通信原理考研知识汇总

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通信原理 知识点总结

通信原理 知识点总结

通信原理知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是携带信息的载体,可以分为连续信号和离散信号、模拟信号和数字信号、周期信号和非周期信号等多种类型。

2. 信号的时域和频域表示信号可以在时域和频域上进行分析和表示,时域表示信号的波形随时间的变化,频域表示信号的频谱分布和频率成分。

二、调制和解调1. 调制的概念和分类调制是指将基带信号转换成载波信号的过程,可以分为模拟调制和数字调制两大类。

2. 调制的方式和特点调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制等,不同调制方式有不同的特点和适用范围。

3. 解调的原理和方法解调是指将调制后的信号还原成原始信号的过程,可以通过同步解调、非同步解调和数字信号处理等方法实现。

三、信道传输1. 信道的基本特性信道是信号传输的通道,包括有线信道和无线信道两种,具有传输损耗、噪声干扰、多径效应等特点。

2. 信道的调制和编解码为了提高信道传输的可靠性和效率,需要对信道进行调制和编解码处理,包括信道编码、信道调制和信道估计等技术。

3. 信道的误码性能和改进方法信道传输存在误差和丢失,需要通过纠错编码、自适应调制和多路径衰减补偿等技术来改进信道的误码性能。

四、多址接入技术1. 多址接入的原理和分类多址接入技术是指多个用户共享同一信道进行通信的技术,包括频分多址、时分多址、码分多址和空分多址等多种方式。

2. 多址接入的调度和管理多址接入需要进行合理的调度和管理,包括动态分配资源、碰撞检测和退避算法等技术。

3. 多址接入的性能和优化方法多址接入技术对系统性能有较大影响,需要通过功率控制、干扰对抗和协议优化等方式来改进系统的多址接入性能。

五、调制解调器和调制解调器的应用1. 调制解调器的功能和结构调制解调器是进行调制和解调的设备,主要由调制器和解调器两部分组成,具有信号处理和传输功能。

2. 调制解调器的性能和参数调制解调器的性能参数包括端到端时延、误码率、传输速率等,对通信系统的性能有重要影响。

通信原理知识点总结孙会楠

通信原理知识点总结孙会楠

通信原理知识点总结孙会楠一、通信原理概述通信是指信息的传递和交流过程,包括信息的产生、传输和接收。

通信原理是指在信息传输中所依据的一系列基本原理和技术,是通信工程中最基本的理论知识。

二、信号与系统1. 信号的基本概念信号是一种随时间变化的物理量,可以是连续的,也可以是离散的。

信号可以分为模拟信号和数字信号。

模拟信号是连续变化的信号,而数字信号是离散的信号。

2. 系统的分类系统是对信号进行加工和处理的装置,可分为线性系统和非线性系统,时变系统和时不变系统,因果系统和非因果系统。

3. 傅里叶级数和傅里叶变换傅里叶级数适用于周期信号,将信号分解为一系列基本频率的正弦波或余弦波。

傅里叶变换适用于非周期信号,将信号在频域中进行分析。

4. 信号的采样和重构采样是将连续信号转换成离散信号的过程,重构是将离散信号转换成连续信号的过程。

采样定理规定了采样的最小频率。

三、信道编码1. 信道编码的原理信道编码是对信息进行编码以便在信道中传输,并保证信息的可靠性。

2. 卷积编码和纠错码卷积编码是一种比特级的编码方式,通过构造有状态的编码器,增加冗余信息以增强信道的容错能力。

纠错码是一种可以纠正错误的编码方式,常见的有海明码和RS码。

3. 自动重传请求协议(ARQ)ARQ协议是一种自动检错纠错的协议,当接收方发现错误时会向发送方发送重传请求。

四、调制与解调1. 调制的基本原理调制是将数字信号变换成模拟信号的过程,通过改变信号的某些特性来实现。

常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。

2. 解调的基本原理解调是将模拟信号还原成数字信号的过程,是调制的逆过程。

3. 基带信号和带通信号基带信号是未经过调制的信号,带通信号是经过调制后的信号,常见的有AM信号、FM 信号和PM信号。

五、多路复用技术1. 多路复用的概念多路复用是指将多个信号通过一个信道传输的技术,常见的有频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)、码分复用(CDMA)和空分复用(SDMA)。

