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文檔簡介
第五章脈沖編碼調(diào)制主要內(nèi)容一、 脈沖編碼調(diào)制(PCM)基本原理二、 對數(shù)量化及其折線近似三、 PCM編碼原理四、 增量調(diào)制(ΔM)一、脈沖編碼調(diào)制(PCM)基本原理1.概述(1)、概念:是將模擬信號變成數(shù)字信號的編碼方式,以實現(xiàn)通信系統(tǒng)的數(shù)字化傳輸。(2)、框圖
PCM包括:抽樣、量化、編碼三個過程抽樣:時間離散化量化:幅度離散化編碼:轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼PAM信號多電平PAM信號二進(jìn)制PCM信號語音編碼分類波形編碼:將時域模擬話音的波形信號進(jìn)過采樣、量化和編碼形成數(shù)字語音信號。編碼速率較高,16k~64k包括:PCM,ADPCM,M,CVSDM,APC等占用較高帶寬,適合有線參量編碼:基于人類語音的產(chǎn)生機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型,根據(jù)輸入語音得出模型參數(shù)并傳輸,在收端恢復(fù)。編碼速率較低,1.2~4.8kbps包括各種線形預(yù)測編碼(LPC)方法和余弦聲碼器語音質(zhì)量中等,不滿足商用要求混合編碼:波形編碼+參量編碼(LPAS)包括GSM的RPE-LPC編碼和VSELP編碼語音編碼的標(biāo)準(zhǔn)G.711PCM(64kbps)G.721ADPCM(32kbps)G.7227kHz帶寬64kbps速率內(nèi)的音頻編碼G.7236.3k/5.6k雙速率多媒體語音編碼G.72816kbps語音編碼LD-CELPG.7298kbps多媒體語音編碼2.抽樣定理一、低通抽樣定理(基帶信號)
1、定理:一個頻譜限制在(0,fH)內(nèi)的連續(xù)信號,唯一地被均勻間隔為不小于1/2fH秒的樣值序列所確定。fs=2fH時,稱為奈奎斯特速率。二層含義:
⑴若每秒鐘對信號均勻取樣不小于1/2fH次,所得樣值序列含有全部信息。
⑵利用該樣值序列,可不失真地恢復(fù)原來的信號。2、證明:利用傅立葉變換
取樣沖激序列為:其中設(shè)為取樣速率,為取樣間隔,且有A.B.C.D.
取樣過程
傅氏性質(zhì)(1)對照圖F與,可知:
的頻譜
是一系列周期重復(fù)的譜塊,在時,頻譜不會復(fù)疊,即無混疊現(xiàn)象。
(2)觀察圖F以原點(diǎn)為中心的那個譜塊可知:與原來m(t)的頻譜成正比,比例系數(shù)為,證明了定理的第一層含義,即:確實攜帶了m(t)的全部信息。
E.F.mM恢復(fù)儀:內(nèi)食插(理想挎低通臣濾波)理想音低通勻濾波耽器重建集信號爺:核函液數(shù)二、摘帶通損抽樣摧定理建(頻供分多于路,積截波暢電話禍)最高尖頻率fH,最高拴頻率fL,限帶(fL,fH),帶寬醬為B抽樣翠頻率fs應(yīng)滿繪足下城列關(guān)戶系式:其中唇,芳(乳余數(shù)建),為不考超過臟的最絨大正閉整數(shù)萄(包),饅必有0≤歪M<1。帶通避信號局的抽仗樣頻秧率在2B至4B間變鍋動1.fH=N秀B時2.fH≠NB(fH=辟NB味+M敞B)時圖5-嫌8帶通刃抽樣佩的混清疊由圖命可見征,使陡頻譜丸無混斗疊,駝則必塑須使事實化上不宋發(fā)生代頻譜始混疊旅要求雜,軟件屑無線套電中赤常取帥,上式我中縫隙償寬度演為汗,N則,對脆濾波揪器矩形特航性要李求塵。3、實與際抽探樣的河問題1、信號胡往往糖不是少頻帶聰受限盯的基尋帶信熔號(然混疊等現(xiàn)象粒)。2、取樣跪脈沖芝總有棕一定文寬度吃(理萄想的肚是一示個沖援激)何,即脈伸寬總段是具暗有一電定持夢續(xù)時耳間。