信号编码技术学习教材PPT课件
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无线通信网络第6章 信号编码技术PPT课件
Equipment less complex and expensive than digital-to-analog modulation equipment
Analog data, digital signal
Permits use of modern digital transmission and switching equipment
where the carrier signal is Acos(2πfct)
Amplitude-Shift Keying
Susceptible to sudden gain changes Inefficient modulation technique On voice-grade lines, used up to 1200 bps Used to transmit digital data over optical
Signal interference and noise immunity
Performance in the presence of noise
Cost and complexity
The higher the signal rate to achieve a given data rate, the greater the cost
What determines how successful a receiver will be in interpreting an incoming signal?
Signal-to-noise ratio Data rate Bandwidth
An increase in data rate increases bit error rate An increase in SNR decreases bit error rate An increase in bandwidth allows an increase in
Analog data, digital signal
Permits use of modern digital transmission and switching equipment
where the carrier signal is Acos(2πfct)
Amplitude-Shift Keying
Susceptible to sudden gain changes Inefficient modulation technique On voice-grade lines, used up to 1200 bps Used to transmit digital data over optical
Signal interference and noise immunity
Performance in the presence of noise
Cost and complexity
The higher the signal rate to achieve a given data rate, the greater the cost
What determines how successful a receiver will be in interpreting an incoming signal?
Signal-to-noise ratio Data rate Bandwidth
An increase in data rate increases bit error rate An increase in SNR decreases bit error rate An increase in bandwidth allows an increase in
《信道编码技术》课件
《信道编码技术》PPT课 件
本课程介绍了信道编码技术的基本概念和应用。通过前向纠错编码、卷积码 和块码等技术，实现了数据在通信网络中的可靠传输。
课程介绍
本节内容将介绍信道编码技术的重要性和基本原理。了解信道编码的背景和目标，以及它在现代通信网络中的 作用。