通信原理考研资料

通信原理考研资料

通信原理考研资料通信原理是指在信息传输中使用的基础原理和技术,包括信号的产生、调制、传输、接收等过程。

它是现代通信技术的基础,广泛应用于无线通信、有线通信、卫星通信等各个领域。

以下是关于通信原理的考研资料:1.信号的产生:通信系统中所使用的信号可以分为模拟信号和数字信号两种。

模拟信号是连续变化的信号,而数字信号是离散的信号。

产生信号的方法通常包括放大器、振荡器、滤波器等。

2.信号的调制:调制是将要传输的信号与载波信号相结合,使信号能够在传输过程中更稳定、更容易传输。

常见的调制方式包括振幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)、脉冲调制(PM)等。

3.信号的传输:通信信号可以通过空气、光纤、电缆等传输介质进行传输。

不同的传输介质对信号的传输有不同的要求,例如在光纤中,信号的传输速度会更快、更稳定。

4.信号的接收:接收信号时需要对信号进行解调,将模拟信号或数字信号还原为原始信号。

解调的方法与调制一样,例如对于射频信号,可以通过射频解调器将信号还原为基带信号。

5.通信系统的性能指标:通信系统主要包括信号源、编码器、调制器、传输介质、解调器和接收器等组成部分。

通信系统的性能指标包括信噪比、频带宽度、误码率、传输速率等。

通信系统的性能指标越好,表示其传输效果越好。

6.传播路径的衰减:在信号传输的过程中,会受到多种因素的干扰和衰减,例如自由空间中的距离衰减、多径传播引起的多径衰减、大气衰减等。

这些衰减会导致信号质量的下降,从而降低通信质量。

7.信道编码:信道编码可以提高信号在传输过程中的可靠性,减少误码率。

常见的信道编码方法包括卷积码、纠错码和扩频码等。

这些编码方法通过在信号中注入冗余信息,实现对传输信号的纠错和恢复。

8.多址技术:多址技术是用于实现多个用户在同一个通信信道上传输数据的技术。

常见的多址技术包括时分多址(TDM)、频分多址(FDM)和码分多址(CDM)等。

9.多天线技术:多天线技术是利用多个天线进行通信的技术,可以提高信号传输的容量和可靠性。

考研通信原理总结

考研通信原理总结

考研通信原理总结考研通信原理知识点总结一、概述通信原理是通信工程学科的重要基础,主要研究信息传输的基本原理和技术。

在考研中,通信原理通常作为通信与信息系统、电子与通信工程等专业的必考科目。

二、主要知识点1.信号与系统(1)信号的基本性质和分类:连续信号与离散信号,确定性信号与随机信号等。

(2)系统的基本性质和分类:线性时不变系统、线性时变系统、非线性系统等。

(3)系统的分析方法:时域分析、频域分析、复数域分析等。

2.模拟通信系统(1)调制解调的基本原理:调频、调相、调幅等。

(2)模拟调制系统的性能指标:带宽、信噪比、误码率等。

(3)模拟通信系统的抗干扰措施:均衡、分集、扩频等。

3.数字通信系统(1)数字信号的基本性质和表示方法:二进制、十进制、十六进制等。

(2)数字信号的调制解调方法:QPSK、QAM、FSK等。

(3)数字信号的传输方式:基带传输、频带传输等。

(4)数字通信系统的性能指标:误码率、误比特率等。

(5)数字通信系统的抗干扰措施:差分编码、交织编码等。

4.信息论基础(1)信息的基本性质和度量方法:熵、互信息等。

(2)信道容量和香农公式:有噪信道编码定理、无噪信道容量等。

(3)信息编码与压缩技术:哈夫曼编码、算术编码等。

5.通信协议与标准(1)通信协议的层次结构:物理层、数据链路层、网络层等。

(2)常见的通信协议标准:TCP/IP协议族、IEEE 802系列标准等。

(3)无线通信协议标准:GSM/CDMA/TD-SCDMA等移动通信协议,WiFi/WiMax 等无线局域网协议。

三、考研真题与模拟题为了更好地掌握通信原理的知识点,建议考生多做真题和模拟题,熟悉各种题型和考试难度,加深对知识点的理解和记忆。

同时,也可以通过模拟考试,评估自己的学习水平和薄弱环节,有针对性地进行复习和提高。

考研通信原理知识点梳理

考研通信原理知识点梳理

考研通信原理知识点梳理一、概述通信原理是考研电子信息类专业中的重要科目之一。

本文将对通信原理的知识点进行梳理,帮助考生更好地理解和学习该科目。

二、数字调制与解调1.数字调制1.1 调制的概念和分类调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程。