3、實舉際抽祥樣:①自然撲抽樣睜(曲辱頂抽亂樣)②平頂抽采樣實際韻抽樣--帖-自然律抽樣抽樣物脈沖橋:傅立飲葉展鏈開抽樣壺信號抽樣靈信號割頻譜實際缺抽樣--辜-平頂跨抽樣時域途表達(dá)頻域歌表達(dá)平頂猴抽樣蕉=理古想抽訊樣+配(矩頸形)慎脈沖纖成形宵網(wǎng)絡(luò)其中比較調(diào)兩種毅實際擾抽樣叮系統(tǒng)茶可見從,自滔然抽狠樣后貼的信忌號頻鳴譜在展頻率串上是堅周期都性的歇,其球譜瓣摸形狀芹與原丘函數(shù)沈頻譜元相同田,但刺幅度嘆按抽怒樣脈罰沖的數(shù)頻譜賤和脈戚沖寬對度兩舅者決傷定的摔比例砌系數(shù)閃變化公;平港頂抽抵樣后稿的信前號頻懂譜各裁譜瓣第要受陽抽樣懼脈沖逃頻譜奪的不羨均勻雁加權(quán)哄,從脂而各或譜瓣毀有不提均勻拳或不愁對稱雹的失蹲真,韻且幅驕度要與下降不,克惠服譜湯瓣失眨真的獄方法林是在聯(lián)恢復(fù)哄信息就信號屢的低洪通濾徹波器給之后押接一吩均衡購濾波吐器,析其頻風(fēng)率傳叔輸函扒數(shù)為梢保持芹電路骨的傳墾輸函卵數(shù)的曲倒數(shù)傲。自然甩抽樣腿與平項候抽樣沙的比川較存在孔徑曾失真。般解調(diào)射時采旨用的磨抽樣酷保持汗電路貍引入睬了失利真項姥,為孔了使扯輸出截信號堂最大主,一梁般取和。鑰接收妥端必膚須采炒用濾鹿波器去:攏進(jìn)論行頻蠟率補(bǔ)臉償,饞抵消綱失真霞。4、量努化量化壓定義貝:幅刊值上蓄的離相散化模型浸:連續(xù)外幅度栽值的下無限亮數(shù)集濫合離散乞幅度魯值的笨有限燦數(shù)集薪合分類危:量化擋器量化聞圖示量化褲間隔均勻故量化澆間隔L為量?;娢财綌?shù)量化植誤差量化夾誤差膜定義量化匠噪聲塘:量鍛化均黎方誤鐵差量化普誤差宣與量否化間百隔的固分割墨有關(guān)顆,即蓮與{xk}、{yk}有關(guān)矢量壩量化量化嫩器輸禽入為借連續(xù)套幅度護(hù)的隨畏機(jī)矢蝕量(N維):量化吧器的腰輸出獄是離散墓幅度罩的矢撒量:稱為重建棚碼本或碼本,L稱為碼本易尺度。N維隨驗機(jī)矢灑量空坐間L個子純空間慌,各攜對應(yīng)于一拍個重建建矢晃量依。矢量花量化幼的數(shù)侍學(xué)描菊述為潑:矢量垮量化譽(yù)的基籃本問謀題同岸樣是初計算程量化罰誤差希(失循真度慚量,里常用需均方郵誤差駱、加次權(quán)均示方誤斥差、仿線形疊預(yù)測務(wù)失真棚度等短)與背設(shè)計后最佳疼量化鬧器。固平填均每斤維的均方誦誤差定義由為(5-才12)與量氏化前臺后兩勁矢量嚷間的存歐氏借距離定(范巨數(shù))睬的平胳方成覽正比飾。最佳招量化饞的條遼件:宣條擋件一塞(找腫距離總最近殼的碼酬本)光,量集化過民程應(yīng)穩(wěn)符合薦下述取條件肅:若拌,棍,則懂即量蠟化器尤能選懸出失真親最小拾(距扭離最勉近)的矢蔬量。條件靠二,錫設(shè)計禽集合先,并旁分割辨子空逮間,偏使各齊個子級空間丘中的至總平身均失課真廉最小豪。(Vo找ro驕ni子空佩間法通)刷(5-播13)一般鋸進(jìn)行暗以下繡迭代犁求解預(yù):亡(1)給晃定一迫組初聯(lián)值屬;松(2)分酒割子謎空間論,若優(yōu),復(fù),卸則筆;曾(最沿近碼洗本)形(3)找垮出各序子空嗽間的謝質(zhì)心污:倘;虎(4)計弓算愁總平頌均失藝真度仗。成(5)由捏開絡(luò)始,警重復(fù)術(shù)(2)、跟(3)、就(4),架直到值(給搖定閾妻值)晌,采答停止其迭代先,求可得垃矢累量最窮為重譽(yù)建碼仙本。亞矢貴量量亞化比苗標(biāo)量務(wù)量化洋更接咬近率含失真丘函數(shù)餃的界葬值突。用霞于低蜘比特診率的著語音刷、圖漢象壓縫縮編幅碼以鍛及語牌音識家別與監(jiān)合成體技術(shù)替中。最佳病量化目標(biāo)根:量冶化噪允聲最貍小分析邊得到給定凈初始楚值y1,龜x1=0堅,由(膝2)輪求x2根據(jù)x2,俊y1,由(種1)另求y2根據(jù)y2,附x2,由(梢2)就求x3重復(fù)左(b)事(c蓄),直到銹求出x1…xL,供y1…yL代xk,絡(luò)xk+斧1=∞到(薪2)極,是碎否等堆于yL?量化薄層數(shù)L=恢2量化疊誤差料等于況信號辱的方錦差和忠重建毒電平社平方晶的差量化獻(xiàn)層數(shù)L>章>塊1最佳脊量化明電平慘落在嚇分層醋電平回的中垂點(diǎn)量化翠噪聲過載輝(劍-V,填V主)表5-已1最佳奪量化古特性表5-誤1最佳羊量化挺特性術(shù)(續(xù)棄表)表注匯:G表示崖高斯肌分布班,U表示毫均勻灶分布爐,L表示服拉普磁拉斯盟分布御,Γ表示扛伽瑪石分布畝。均勻辛量化均勻科量化量化誰電平(-V,V),L個間冠隔。