信道编码技术概述
本节将详细解释什么是信道编码技术，其主要概念和基本原理。我们将探讨纠错码和编码效率等关键概 念。
布置作业
通过布置作业，学生可以进一步巩固和应用所学的信道编码知识。作业内容 将涵盖前向纠错编码、卷积码和块码等方面。
问题讨论
在本节中，我们将讨论学生在学习信道编码技术过程中遇到的问题和疑惑。通过互动讨论，进一步拓宽对信道 编码的理解。
BCH码
BCH码是一种常见的二元码，主 要应用于通信和存储系统。它具 有较高的编码效率和纠错能力， 适用于多种应用场景。
卷积码
卷积码是一种常见的信道编码技术，与前向纠错编码相比，具有更高的编码效率和更强的纠错能力。本节将介 绍卷积码的原理和应用。
1
编码原理
讨论卷积码的编码原理和编码过程。了
纠错性能
前向纠错编码
前向纠错编码是一种常见的信道编码技术，用于检测和纠正传输中的错误。本节将介绍前向纠错编码的工作原 理和常见的编码方案。
海明码
里德-所罗门码
海明码是一种常见的前向纠错编 码方案，通过增加冗余位实现位 错误的检测和纠正。了解如何使 用海明码提高数据传输的可靠性。
里德-所罗门码是一种适用于多媒 体传输的前向纠错编码方案。它 基于数学原理，可以有效地纠正 多个错误。
2
解卷积码是如何通过状态机来编码输入 数据流。
探讨卷积码相对于前向纠错编码的优势。
本课程介绍了信道编码技术的基本概念和应用。通过前向纠错编码、卷积码 和块码等技术，实现了数据在通信网络中的可靠传输。
课程介绍
本节内容将介绍信道编码技术的重要性和基本原理。了解信道编码的背景和目标，以及它在现代通信网络中的 作用。
信道编码技术概述
本节将详细解释什么是信道编码技术，其主要概念和基本原理。我们将探讨纠错码和编码效率等关键概 念。
布置作业
通过布置作业，学生可以进一步巩固和应用所学的信道编码知识。作业内容 将涵盖前向纠错编码、卷积码和块码等方面。
问题讨论
在本节中，我们将讨论学生在学习信道编码技术过程中遇到的问题和疑惑。通过互动讨论，进一步拓宽对信道 编码的理解。
BCH码
BCH码是一种常见的二元码，主 要应用于通信和存储系统。它具 有较高的编码效率和纠错能力， 适用于多种应用场景。
卷积码
卷积码是一种常见的信道编码技术，与前向纠错编码相比，具有更高的编码效率和更强的纠错能力。本节将介 绍卷积码的原理和应用。
1
编码原理
讨论卷积码的编码原理和编码过程。了
纠错性能
前向纠错编码
前向纠错编码是一种常见的信道编码技术，用于检测和纠正传输中的错误。本节将介绍前向纠错编码的工作原 理和常见的编码方案。
海明码
里德-所罗门码
海明码是一种常见的前向纠错编 码方案，通过增加冗余位实现位 错误的检测和纠正。了解如何使 用海明码提高数据传输的可靠性。
里德-所罗门码是一种适用于多媒 体传输的前向纠错编码方案。它 基于数学原理，可以有效地纠正 多个错误。
2
解卷积码是如何通过状态机来编码输入 数据流。
探讨卷积码相对于前向纠错编码的优势。
《信源编码》PPT课件
器的存在性，它使输出符号的信息率与信源熵之比接
近于 1 ，即：
若要实现，取无限长 L 的
信源符号进行统一编码。
精选ppt
30
例： 设离散无记忆信源概率空间为
•
信源熵：
H
(
X
)
=
-
∑
i=
p
1
(
xi
)
log
p
(
xi
)
=
2.55
bit
/
符号
对信源符号采用定长二元编码, 要求编码效率η为 90 ％
若取 L ＝ 1 ，则
• 信源熵： H ( X ) = 2 . 55 bit / 符号
要求编码效率η为 90 ％ 用二进制变长编码， m ＝ 2
精选ppt
38
例： 设离散无记忆信源概率空间为
• 信源熵： H ( X ) = 1/4 log4 +3/4 log3/4 = 0. 811 bit / 信源符号
精选ppt
存在唯一可译码
20
K1 =1 , K2 =2 , K3 =3 , K4 =3 。
注意Βιβλιοθήκη Kraft 不等式只是用来说明唯一可译码是 否存在，并不能作为唯一可译码的判据。
如码字 {0，10，010，111} 虽然满足 Kraft 不等式，
但它不是唯一可译码。
精选ppt
21
5.2 无失真信源编码
在不失真或允许失真的条件下，用
尽可能少的符号传送信源信息。