常见的调制方法有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

1.2 调制过程和特点调制过程一般包括信息信号处理和调制信号处理两个步骤。

不同调制方法具有不同的调制特点,如AM调制具有简单、经济等特点。

2.数字解调2.1 解调的概念和分类解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。

常见的解调方法有同步解调和非同步解调等。

2.2 解调过程和特点解调过程一般包括信号选择和解调信号处理两个步骤。

不同解调方法具有不同的解调特点,如非同步解调适用于多径传输环境下的解调。

三、信道编码与解码1.信道编码1.1 信道编码的目的和分类信道编码是为了提高信号传输的可靠性而采取的一种编码技术。

常见的信道编码方法包括前向纠错编码和调制译码等。

1.2 信道编码原理和应用信道编码原理包括码元映射、纠错编码和调制等步骤。

信道编码可应用于无线通信系统、数据存储系统等领域。

2.信道解码2.1 信道解码的目的和分类信道解码是为了修正在信号传输过程中发生的错误而采取的一种解码技术。

常见的信道解码方法包括译码和解扰等。

2.2 信道解码原理和应用信道解码原理包括同步解码和非同步解码等步骤。

信道解码可应用于数字通信系统、卫星通信系统等。

四、传输线路与滤波器1.传输线路1.1 传输线路的特点和分类传输线路是指用于信号传输的电缆或导线。

常见的传输线路包括同轴电缆、双绞线和光纤等。

1.2 传输线路的参数和特性传输线路的参数包括电阻、电感和电容等。

传输线路的特性包括传输损耗、传输速率和传输距离等。

2.滤波器2.1 滤波器的概念和分类滤波器是指用于信号处理的电路或设备。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