不過暑載量竊化噪趙聲量化完過載悉噪聲遵為對悠稱分焦布時迫總住的量綱化噪掉聲座應(yīng)為不過太載噪故聲和過載劣噪聲之和庸,即中平燥型中升制型中平遺型中升盛型量化破信噪檔比--靈-正弦但波量化笛信號量化號信噪幫比每增推加一漢位編碼腐,提斷高6d矛B結(jié)統(tǒng)論:(1)量化圾間距減小SN雜R增大盆;(2)信號減小SN梁R減小未;(3)當(dāng)減小鼠,同刃時是減小SN誤R基本怎不變益;(4)量化竟層數(shù)妖增加貝一倍抹(L拒2恐L),量化廚比特雄數(shù)增葛大1(槍n亦n蠢+1)SN蒙R提高6d葵B。量化窄信噪努比--勞-語音識信號語音威信號暖分布隨:信噪笨比:小過炒載大過粘載小結(jié)刺—語車音信舍號P1趙20語音鋒動態(tài)階變化偶范圍夠30dB左右線路沸損耗戰(zhàn)25良-3掛0dB語音后的動風(fēng)態(tài)范很圍4悉0-勤50dB而高壩質(zhì)量臟電話寸信噪欠比應(yīng)急大于暴25dB要滿暴足4咽0-派50dB范圍醉內(nèi),召大于像25dB季,n賭=1務(wù)2量化朋信噪句比--摟-均勻駐分布設(shè)輸講入信濃號x(連t)在[-a涂,樹a]內(nèi)顆均勻言分布召,即f(小x)=請1/肺2a鏈,則信側(cè)號功獻(xiàn)率為純:量化印信噪辜比為非均丘勻量捕化與癥信號悠的壓喘縮擴(kuò)壓張問題膜的提談出:(1)n的增終加伏傳輸煤質(zhì)量擺提高蘇;但傳輸熟時間弟增加、求頻帶較增寬倚,設(shè)岸備復(fù)筑雜程甜度增糠加,個成本啦上升對。(2)工程恥中:含碼位壯數(shù)確悶定的騙條件疼下(犬最大認(rèn)程度傾的壓縮頻緞帶)浪,盡恐可能刊地減祥小噪胡聲平惱均功甜率。(3)由圖5-哲15可知怎:信號徒強(qiáng)度遞減詢小SN透R減小富??梢姾疲」市盘栯u時SN演R小,灑大信蛾號時倦,SN招R大,之而語言意幅度鋤的統(tǒng)造計規(guī)條律是柱出現(xiàn)卷小信牙號的之概率戚大,我巡壽們希逝望信足號幅舌度在蠅變化彩的動鵲態(tài)范臂圍內(nèi)桿,SN球R總是鄰保持貨某個辣額定恰值上,提帽出“填平陽補(bǔ)齊”的蠶辦法末,即速:設(shè)法曬將小扎信號掃的SN滴R增加懲,適拳當(dāng)犧燈牲一跡些大蒸信號索的SN既R(使其遼減小扒),以求仿得在渾較寬稿的信靠號動讀態(tài)范章圍內(nèi)由滿足嫌信噪辨比大膀于額鈔定值程的要但求。(4)與急成翼正比洪,尋騾找一說種量款化特屋性。非均住勻量圾化的形概念對小袋信號撐用小冠階距托量化屬,減端小陣,大私信號咸時匆用大柔階距葬量化更,間有鈴所增沒大,薯但SN逐R仍可冰保持鋼在額描定盡值上夸,這連樣的慚量化姜特性桿稱為升非均題勻量偽化。如何襯實現(xiàn)著非均身勻量就化壓縮制擴(kuò)蛾張的悼辦法壓縮均勻早量化擴(kuò)張xΔΔkxz=亞f(耳x)壓縮:先顛對信隨號的詢動態(tài)群范圍顯進(jìn)行標(biāo)壓縮夢(非閃線性閘)。小信歐號:荷增益沫大。大信示號:懲增益掌小。擴(kuò)張:逆歡變換訂,擴(kuò)物大信灘號的約動態(tài)腫范圍惹。小信械號:勁增益委小。大信踏號:腿增益戰(zhàn)大。壓——擴(kuò)互蟻補(bǔ),歪避免李線性浙失真止。壓縮娃與擴(kuò)巡壽張的倘示意持圖最佳述非均鍵勻量威化(脈實際爹中不材用)在最示佳壓仁縮特賣性的剪情況訴下,肢其量挑化噪援聲最小機(jī)。最佳贏壓縮哈特性最小瓣量化帆噪聲一、寫實際援中采問用的墨量化1、對數(shù)福量化紛器:具有件對數(shù)妙量化估特性透,即煩:V大,SN魄R減小濤;V小,SN脹R增大。CC籃IT葡T建議賭采用叢兩種佛壓擴(kuò)剝律:律,眠較早勵些由魄美國怕和日矩本提出,=2悟55A律,或稍晚皮些由腐歐洲襪提出泳,我弓國用A律,A=償87蕩.62、特點(diǎn):具有鍛對數(shù)藝特性自的通鳴過原治點(diǎn)的閘中心逢對稱木的曲同線。二、折對數(shù)嶺量化袖及其憑折線蔥近似3、壓—擴(kuò)信鞏噪比采改善仍量QdB定義:壓縮返特性降曲線喘的斜俊率就尿是壓汪縮器喘的增藏益,運(yùn)稱為SN撐R改善蠻量,券記為QdB。壓均壓二、叼對數(shù)城量化聰及其激折線纖近似二、A律壓邁縮特眼性車(中減國、笛歐洲辰等)1、定義A為常討數(shù)(旨壓縮捷系數(shù)戚)A=戀87請.6一段直線對數(shù)曲線小信航號二、靈對數(shù)盛量化噴及其臟折線擋近似三、律希壓縮得特性企(美親國)1、定惹義:2、SN僅R壓特廁性:(1)越被大則恨壓縮典效果澇愈明間顯;(2)=2樹55,L=處25伏6在小體信號賢范圍廈內(nèi)優(yōu)于A律。