a律压扩散技术。 a律13折线主要用于我国和欧洲各国的PCM 30/32路基群，律15折线主要用于美国、加拿大和日本等国的PCM 24路基群。 国际电力动车组将这些个的两条折线近似压缩律确定为国际标准，国际间数字系统相互连接时，以a律为标准。 3 ) .数字化非线性扩展技术13折线a律扩展技术，x轴：输入信号的值域(-E，E) Y轴：输出信号的值域(-E，e). (0，E): i ) .首先，将输入信号的不均匀设为8级：(A=87.6 )，(A=87.6 )， 如果分成6.4.1量化-2

8、非均匀量化-A律13来放大上图的靠近原点的区域，则由于、原点附近的4段的倾斜度相同，所以被视为1段的线段，所以，成为2*8-4=，x、1、 是第一个四六七八起点，是第一个四六七八起点，是第二个终点，是第一个四六七八起点。 连接与y轴对应的段落的起点升交点，得到8条直线，各段落的直线的倾斜度为1段，2段16 3段8 4段4 5段2 6段1 7段1/2 8段1/4实际上是7条不同倾斜度的直线。 iv ) .考虑(-E，0 )范围应该与(0，e )范围奇对称，也可以构成7条不同倾斜的直线。 另外，1、2段的倾斜度相同，实际上是一直线。 y的均匀量化等于x的不均匀量化。 另外，编码、编码是将经量化的多

9、进制数字信号变换为二进制数字数字码(逆过程被解密)，这是一对一的变换关系，实际上是m进制数和二进制数字的变换。 请求： M 2N或N log2M (取整数) n是二进制代码组的查询密码二进制位数。 1 .编码二进制位数n的选择和编码二进制位数的选择涉及一对不符点：输入信号m(t )取的值的范围恒定，且采样速率1/TS恒定。随着编码二进制位的数目n越大，量化级的数目M=2N越大，量化间隔v越小的量化噪声(误差)越小。然而，一般来说，当表示一个样本值的象征符数目增加时，n查询密码宽度TS需要系统传输符号率RB，或等价于量化噪声(接收信号) : V M N . 2、编码类型选择所要求的常用自然二进制

10、代码和混叠二进制代码：多进制数字信号自然二进制代码混叠二进制代码81111117110极性6101510040110003010001-极性2 001 010 1 000 011， 混叠查询密码特征：对于双极信号，在用最高有效位表示信号的大信号的情况下，错误代码的影响大，在111 011、差为7个量化电平小信号的情况下，错误代码的影响小，在100 000、差为1个量化电平。 是自然查询密码，上述两种情况下4个量化电平都不同。 像声音等信号那样，出现小信号的概率大，如果折叠代码，则错误代码对解调输出的影响小。 对于双极信号(-E，e )，选择重叠二进制代码。 3 .编码方法和编码方法有很多种类，

11、在电路实现中逐次比较型编码多被采用，当其原理与天平重量的原理一致时，整合量化和编码，比较基准是各量化区间的开始点mi-1，最终决定mi-1 msq(kTs) mi的二进制码。 以折线a规则的不均匀量化(M=256 )为例，通常重叠查询密码(N=8)，该PCM查询密码为：极性码(C1 )、段落查询密码(C2C3C4 )、段落内查询密码(C5C6C7C8 )的ii )。 iii ) .通过确定段内编码C5、C6、C7、c8: ms (kts )，能够在第I个段中确定这个段量化时段： Vi=E/213-i。 3 .编码方法，样本值能够确定，mik-1 |ms(kTs)| m ki，其中，以每个区间的

12、开始值m i k-1=Vi-1 (k-1)Vi为参考。 当13折线不均匀量化时，第一量化区间长度： V1=E/2048采样值被正规化为V1时，正规化采样值： |ms(kTs)|/V1是多少个量化单位。 原始Vi、m ki和Vi都可以由V1归一化以量化单位来表示。 注意，在解码时，量化水平可被设定为量化区间中点： q ik=mik-1 Vi /2=Vi-1 (k-1/2)Vi最大量化误差为： max=VI/2，2 )，即， E/V1=2048 (量化单位)，并且正值区域为m个即，表示| m s(kTs) |的7二进制位查询密码可以用11二进制位线性查询密码替换。 另外，例如，获得ms(kTs)=

13、 1270个量化单位和对应的13条折线非均匀量化PCM码。 I ) .确定关极性码字： ms(kTs)= 1270 0，C1=1。 ii ) .确定段落查询密码：位于第八段，V8=64，iii ) .确定段落内查询密码：位于第八段的第四量化区间，PCM查询密码为1110011，所生成的PCM查询密码组为1110011。 这指示输入信号的采样值处于第八级中的编号为3的量化水平，并且PCM连续量化编码器的油路块图示出了向解码器施加i/2使得在该量化间隔中输入的任何信号电平的量化误差小于Vi/2的电路。 由于此等效于将量化电平移位到量化间隔中间，所以具有加入Vi/2的电路的解码器必须不超过Vi/2。

14、 PCM解码器电路，iv ) .解码时的量化电平和量化误差：量化电平： msq(kTs)=q84=m84-1 8 /2=1248量化误差：=|msq(kts)-ms(kts) .11二进制位线性查询密码， m84-1=1216=210 27 2611二进制位查询密码33601001100000，6-2 .简单增量(m )调制原理1、基本原理PCM:是表示一组查询密码的一个样本值的绝对值大小接收方应该能够区分哪些查询密码构成一个查询密码组，正确地解码采样值。 因此，应该引入查询密码组的同步，接收侧的识别容易，传输处理变得复杂。 当采样值用一个码字来表示时，接收端不需要码组的同步。 一个码字不能反映样本值的绝对值，但可以表示相邻样本值的改变规则：减小为0增加到1。 即，表示相邻样本值的变化规律的查询密码为m查询密码。 问题是，接收侧是否能够从该m个查询密码恢复模拟计程仪信号。接收侧解码器需要两个功能：可存储与前一个值相同的值和可存储与前一个值相同的值如果充放电常数一致，则脉冲宽度