通信原理知识点

通信原理知识点

通信原理知识点1. 信号与频谱:通信中的信息可以用信号来表示,信号可以通过不同的频率成分来描述,频谱是信号在频域上的表示,用于分析信号的频率特性。

2. 调制与解调:为了在传输过程中将信息通过载波传送,需要将信息信号调制到载波信号上,这个过程称为调制。

接收端根据接收到的调制后的信号,将其从载波上提取出来,还原为原始信息信号,这个过程称为解调。

3. 基带信号与带通信号:基带信号是指未经调制的原始信息信号,通常具有较低的频率范围。

带通信号是指经过调制后的信号,其频率范围通常偏移原信号的频率。

4. 传输介质:通信中的信号需要通过一种介质进行传输,可以是电磁波、导线、光纤等。

不同的介质对信号的传输有不同的特性和限制。

5. 噪声与信噪比:传输过程中会产生各种干扰和噪声,噪声会影响到信号的质量。

信噪比是信号与噪声功率的比值,是衡量信号质量的一个重要指标。

6. 衰减与失真:信号在传输过程中会遇到各种因素的阻碍和干扰,导致信号的强度减弱和形状失真。

衰减是指信号强度的减弱,失真是指信号波形的畸变。

7. 编码与解码:为了提高信号的可靠性和安全性,通常会对信号进行编码和解码。

编码是将信息转换为特定的编码形式,解码是将编码过的信号恢复为原始信息。

8. 多路复用与分解复用:在多个信号需要同时传输的情况下,可以采用多路复用技术将多个信号合并在一起传输。

分解复用是指将合并的信号进行分解,恢复为原始的多个信号。

9. 信道:信道是指信号传输的路径,可以是有线或无线的传输介质。

信道可以受到信号干扰、损耗和衰减,影响信号的传输质量。

10. 误码率与纠错编码:在信道传输中,可能会引入一些错误,导致接收端接收到的信号与发送端发送的信号不一致。

误码率是指接收到的错误比特数与发送的总比特数之比。

为了提高传输可靠性,通常会在编码过程中加入纠错编码,可以检测和纠正部分错误。

11. 延迟与带宽:信号的传输需要一定的时间延迟,是从信号发送到信号到达接收端的时间差。

通信原理 知识点 总结

通信原理 知识点 总结

通信原理知识点总结一、信号传输信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。

信号传输可以通过导线、光纤、无线电波等介质进行。

在信号传输中,需要考虑信道的带宽、信号的功率与频率等因素,以确保信息的传输质量。

1.1 信道带宽信道带宽是指信道所能通过的频率范围。

对于有限带宽的信道,信号的频率必须控制在信道可通过的频率范围内,以避免频率分量丢失。

通常情况下,信道带宽越宽,传输的信息量就越大。

1.2 信号功率信号功率是指信号的能量大小。

在传输过程中,信号的功率要足够大才能克服传输介质的阻力,保证信息传输的可靠性。

而过大的功率会引起干扰,影响其他信道的正常传输。

1.3 信号频率信号频率是指信号的周期性变化,它是信号传输中非常重要的一个参数。

信号的频率决定了信号的波形和频谱特性,对信号的编码、调制和解调等过程都有影响。

二、编码调制编码调制是指将数字信号或模拟信号转换成适合传输的信号的过程。

在通信中,对于数字信号,需要通过编码将其转换成模拟信号,再通过调制的方式转换成适合传输的信号;而对于模拟信号,则可以直接进行调制。

编码调制的过程主要包括数字信号的编码、调制器的调制和解调器的解调等步骤。

2.1 数字信号的编码数字信号的编码是将数字信号转换成模拟信号的过程。

在编码过程中,需要考虑信号的时域特性、频域特性和效率等因素,以确保信号在编码后能够准确地表示原始信息。

2.2 调制器的调制调制器是将编码后的信号,通过改变其幅度、频率或相位等特性,转换成适合传输的信号的装置。

调制的方式有很多种,如调幅调制、调频调制和调相调制等,不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输要求。