二、每對數(shù)頃量化剩及其聞?wù)劬€舌近似求μ=產(chǎn)10喂0時,方壓砍縮對妨大、途小馬信號濾的量怠化信習(xí)噪比務(wù)的改符善量錢,并補(bǔ)與無劉壓縮方時(μ=膝0)的蝴情況軍進(jìn)行值對比刺。解爬因為傲壓縮找特性y=偏f(勤x)為對惑數(shù)曲指線,蹤蝶當(dāng)量奧化級乳劃分灘較多率時,廟在每綿一量板化級替中壓烘縮特私性曲趣線均吸可看品作直殖線,紫所以求導(dǎo)鄰可得又有因此騎,姥量化略誤差臥為ˊ當(dāng)μ>1時,Δy梨/Δ緊x的比足值大博小反弊映了恰非均搶勻量貍化(墾有壓我縮)溫對均踩勻量絹化(壩無壓撫縮)眾的信擔(dān)噪比爪的改很善程尚度。當(dāng)懂用分儀貝表航示,來并用寧符號Q表示壤信噪半比的率改善奧量時頌,連有對于焰小信刊號(x→筋0),有ˊ=x→鍛0x→腐0=μμμμμμμ該比鈴值大椅于1,流表示麻非均憑勻量路化的欲量化宇間隔Δx比均要勻量埋化間極隔Δy小。沒這時蝦,信管噪比喊的改馳善量決為丈對于權(quán)大信濕號(x→襯1),該比繪值小蕉于1,表顫示非頃均勻顯量化最的量只化間堅隔Δx比均等勻量抄化間謎隔Δy大,飽故信孝噪比喬下降些。以覽分貝嚴(yán)表示擾為即大別信號杠信噪路比下屢降13呈.3推dB逆。封根據(jù)扣以上破關(guān)系爸計算彎得到擦的信纖噪比衰的改木善程特度與今輸入疼電平企的關(guān)筑系如萌表所嘗列。趣這私里,奏最大姨允許為輸入魄電平栗為0d呀B(即x=鑒1);芝[Q]dB>0表示椒提高咳的信熟噪比牢,而[Q]dB<0表示開損失孔的信鳥噪比碑。圖畫洪出了材有無慎壓擴(kuò)笨時的使比較禾曲線辰,其祥中μ=勝0表示挽無壓哥擴(kuò)時莫的信呼噪比皇,μ=害10青0表示灣有壓外擴(kuò)時轟的信專噪比表。由歸圖可環(huán)見,趕無壓濃擴(kuò)時經(jīng),信他噪比泥隨輸胸入信圾號的廚減小歡而迅停速下醋降;耕有疾壓擴(kuò)括時,打信噪江比隨掙輸入仙信號私的下怨降比服較緩賤慢。邀若要躲求量域化信莊噪比忌大于26雕d伐B,則對沫于μ=馬0時的虛輸入原信號竄必須攻大于-1焰8d曠B,而對墨于μ=養(yǎng)10象0時的造輸入枕信號慌只要極大于-3渠6d聰B即可這??沈咭?,襖采用綱壓擴(kuò)獎提高掙了小絨信號相的量騎化信示噪比升,相碰當(dāng)于勵擴(kuò)大姻了輸悟入信腫號的桶動態(tài)州范圍筑。x10.3160.10.03120.010.003輸入信號電平/dB[Q]db0-13.3-10-3.5-205.8-3014.4-4020.6-5024.4信噪夜比的予改善吐程度很與輸違入電異平的尸關(guān)系圖7-茂21有無依壓闊陳的比吃較曲府線擴(kuò)四、液對數(shù)眼壓縮僻特性末的折展線近閃似1、思攪路(1)律粥、A律——利用脹二極太管的英伏安些特性歷實現(xiàn)端。(2)用若干載直線達(dá)的折賺線代矮替勻窯滑曲賓線,實兔現(xiàn)全彩數(shù)字電路皇。(3)思路:壓縮痛、量拋化、并編碼用一銜個非宏線性第編碼水器完和成。二、困對數(shù)陳量化嫩及其調(diào)折線臟近似X壓舅量未化(芳均)乘編葡碼臭解生碼賊擴(kuò)張YX桑Y2、A律13折線(1)X的分趁段正另好符名合2的冪櫻次規(guī)泉律(傘區(qū)間機(jī))(2)正、額負(fù)方績向應(yīng)輝該有16段;陣但正專、負(fù)杯方向莫第一府段和正宇、負(fù)末方向偏第二襯段斜地率相叔等,譯可連纖成一車段直擦線,故16段13折線餓。非線性編碼非線性解碼二、電對數(shù)卻量化鳥及其儲折線響近似A律13折線回非均睬勻量碰化段號i12345678x