精选ppt
3
• 信道编码： – 是以提高信息传输的可靠性为目的的编码。 – 通常通过增加信源的冗余度来实现。采用的 一般方法是增大码率/带宽。
5G编码技术课件PPT
AR/VR
沉浸式体验
5G编码技术可以提供更高的数据传输 速率和更低的时延，支持AR/VR装备 提供更加流畅、逼真的沉浸式体验。
远程教育
通过5G编码技术，实现AR/VR远程教 育，提高教学质量和学习效果。
智能家居
智能家电控制
5G编码技术可以实现智能家电的远程控制和自动化控制，提高生活便利性和舒适度。
02
5G编码技术原理
线性分组码
总结词
线性分组码是一种纠错编码方式，它将信息比特依照一定的 规则分组，并使用线性函数对每个分组进行编码。
详细描写
线性分组码通过将信息比特进行线性分组，并利用线性函数 对每个分组进行编码，实现错误纠正。线性分组码具有较低 的编码复杂度和良好的纠错性能，因此在5G通讯中得到广泛 应用。
高吞吐量与低延迟
5G编码技术需要支持更高的数据吞吐量和更低的传 输延迟，以满足各种实时应用的需求。
鲁棒性
由于无线信道的动态特性，5G编码技术需要具有鲁 棒性，以应对信道衰落和干扰。
能量效率
随着能源成本和环境问题日益突出，5G编码技术需 要提高能量效率，以延长装备的电池寿命。
兼容性问题
与4G的兼容性
05
未来5G编码技术的发展趋势
更高码率与更低误码率
总结词
随着5G技术的不断演进，对编码技术的码率和误码率 提出了更高的要求。未来5G编码技术将致力于提高码 率，下落误码率，以满足更高效的数据传输需求。
详细描写
为了实现更高的传输速率和更好的数据完全性，未来 的5G编码技术将不断提升码率，并下落误码率。这需 要研发更先进的编解码算法和信号处理技术，以提升 数据传输的效率和准确性。
详细描写
5G编码技术是指第五代移动通讯技术中所使用的信道编码方案， 它能够有效地提高数据传输的可靠性和效率，是实现5G高速率、 低时延和大连接数等特性的重要保证。与4G相比，5G编码技术具 有更高的编码增益和更好的抗干扰性能，能够更好地满足未来移 动互联网和物联网等领域的快速发展需求。
数据通信 第四章 信源编码ppt课件
(S0
Nq )PCM
f 2(t) e2(t)
4.3.1 均匀量化
把输入信号的取值域按等间隔分割的量化称 为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量 化电平均取在各区间的中点。假设设输入信号的最 小值和最大值分别用a和b表示, 量化电平数为M，那么均 匀量化时的量化间隔为：
ibaM
q7 m6
分层电平 q 6
下面分两种情况阐明：
〔1〕假设最高频率fH为带宽的整数倍，即fH =nH。此时fH /H=n是整数，m=n，所以抽样速 率fs=2 fH /n=2H。
〔2〕假设最高频率fH不为带宽的整数倍， 即
fH =nH+kH, 0＜k＜1
此时，fH /H=n+k，由定理知，m是一个不超 越n+k的最大整数，显然，m=n，所以能恢 复出原信号f(t)的最小抽样速率为
－ fH
－ fL
－ 3fs － 2. 5fs － 2fs
－ fs
M ( )
fL
fH
O
fs
(a )
2fs 2. 5fs 3fs
f
s( )
－ 3fs
－ 2fs
－ fs
O
fs
2fs
(b )
M s( )
3fs
f
－ 3fs
－ 2fs
－ fs
O
fs
2fs
3fs
f
(c)
fH=5H时带通讯号的抽样频谱
定理内容：一个带通讯号f(t)，其频率限制在fL 与fH之间，带宽为H=fH—fL，假设最小抽样速 率fs=2fH/m，m是一个不超越fH/H的最大整数， 那么f(t)就可完全由抽样值确定。
称为f奈s 奎2斯fH特速率。
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s t
每個信號單元表示2個位元 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 A cos 2f ct 4
第6章 信號編碼技術
1
信號編碼(轉換)
(a) 編碼成數位信號
(b) 調變成類比信號
2
信號編碼準則
有哪些因素影響接收機由輸入信號判讀出數位 資料的正確率 ?