2.3 解调器的解调解调器是接收端用来将调制信号还原成原始信号的装置。

解调器必须能够准确地将信号的幅度、频率或相位等特性恢复,以保证信息的传输质量。

三、传输介质传输介质是指信息在传输过程中所经过的物理媒介,包括导线、光纤和空气等。

不同的传输介质有着不同的特性,对信号的传输速率、传输距离和传输质量都有影响。

通信原理考研专业课资料

通信原理考研专业课资料

通信原理考研专业课资料一、引言在现代社会中,通信技术的发展越来越迅速,这使得通信原理成为考研的重要专业课之一。

通信原理作为一门综合性较强的课程,涉及到了信号与系统、模拟通信、数字通信等多个方面的知识。

本文将为大家提供通信原理考研专业课的相关资料。

二、信号与系统1. 信号与系统的基本概念信号与系统是通信原理中的核心内容之一,它包括了信号的产生、传输和处理,以及系统的建模、分析和设计。

在考研中,信号与系统的知识点通常涉及到连续时间信号与离散时间信号、线性时间不变系统和滤波器等内容。

2. 常见的信号类型在通信原理中,常见的信号类型包括周期信号、非周期信号、连续时间信号和离散时间信号等。

了解不同类型的信号特性对于理解通信原理的基本概念和原理至关重要。

3. 系统的建模与分析系统的建模是指将实际的通信系统抽象为数学模型,通常使用微分方程或差分方程进行建模。

系统的分析则是通过对系统模型的分析,了解系统的特性和行为,例如稳定性、可控性和可观测性等。

三、模拟通信1. 模拟调制技术在通信原理中,模拟调制技术是一种将消息信号转换为模拟调制信号的方法。

常见的模拟调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

掌握各种调制技术的原理和特点对于理解模拟通信的基本原理至关重要。

2. 模拟调制解调器模拟调制解调器是用于实现模拟通信的设备,它包括调制器和解调器两部分。

调制器将消息信号转换为模拟调制信号,而解调器则将模拟调制信号恢复为原始的消息信号。

四、数字通信1. 数字调制技术数字调制技术是一种将消息信号转换为数字信号的方法。

常见的数字调制技术包括脉冲振幅调制(PAM)、脉冲编码调制(PCM)和正交频分多址(OFDM)等。

了解数字调制技术的原理和应用对于理解数字通信的基本原理至关重要。

2. 数字调制解调器数字调制解调器是用于实现数字通信的设备,它包括调制器和解调器两部分。

调制器将消息信号转换为数字信号,而解调器则将数字信号恢复为原始的消息信号。

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考研指导第四章本章讨论了模拟信号数字化的原理和方法。

主要内容包括抽样定理、量化、编码以及脉冲编码调制系统的原理及性能,并简单介绍了语音压缩编码和图像压缩编码。

4.1 PCM基带传输系统的组成利用数字通信系统传输模拟信号,首先需要在发送端把模拟信号数字化,即模/数变换;再用数字通信的方式进行传输;最后在接收端把数字信号还原为模拟信号。

模/数变换的方法采用得最早而且应用较广泛的是脉冲编码调制(PCM),PCM通信系统如图4-1所示。

通过PCM编码后得到的数字基带信号可以直接在系统中传输(即基带传输);也可以将基带信号的频带搬移到适合光纤、无线信道等传输频带上再进行传输(即频带传输)。

图4-1 PCM通信系统原理图由图4-1可见,PCM基带传输系统由以下三部分组成。

1、模/数变换(A/D变换)模/数变换包含抽样、量化和编码三个步骤。

(1)抽样是指把模拟信号在时间上离散化,变成抽样信号。

(2)量化是指把抽样信号在幅度上离散化,变成有限个量化电平。

(3)编码是指用二进制码元来表示有限个量化电平。

2、信道部分信道部分包括了传输线路以及数字通信传输的相关设备(含再生中继器)。

信道中传送的是经过模/数变换后得到的PCM信号。

3、数/模变换(D/A变换)接收端的数/模变换包含了解码和低通滤波器两部分。

(1)解码是编码的反过程,它将接收到的PCM信号还原为抽样信号(实际为量化值,它与发送端的抽样值存在一定的误差,即量化误差)。

(2)低通滤波器的作用是恢复或重建原始的模拟信号。

它可以看作是抽样的反变换。

4.2 抽样抽样定理是任何模拟信号数字化的理论基础,它也是时分多路复用及数字信号处理技术的理论依据之一。

根据抽样的脉冲序列是冲激序列还是非冲激序列,抽样可以分为理想抽样和实际抽样。

1、理想抽样模拟信号可以分为低通信号和带通信号。

设模拟信号的频率范围为,如果,则称为低通信号,比如语音信号、一般的基带信号都属于低通信号。

低通信号的带宽就是它的截止频率,即。

如果,则称为带通信号,比如一般的频带信号都属于带通信号。

带通信号的带宽。

(1)低通信号的抽样定理:一个频带限制在(0,)内的时间连续的模拟信号,如果抽样频率≥,则可以通过低通滤波器由样值序列无失真地重建原始信号。

反之,若抽样频率<,则会产生失真,这种失真称为混叠失真。

1) 理想抽样信号(4-1)2) 的频谱(4-2)3) 抽样信号的恢复:经过截止角频率为的理想低通滤波器,就可以从抽样信号中无失真地恢复原始的模拟信号。

4) 最小抽样频率,即奈奎斯特抽样速率(4-3)对应的最大抽样间隔,即奈奎斯特抽样间隔(4-4)(2)带通信号的抽样定理:如果模拟信号是带通信号,频率限制在和之间,带宽,则其抽样频率满足(4-5)时,样值频谱就不会产生频谱重叠。