01y(13折線)01y(A=87.6)01斜率161684211/21/4量化間隔Δ1Δ12Δ14Δ18Δ116Δ132Δ164Δ1A律13折線莊近似保持危與小挖信號睜量化碗間隔適相同聰?shù)那槎箾r下郵,12餓8級非頑均勻校量化監(jiān)相當(dāng)輪于20強(qiáng)48級均葡勻量仙化。在A律特纏性分紐奉析中驅(qū)可以帶看出界,取A=琴87禽.6有兩驢個目呀的:一是怒使特紅性曲陶線原勾點(diǎn)附居近的膽斜率影湊成16,二是循使13折線蔽逼近李時,x的八護(hù)個段載落量故化分屆界點(diǎn)產(chǎn)近似示于按2的冪櫻次遞獅減分擊割,卸有利打于數(shù)住字化叫。圖5-嬌25正弦嫩輸入SN擔(dān)R曲線敏(13折線筍近似傅)律15折線咬近似容參數(shù)癥表211864375001xy(15折線仙)段號i律15折線慚=2怪55Y軸:8等分X軸:報對應(yīng)太的分油層電翻平為(2副i-忘1)拒/2畢55棍,艦x0=0影.μ律15折線三、PC嗽M編碼一、剪概述1、定孫義:把決量化冶后電崇平值振轉(zhuǎn)化魯成二噴進(jìn)制侄碼組貝的過程稱略為編殼碼。2、常京見碼鄰組:NB河C、FB個C、RB句C。3、PC液M采用FB嘴C:原因汗是(失真掏誤差訴功率)小。4、信威道誤禮碼對SN叫R的影科響:引起尊的聚(淘噪聲刃)很掉大時雨,銀才起款主要傳作用披,此時銜,川與顛成助反比福,一況般投。格雷副碼Gr抗ay護(hù)C汪od協(xié)e折疊恰二進(jìn)啟制碼Fo腐ld核ed竿B古in標(biāo)ar涌y悼Co輔de量化電平自然二進(jìn)碼格雷碼折疊二進(jìn)碼1514131211109876543210111111101101110010111010100110000111011001010100001100100001000010001001101110101110111111011100010001010111011000100011000100001111111011011100101110101001100000000001001000110100010101100111常用臂二進(jìn)劑制代皇碼PC塵M編碼統(tǒng)采用FB湯C碼,嗚原因貫?1.對于持語音套這樣只的雙文極性籌信號倘,只峽要絕掀對值收相同眾,則倡可以僑采用腰單極賴性編桑碼的寺方法曉,使貴編碼屈過程壤大大扁簡化坑。2.在傳栽輸過突程中尾出現(xiàn)借誤碼趣,嶼對小零信號昂影響蔽較小冰。這一奇特性罩是十巾分可衡貴的雹,因陣為語零音信尤號小神幅度變出現(xiàn)每的概賣率比士大幅耀度的錢大,貞所以半,著蠅眼點(diǎn)問在于泳小信榨號的蛙傳輸偵效果巡壽。3.格雷嗚二進(jìn)侄碼的孤特點(diǎn)紡是任開何相嚇鄰電錯平的慮碼組嘗,只島有一泛位碼慮位發(fā)拉生變心化,服即相乓鄰碼泄字的麗距離殖恒為1。譯羊碼時娘,若敞傳輸樂或判頭決有壟誤,動量化迷電平姻的誤劑差小姜。另虛外,孩這種瀉碼除謝極性貓碼外鎮(zhèn),當(dāng)袖正、塘負(fù)極英性信惕號的登絕對側(cè)值相荒等時晴,其右幅度群碼相超同,猴故又忘稱反搜射二照進(jìn)碼竄。但灶這種憂碼不帥是“撒可加拋的”亮,不享能逐暖比特董獨(dú)立繳進(jìn)行脹,參需先旋轉(zhuǎn)換全為自貨然二乒進(jìn)碼會后再恐譯碼辱。信道曠誤碼共對信嫌噪比竟的影仆響PC粒M通信陶系統(tǒng)詠中,倉重建惑信號升的誤當(dāng)差來拍源于霉量化梨器的暢量化斥誤差底以及買誤碼廣引起聯(lián)的失由真禍。萄總噪紐奉聲功們率在北與扒相絲式互統(tǒng)狼計獨(dú)饒立時綿為戚(5-飲64)假定惑量化恩器均殃勻量甚化,教則基,竄由誤庸碼產(chǎn)括生的滾噪聲震功率保為價(5-氧65)假定艙每個頂量化怖電平熱出現(xiàn)旋的概但率相毫等,源且信幕道誤戚比特超率掩較假低,蜻只需隔考慮n位碼光組中汪只出絞現(xiàn)一努位誤千碼的汪情況礙,有對自緣瑞然碼茶,有厲當(dāng)輸渴入信厚號為棋均勻壯分布后時,稿滿載明情況警下輸螞入信勒號功票率為總噪巷聲失爐真功蜂率(5-牙69)嫁(5-奇70)式(5-伙70)是謀在自犁然碼匠、均繡勻量莊化以狹及輸岸入信太號為咱均勻鍬分茫布的像前提惑下得浙到的壘。撓圖5-紹28給出較了輸醒入信點(diǎn)號為亂拉普罷拉斯互分布雕、A律對太數(shù)量冠化由(A=網(wǎng)87涉.6、L=寧25度6)以芳及予等條增件下亭,計眉算得愛到SN栗R與惡輸入培電平大的關(guān)任系曲抖線。圖5-賊28不同脾編碼汁規(guī)律撐時SN逮R與輸張入電唇平的施關(guān)系由圖嶼可知晉小信般號時激,折吳疊碼汁的SN椅R要比梳自然翼碼高禍。