訊雜比(Eb/N0或許更恰當) 資料傳輸率 頻寬
增加資料傳輸率位元錯誤率也會增加 增加SNR可減少位元錯誤率 增加頻寬可提高資料傳輸率
頻移鍵控調變(FSK)
相移鍵控調變(PSK)
5
三種基本調變波形
圖6.26幅移鍵Fra bibliotek調變(ASK)
固定振幅的載波出現時表示一個二進數值， 沒有載波信號表示另一個二進數值
A cos(2f ct ) s (t ) 0
二進制 1 二進制 0
其中 A cos(2f c t是載波信號 )
20
性能分析
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
ASK, PSK FSK
BT=(1+r)R BT=2F+(1+r)R
R =資料傳輸速率
0 < r < 1; 頻寬直接相關於位元傳輸速率 F = f2-fc=fc-f1
21
性能分析(續)
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
MPSK
MFSK
1 r 1 r BT R R L log2 M 1 r M BT log M R 2
L =是每個信號單元可表示編碼的位元數 M =是不同信號單元的數目
22
性能分析(續)
表 6.2 各種數位至類比調變技術的資料速率 R 與傳輸頻寬的比 ASK BFSK 寬頻 F>>R 窄頻 F R PSK 多階 PSK M = 4, L = 2 M = 8, L = 3 M = 16, L = 4 M = 32, L = 5 r=0 1.0 ~0 1.0 1.0 2.00 3.00 4.00 5.00 r = 0.5 0.67 ~0 0.67 0.67 1.33 2.00 2.67 3.33 r=1 0.5 ~0 0.5 0.5 1.00 1.50 2.00 2.50
Wd=2Mfd=M/Ts
12
多重FSK調變(續)
13
相移鍵控調變(PSK)
二階相移鍵控調變 (BPSK)
相移鍵控是用兩個相位表示兩個二進制的數 值 A cos2f ct binary1 s t A cos2f ct binary 0
A cos2f ct A cos2f ct
7
幅移鍵控調變(續)
ASK調變中載波信號振幅會瞬間變化， 並不是一個有效率的調變技巧 在傳送聲音等級的線路，典型的資料速 率是1200 bps 光纖採用ASK調變方式傳送數位資料
8
二進制頻移鍵控調變 (BFSK)
最簡單的相移鍵控是用兩個相位表 示兩個二進制的數值
A cos(2f1t ) s (t ) Acos(2f 2t )
11
01 00 10
16
QPSK調變方塊圖
圖6.6
17
偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)
圖6.6同時也顯示QPSK的一種變化情形， 我們稱為偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)，或稱正交QPSK，主要差別是 11 在Q通道延遲一個位元時間，其信號表示 成：
1 1 s(t ) I (t ) cos2f ct Q (t Tb ) sin 2f ct 2 2
binary1 binary 0
14
差動PSK (differential PSK, DPSK)
二進制 0 – s資料為0時載波相位不變(與 前一位元時之相位相同) 二進制 1 –資料為1時載波相位改變180 度(與前一位元時之相位相反)
15
四階相移鍵控調變(QPSK)
四階相移鍵控調變(QPSK)
3
編碼技術的因素
信號頻譜 時脈 信號抗干擾與抗雜訊能力 成本和複雜性
4
數位資料與類比信號 (數位調變)
數位資料與類比信號
幅移鍵控調變(ASK)
以載波的兩種振幅分別表示二進制數值 以接近載波頻率的兩個不同頻率分別表示二進制 數值 (BFSK) 載波信號的相位表代二進制數值 (BPSK)
11
多重FSK調變(續)
為配合輸入的資料速率，每個輸出信號 單元的周期是:Ts=LT 秒，其中T是位元 周期(資料速率 = 1/T ) 一個信號單元期間內頻率固定不變，以 此方式編碼L位元所需頻寬是 : 2Mfd 要區別M個不同頻率最小的頻率間隔是: 2fd=1/Ts 因此調變器需要的頻寬是:
使用多個頻率的多重FSK調變 ，其頻寬效率更 高，但錯誤率也會較高
si (t ) Acos(2fit ),
1 i M
f i = f c + (2i – 1 – M)f d f c = 載波頻率 f d =頻率差 M =不同信號單元的數目 = 2 L L =每個信號單元表示的位元個數
18
QPSK與OQPSK波形圖例
19
多階相移鍵控調變之調變率與 資料率
多階相位一次表示資料的位元數可超過兩 個，例如使用八種不同相位之調變方式一 次傳送3個位元，其調變率與資料率之關係:
R R D L log2 M
D =調變率，單位 baud R =資料率，單位bps M =不同信號單元的個數 = 2L L =每個信號單元的位元數
二進制 1 二進制 0
其中f1和f2分佈在載波頻率的兩側，且與載波頻 率的差相等。
9
頻移鍵控調變(續)
BFSK抗雜訊能力比ASK好，其錯誤率較 低比ASK好 在聲頻線路的典型速率上限是1200 bps 可用於高頻(3到30仟赫)無線電傳輸 ，例 如，區域性網路的同軸電纜傳輸。
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多重FSK調變 (MFSK)