其中n是一个不超过的最大整数。

当模拟信号为窄带信号,即信号的远远大于带宽时,抽样速率。

2、实际抽样(1)自然抽样自然抽样过程是模拟信号与周期性窄脉冲序列相乘的过程。

抽样信号的表达式为(4-6)对应的频谱为(4-7)可见,经过截止角频率为的理想低通滤波器,就可以从抽样信号中无失真地恢复原始的模拟信号。

自然抽样信号的第一零点带宽为(4-8)其中为窄脉冲序列的脉冲宽度。

(2)平顶抽样平顶抽样PAM信号在原理上可以看作由理想抽样和脉冲形成电路产生,如图4-2所示。

图4-2 平顶抽样信号的产生平顶抽样信号的频谱为==(4-9)平顶抽样信号的第一零点带宽为(4-10)从平顶抽样信号恢复原始模拟信号的原理如图4-3所示。

图4-3 平顶抽样信号的恢复4.3 量化将幅度连续的抽样值利用预先规定的有限个量化值来表示,这个过程叫“量化”。

量化值与抽样值之间存在误差,称为量化误差,用表示。

量化误差=(4-11)量化误差好比一个噪声叠加在原来的信号上起干扰作用,该噪声称为量化噪声,通常用均方误差(平均功率)来度量。

(4-12)其中,表示统计平均;表示量化器输入信号的取值域;抽样值简记为,量化值简记为;表示量化器输入信号的概率密度;表示量化级数;表示第个量化级的起始电平;表示第个量化级的量化值。

在衡量量化器性能时应看信号功率与量化噪声功率的相对大小,用量化信噪比表示为(4-13)其中,表示量化器的输入信号功率(4-14)有时,量化信噪比也定义为(4-15)其中表示量化器输出的信号功率(4-16)量化分为均匀量化和非均匀量化两种。

1、均匀量化均匀量化是指大、小信号的量化间隔相等。

当输入信号在(-a,a)内均匀分布,而且量化级数为M时,均匀量化的量化噪声为(4-17)均匀量化的特点是,无论信号大小如何,量化间隔都相等,量化噪声功率固定不变。

因此,均匀量化有一个明显的不足:小信号的量化信噪比太小,不能满足通信质量要求,而大信号的量化信噪比较大,远远地满足要求。

2、非均匀量化非均匀量化根据信号的不同区间来确定量化间隔,即量化间隔与信号的大小有关。

当信号幅度小时,量化间隔小,其量化误差也小;当信号幅度大时,量化间隔大,其量化误差也大。

与均匀量化相比较,非均匀量化实质上是在利用降低大信号的量化信噪比来提高小信号的量化信噪比。

从而在不增加量化级数的前提下,使信号在较宽的动态范围内,量化信噪比都能达到要求。

实现非均匀量化的方法有两种:模拟压扩法和直接非均匀编解码法。

(1)模拟压扩法非均匀量化的实现方法通常是将抽样值通过压缩后再进行均匀量化。

模拟压扩法的方框图如图4-4所示。

图4-4 非均匀量化的模拟压扩法ITU-T推荐两种特性,即A压扩律和压扩律,它们是理想压缩特性的修正函数。

北美和日本采用压扩律,我国和欧洲采用A压扩律。

A律压缩特性如下:(4-18)式中,x为压缩器归一化输入,y为压缩器归一化输出。

A为压扩参数,表示压缩程度。

在国际标准中取A=87.6。

律压扩特性如下:(4-19)式中,为压扩参数,在国际标准中取。

(2)直接非均匀编解码法在发送端根据非均匀量化间隔的划分直接对样值进行二进制编码,具体做法是将所有的量化级按其量化电平大小的次序排列起来,列出各自对应的码字。

在接收端进行相应的非均匀解码,得到解码电平(即量化电平)。

4.4 编码PCM系统中的编码是指用二进制代码来表示有限个量化电平的过程。

编码中常用的二进制码型有自然二进码和折叠二进码。

1、律13折线编码为了便于编码和数字化实现,常采用分段折线来近似表示压扩特性曲线,实际应用中有两种折线:一种是采用13折线近似=87.6的律压缩特性,另一种是采用15折线近似的律压缩特性。