二、鴨編碼跌算法1、A律13折線謊非線蒙性編初碼算拘法(A=皆87智.6侍L=蒸25搶6)(1)碼字厚:M1M2充M悟3護(hù)M蒙4M5逃M6鑼M7牽M8極性雕碼乞段落印碼幣段內(nèi)振碼(騾電平顯碼)三、PC潔M編碼M1:極性哨碼當(dāng)X≥盼0時,M1德=堤1(“+”濫=1)當(dāng)X<0時,M1物=貨0(“-”固=0)M2妻M揮3剛M4:段落獄碼代表唇八個雹段落脂,的起始蹤蝶電平氏值,即00則0-未--外-1港11。M5軟M姥6奪M7可M撤8:段內(nèi)族電平撤碼其二舞進(jìn)制枕正好雙對應(yīng)段內(nèi)16層電直平,即00所00坐--映--惑11姑11。每一幣段落館內(nèi)有16個量期化電駐平值,段怨內(nèi)量器化電馳平值此是等間劇隔的,引但量化撒間隔大小田隨段嶺落序意號的乒增加前而以冒兩倍沿遞增典。三、PC釀M編碼(2)編碼裁原理耳:逐次惰比較泊法。編碼挎的方茅法與用天讀平稱績重物懸的過營程極榮為相擦似。天平綿稱重卻的過失程:第1次稱兆重所握加砝窯碼(陪在編巨碼術(shù)稈語中稱為胸“權(quán)越”,送它的然大小傭稱為懂權(quán)值相)是殃估計藏的,棉這種卻權(quán)值當(dāng)然統(tǒng)不能遍正好恭使天恰平平山衡。蘆若砝疏碼的提權(quán)值育大了賺,換白一個小暖一些煮的砝沉碼再賓稱。請注由意,月第2次所違加砝縫碼的寒權(quán)值拉,是根筑據(jù)第1次做撓出判騾斷的停結(jié)果姓確定醋的。若抹第2次稱勾的結(jié)非果說明炎砝碼紋小了羽,就使要在能第2次權(quán)顆值基響礎(chǔ)上摔加上搶一個韻更小步一些的扯砝碼評。如名此進(jìn)皺行下藏去,敲直到界接近翁平衡眉為止葡。這錦個過程叫塞做逐次碧比較忍稱重芽過程。三、PC筋M編碼逐次遮比較是稱重網(wǎng)過程息的含醉義:“逐次野”的含用義,雕可理繞解為廉稱重什是一揚(yáng)次次祖由粗綱到細(xì)進(jìn)行表的。寬而“比無較”則是判把上堅一次御稱重論的結(jié)撲果作男為參考,協(xié)比較敏得到勿下一私次輸飽出權(quán)雪值的持大小曠,如飲此反掛復(fù)進(jìn)行下感去,使所援加權(quán)辣值逐陵步逼祖近物今體真萍實重百量。逐次俘比較潑型編怖碼方舌法:“逐臥次比墊較編圖碼器哈”原俱理圖。它傭由抽開樣保而持、傳全波整流絹、極司性判傷決、熟比較倉器及展本地粱譯碼林器等伸組成蔽。三、PC紹M編碼“逐軍次比淚較編款碼器緩”原雞理:抽樣趕后的傻模擬PA詢M信號充,需歇經(jīng)保都持展絕寬后旗再進(jìn)應(yīng)行編碼啞。保瘋持后決的PA狹M信號宏仍為蜜雙極晶信號估。將救該信合號經(jīng)過僵全波逃整流成變?yōu)楹唵螛O伴性信灰號。薄對此豆信號蒼進(jìn)行勺極性判決愉,編出寬極性侍碼M1。當(dāng)晃信號抓為正弱極性嚴(yán)時,巡壽極性碰判決電座路出帆“1”碼,抗反之螺出“0”碼。新比較拳器通帆過比較樣值電讀流Ic和標(biāo)準(zhǔn)名電流Is,從而旨對輸興入信諸號抽櫻樣值京實現(xiàn)非攝線性骨(即耕壓擴(kuò)學(xué))量露化和循編碼嘴。三、PC守M編碼每比送較一沿次,賺輸入手一位風(fēng)二進(jìn)深制碼肝,當(dāng)Ic>Is時,捉出“1”碼;底反之蹄出“0”碼。由象于13折線屬法中肯用7位二置進(jìn)制該碼代示表段括落和港段內(nèi)沾碼,汽所以晃對一理個信攤號的惰抽樣露值要約進(jìn)行7次比屈較,掃每次暮所需狐標(biāo)準(zhǔn)糧電流呀由本談地譯特碼器賢提供珍。13折線A律在競正方四向分魄為8大段,用洞段落浩碼M2M3M4表示腿,所扁以在漸判決狂輸出膨碼時答,第1次比賊較應(yīng)先洋決定城信號Ic是屬繳于8大段朱的上4段還游是下4段,旦這時記權(quán)值Is是8段的紫中間澇值Is=12棉8△,Ic落在蘭上4段,M2=1,落僚在下4段M2=0;第2次比巴較要選鑄擇第1次比灰較Ic在4段的獎上兩事段還白是下異兩段斤,當(dāng)Is在上拾兩段旬時,M3槐=1,否磨則,M3屑=0;三、PC晌M編碼同理撥用M4為“1”或“0”來表蠟示Ic落在新兩段蘆的上努一段備還是達(dá)下一賺段。可以淺說段徒落碼架編碼社的過宗程是映決定Ic落在8段中呆那一市段,朗并用財這段欺起始團(tuán)電平品表示Is的過炕程。段內(nèi)風(fēng)碼的圾編碼柱過程球與段巡壽落碼配相似,即決定Ic落在16等分家段中技哪一振段內(nèi)炮,并頸用這舊段起炕始電鋼平表級示Ic的過譽(yù)程。A律13折線艱的分拐段方贏案分段份情況濃及段唐落碼苗碼位躍安排
例:已知抽樣值為+625△,求13折線A律編出8位碼字。
解:第1次比較:信號Ic為正極性,M1=1;
第2次比較:本地譯碼器輸出為
Is2=128△,
Ic=625△>Is2=128△,M2=1
;
第3次比較:本地譯碼器輸出為
Is3=512△,
Ic=625△>Ic3=512△,M3=1
;
第4次比較:本地譯碼器輸出為
Is4=1024△
,
Ic=625△<Is4=1024△,M4=0
;段落宣碼極性炭碼求段偵內(nèi)碼:第5次比較:本地譯碼器輸出為:
Is5=512△+(1024△-512△)/16*8=768△
,其中(1024△-512△)/16=32△
,表示M2M3M4=110所處第7段的量化間隔。
Ic=625△<Is5=768△,M5=0
;第6次比較:本地譯碼器輸為:
Is6=512△+32△*4=640△
,
Ic=625△<Is6=640△,M6=0
;第7次比較:本地譯碼器輸出為
:Is7=512△+32△*2=576△
Ic=625△<Is7=576△,M7=1
第8次比較:本地譯碼器輸出為
:Is8=512△+32△*3=608△
Ic=625△<Is8=608△,M8=1
所以:編碼輸出碼字為11100011
;
量化誤差為625△-608△=17△
。例:X=斗12駕50△=除2解:12狂50>0,為正,M1=伯1在(51耳2△—1必02杜4△)之帆間,即眉在第7段,(11物0)2∴M2M3M4=打11橋03(00益11)2∴M5M6M7M8=拌00最11碼字著電平斬=故,董編碼物輸出皆應(yīng)為11奧10鍬00攀11。*必解碼量輸出11疲1惱00繳0津1夢1+娃51囑2△3×并32△=1啟92∴10段24+1站92肚=1京21暗6(段落府碼起軍始電線平值+段內(nèi)統(tǒng)碼電紫平值)誤差12駕50糕-1科21億6=亡34實際祝譯碼冊時,籌為譯爹碼結(jié)雀果再搶加△i/212朽16補(bǔ)+32△/2=醫(yī)12封48誤差12賀50-12碼48=22、A律13折線間接踩編碼算法M1--循M8(非線蔑性代暑碼)b0--幕b12(線性筍代碼)(便于乞計算弦機(jī)數(shù)坡字處港理)即將全線性岡碼直宋接轉(zhuǎn)張換成代非線嶺性代廳碼。樣值線性雪代碼惰(b0--標(biāo)b12)非線葛性代旨碼(M1-M8)稱為11屢/7變換牌。(眠硬件臥上稱薄為11縮慧/7代碼桿變換貓器)螞。為減遍少誤永差,盯有時首要進(jìn)婆行誤差補(bǔ)償失,增扣加一案位(無)故,卸也稱疏為12尋/7代碼鋼變換設(shè)器。方法堂(算浩法):碼表。(1)首先不將樣描值編吹成12位二偵進(jìn)制暮數(shù)(2)利用誤二進(jìn)以制數(shù)末與A律碼約的關(guān)扒系求7位碼(3)符號椅位對博應(yīng)加績?nèi)氪a忠組規(guī)律屋(碼座表)0…烈…0孕1墊W伶Z烈X孫Y……K個連叼零漢首1緊接號四位口后面0……01M5定M6扯M7氧M8……正/負(fù)M2烏M3撒M4牧M嫂5M寫6M序7M衛(wèi)8例:X=滿12夠50解:+編M1=1(1柿25蟲0)=(0100飾1110鐮00屋10)2(7-柿K)10=(7-罩1)10=(6)10=(11墾0)2(11滑0)2(M2垂M3桌M4)20觀0異1厲1(M5攤M6您M7陽M8)故,討編碼斃輸出剛為11御10司00劍11。段落序號段落碼M2M3M4876543211111001100011010001000第5至第8位碼M5M6M7M8為段躺內(nèi)碼渡,這4位碼攜的16種可慕能狀兆態(tài)用注來分村別代涂表每密一段嘗落內(nèi)脫的16個均勻劃分齡的量霸化級陸。恒段內(nèi)顛碼與16個量雅化級元之間愈的關(guān)螺系如久表咬所示秀。電平序號段內(nèi)碼電平序號段內(nèi)碼M5M6M7M8M5M6M7M815141312111098111111101101110010111010100110007654321001110110011001010011001000010000PC懸M信號總的碼看元速奏率和貨帶寬由于PC術(shù)M要用n位二哀進(jìn)制啄代碼卸表示最一個蓋抽樣副值,慈即一辟個抽柱樣周賞期Ts內(nèi)要獵編n位碼尖,因獵此每緩個碼哈元寬濫度為Ts蝴/N,碼位娃越多域,家碼元唇寬度租越小鑄,占松用帶狠寬越階大。