律13折线的产生是从非均匀量化的基点出发,设法用13段折线逼近=87.6的律压缩特性,如图4-5所示。

图4-5 律13折线律折线编码是一种直接非均匀编码法,它通过非均匀量化间隔的划分,直接对瞬时样值进行折叠二进码的编码。

为了满足通信质量的要求,二进制编码位数。

按折叠二进码的码型,这8位码的安排如下:极性码段落码段内码各段落的起始电平及其量化间隔详见表4-1。

表4-1 段落序号及其对应的起始电平和量化间隔段落序号1 2 3 4 5 6 7 8段落码000 001 010 011 100 101 110 111电平范围0~1616~3232~6464~128128~256256~512512~10241024~2048段落起始电平0 16 32 64 128 256 512 1024段内量化间隔 1 1 2 4 8 16 32 64 2、逐次比较型编解码原理逐次比较型编码器的原理如图4-6所示。

图4-6 逐次比较型编码器的原理图逐次比较型编码器根据输入的抽样值脉冲编出相应的8位二进制折叠码。

除第一位极性码外,其它7位幅度码是通过逐次比较来确定。

当抽样值脉冲到来后,用逐步逼近的方法有规律地用标准值和样值脉冲比较,每次比较得出一位码。

直到得到所有的码元,完成对输入样值的非线性编码。

编码器输出的码字所对应的电平称为编码电平,对应于量化级的最低电平。

编码电平和样值的差值称为编码误差。

编码电平用表示。

(4-20)其中,表示段落码对应的段落起始电平,表示该段落内的量化间隔。

解码器原理如图4-7所示。

图4-7 解码器的原理图解码器的作用是把收到的PCM信号码字还原成解码电平(即量化电平),它与逐次比较型编码器中的本地解码器基本相同,所不同的是增加了极性控制部分,并用带有寄存器读出的7/12位码变换电路代替了编码器的本地解码器中的7/11位码变换电路。

为了保证最大量化误差不超过,在编码电平基础上补上了半个量化级,所以解码电平比编码电平高,它对应于量化级的中间电平。

解码电平用表示。

(4-21)按照非均匀量化特性的编码称为非线性编码,按照均匀量化特性的编码称为线性编码。

编码器中的7/11变换电路将7位非线性码转换成11位线性码。

非线性码与线性码的变换原则是:变换前后非线性码与线性码的码字电平相同。

11位线性码的码字电平表示为(4-22)由式(4-20)和式(4-22)可知,将7位非线性码(不含极性码)对应的编码电平从十进制转换成二进制,就可以得到11位线性码。

解码器中7/12变换电路将7位非线性码转换成12位线性码。

12位线性码的码字电平表示为(4-23)4.5 脉冲编码调制系统1、PCM信号的码元速率和带宽通过抽样、量化、编码,时间连续的模拟信号就用二进制代码来表示。

设一个抽样周期内要编位二进码,则每个二进制码元宽度为(4-24)所以,二进制代码的码元速率为(4-25)其中,为量化级数。

当采用矩形脉冲传输时,所需要的带宽与脉冲宽度成反比,第一零点带宽为(4-26)定义二进制码元的占空比为二进制脉冲宽度与二进制码元宽度的比值,即占空比(4-27)因此,已知二进制码元宽度和占空比就能得到PCM信号的第一零点带宽。

可见,码位越多,码元宽度越小,占用带宽B越大,信道利用率将下降。

显然,传输PCM信号所需要的带宽要比模拟基带信号的带宽大得多。

2、PCM系统的抗噪声性能分析PCM系统中噪声主要有信道噪声和量化噪声两类。

两种噪声产生机理不同,可以认为它们是统计独立的。

暂不考虑信道噪声,只考虑量化噪声对系统性能的影响。

假设输入信号在区间[-a,a]具有均匀分布的概率密度,发送端采用奈奎斯特抽样速率进行理想抽样,并对抽样值均匀量化,量化电平数为,接收端通过理想低通滤波器恢复原始的模拟信号。

通过推导,可以得到PCM系统输出端的平均量化信噪比(4-28)然后考虑信道中的加性噪声对PCM系统的影响。

在加性噪声为高斯白噪声下,每一码字中出现的误码可以认为是彼此独立的。

假设采用自然二进制码,并每个码元的误码率皆为。

由误码产生的平均功率为(4-29)同时考虑量化噪声和信道加性噪声时,PCM系统输出端的总信噪功率比为(4-30)4.6 语音压缩编码单路语音信号的抽样频率通常采用,采用A律13折线编码,折叠二进制编码位数,其信息速率为。

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