顯然艘,傳許輸PC蔑M信號所需賣要的開帶寬嚷要比著模擬求基帶豬信號m(飾t)的帶計寬大頸得多憂。(1)碼元欲速率。設(shè)m(t)為低扯通信恭號,佩最高唇頻率伙為fH,按照肥抽樣垮定理漿的抽貌樣速獨(dú)率fs≥2fH,如果象量化詳電平腥數(shù)為L,則采洗用二屑進(jìn)制辰代碼殼的碼擺元速訂率為fb=f宮s·棕lo牛g2L=已f涉s·成lo昆g22n=fs姓·n早(2)傳輸PC皮M信號融所需僻的最往小帶削寬。抽氏樣速剃率的橡最小尿值fs=2棄fH,這時兼碼元寒傳輸聯(lián)速率贏為fb=fs·n=2fH·n,在牧無碼掩間串舊擾和擊采用泉理想根低通獎傳輸允特性瞇的情毅況下姻,所洲需最杠小傳誓輸帶主寬為實際尼中用娛升余秩弦傳親輸特您性時灑所需新傳輸誼帶寬叮為以常斗用的n=8,fs=8封kH專z為例蝕,實碧際應(yīng)始用的B=n·傍fs=6零4哈kH著z,顯然夫比直赴接傳讀輸語席音信慶號m(要t)的帶懂寬(4k騎Hz)要大悲得多體。時分治復(fù)用膠和多是路數(shù)立字電悉話系路統(tǒng)多路軍復(fù)用袋通信插方式參定義括:在靈一個圍信道蛇上同步時傳紐奉輸多壞個話波音信講號的崖技術(shù)徐。復(fù)著用技舅術(shù)有框多種諸工作參方式若,例臉如頻惜分復(fù)鴨用、糟時分耳復(fù)用咸以及纏碼分腫復(fù)用巧等。PA委M時分吊復(fù)用會原理時分恭復(fù)用昨的PC漸M系統(tǒng)陪(TD推M—?dú)qPC胖M)帶寬躺設(shè)計鮮:TD義M—釣PC端M的信件號代即碼在倦每一制個抽枯樣周拿期內(nèi)佳有Nk個,踐這里N表示血復(fù)用區(qū)路數(shù)姜,n表示執(zhí)每個圖抽樣塞值編淋碼的許二進(jìn)校制碼頑元位時數(shù)。因此眾,二謙進(jìn)制瞞碼元占速率疤可以舉表示亂為:在32路PC浙M系統(tǒng)乏中,抵只計蓄話音膚信息局碼,銳它有30路,在當(dāng)缸,n=8時,販話音啞信息杏的碼浴元速義率為委:30×8×80尿00=19館20千波鐮特。挑但是彩,當(dāng)票考慮田振鈴翠碼和君同步拐碼后20撤48千波液特,照也就饑是相撤當(dāng)于32個話鉛路。瓶帶寬卡為2M叼Hz。32路PC炎M的幀丹結(jié)構(gòu)從時箭間上免講:抽樣尚頻率缸為80幼00禽Hz,抽樣疾周期這也風(fēng)就是PC稈M剛30舌/3辟2的幀跪周期憲;一彩復(fù)幀抹由16個幀夢組成咽,復(fù)由幀周顆期為2m焰s;一幀腹內(nèi)要撥時分億復(fù)用32路,貓則每所路占肢用的脾時隙那為征;翻每時曠隙包勞含8位碼獻(xiàn)組,非每位幣碼元爹占48琴8n潤s。從傳鞭碼率尤上講蜻:每秒播鐘傳蹤蝶送80黑00幀,邁每幀32期×8=25粱6b魯it,總碼感率為25換6比特/幀×8斷00擾0幀/秒=20已48碧kb毯/s。每個話路催傳輸粘速率蓮為8×杯80例00=64非kb輝/s。四、增量稍調(diào)制增量獵調(diào)制偽獲得騎廣泛壟應(yīng)用間的主落要原跡因:(1螺)在比幟特率塑較低評時,牙增量綱調(diào)制窩的量執(zhí)化信規(guī)噪比第高于PC潔M的量莊化信舅噪比尊;(2崇)增量禾調(diào)制橫的抗仰誤碼睜性能招好。丟能工疊作于賠誤碼佩率為10-2~歌10-3的信竟道中云,而PC舞M要求糾誤比感特率鋤通常撿為10-4~爐10-6;(3迎)增量鋤調(diào)制點(diǎn)的編爐譯碼盛器比PC牧M簡單積。簡單漠增量鹽調(diào)制1、編脾碼的衰基本矮思想2、譯碼夾的基蒼本思第想收到紡“1”碼上份升一席個量受化階(跳變),收堂到“0”碼下閑降一壞個量樓化階(跳變),這辰樣就牲可以何把二右進(jìn)制致代碼稈經(jīng)過慣譯碼轟變成拜這沸樣的樣階梯治波。章另一稱種的揀編碼草思路徹如圖年所示標(biāo):3、簡臘單增銹量調(diào)刑制系蛋統(tǒng)框剝圖判決器是扁用來撿比較缺與仗大頌小,謀在定貌時抽畢樣時嶺刻如墨果->0輸出鋼“1”;-<0輸出哥“0”。4、簡屠單增矛量調(diào)酒制系射統(tǒng)的掃帶寬從編蔽碼的飄基本凡思想捉中可訊以知月道,市每抽救樣一專次即翻傳輸耐
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