数字通信原理第4次课课件(2015)
数字通信原理第4次课课件(2015)1. 复习(1) PCM非均匀量化的实现方法模拟压扩法是实现非均匀量化的方法之一。
在发送端对输入量化器的信号先进行压缩处理，再进行均匀量化，其最后的等效结果就是对原信号的非均匀量化。
(2) A律13折线压缩特性在实际应用中，往往采用近似于A律函数规律的13折线的压缩特性（用折线来逼近对数曲线）。
A律87.6/13折线量化将量化器输入样值的取值域0～1（归一化）之间分为8个非均匀量化段（除了第（1）段和第（2）段之外），每个量化段再均分16份，则共有不均匀量化级数16×8×2=256。
2. 本次课学习的主要内容2.5.2 线性编码与解码2.5.3 非线性编码与解码2.5.2 线性编码与解码1. 线性编码及其特点·具有均匀量化特性的编码叫做线性编码。
·线性编码的特点：线性编码的码字中各码位的权值是定数（线性码就是一般二进制码），它不随输入信号幅度的变化而变化。
·实现线性编码的方法很多，这里仅简单介绍目前比较有实用价值的反馈型线性编码器。
2. 线性编码原理例2.5.1 设样值幅度为93，试写出7位线性（幅度）码。
解：令7位线性码为8765432a a a a a a a ，它们的权值分别是62，52，…，02。
编码过程如下：① 将幅度值93与2a 的权值6426=进行比较，因为93﹥64，故12=a ； ② 再将幅度值93与2a 和3a 的权值总和比较，因为93﹤64+32=96，故03=a ； ③ 由于03=a ，于是调整为：幅度值93与2a 和4a 的权值总和进行比较，因为93﹥64+16=80，故14=a … …最终编出的码字为{}1011101。
概括起来，在整个编码过程，就是反复地进行比较和计算：·比较样值幅度与权值总和的大小，以决定编出的码是1码还是0码； ·计算权值总和，并且权值总和是不断地变化的：··如果先行码（已编好的码）为“1”码，则权值总和继续增加，即将当前码（正准备编的码）的权值添加进权值总和；··若先行码是“0”码，则将当前码的权值添加进权值总和的同时，从权值总和中去掉先行码的权值。
3. 线性编码器7位反馈型线性编码器原理如图2-15所示。
它主要由比较器和本地解码器两部分组成。
本地解码器对输出的编码信号逐位解码，其解码输出与输入样值在比较器中进行比较，比较一次有一位编码输出，直至使输入值与所有码位的解码加权总和值之差变得很小，或接近于零，一个样值的编码才算完成。
反馈型线性编码器各组成部分的基本功能为：① 抽样保持电路：在一个样值编码的时间内保持抽样的瞬时幅度不变。
图2-15 7位反馈型线性编码器原理框图② 比较器：将输入样值幅度S I 与本地解码输出的基准电流R I 进行比较，比较一次有一位编码输出。
如0>-R S I I ，就输出“1”码；如0<-R S I I ，就输出“0”码。
③ 本地解码器：对反馈码8765432a a a a a a a 逐位解码，产生用于比较的基准电流R I 。
a) 在时序脉冲i P （=i 1,2，…，7）的作用下，依次产生权值电流：1P 使1FF 置1，基准电流增加6427=-i ； 2P 使2FF 置1，基准电流增加32；… …7P 使7FF 置1，基准电流增加1。
b) 对输出编码信号逐位解码，按码位i a 的值决定对基准电流中的权值电流的取舍：i P （=i 2，…，7）将i FF 置1的同时，若1=i a ，则1-i FF 保持置1；若0=i a ，调整1-i FF 置0，使基准电流减少i -82。
④ 脉冲8P 用作抽样和清除，8P 脉冲到达时对信号抽样，并使并/串变换器输出置0。
例2.5.1的编码过程波形如图2-16所示。
图2-16 编码过程波形2.5.3 非线性编码与解码1. 非线性编码与A 律13折线编码·具有非均匀量化特性的编码叫做非线性编码。
·非线性编码的特点：非线性编码的码组中各码位的权值不是固定的，而是随着输入信号幅度的变化而变化的。
·这里重点讲述以A 律87.6/13折线压缩方式实现的逐次渐进型编码器（反馈型非线性编码器）。
(1) A 律13折线编码的码字安排A 律13折线编码器对每个输入抽样值，编出8位二进制码87654321a a a a a a a ，其具体安排见表2-3。
① 极性码若抽样值为正，则11=a ；如果抽样值为负，那么01=a 。
② 段落码段落码432a a a 为000～111共有8种组合，分别表示对应的8个量化段，段落码与量化段序号的关系见表2-4。
③ 段内电平码段内电平码8765a a a a 为0000～1111共有16种组合，表示量化段内的16个量化级。
(2) 段内电平码权值段内码是表示相对于该量化段中各码位的权值，其5a 码的权值是i ∆8；6a 码的权值是i ∆4；7a 码的权值是i ∆2；8a 码的权值是i ∆。
由此可见，段内电平码的权值是随量化段落的不同而变化的，即随信号幅度的不同而变化的，这正在非均匀量化所形成的非线性编码的特点。
(3) 量化单位∆由图2-11可知，除了第1段和第2段之外，各量化段的大小是不相同的，因此，当每个量化段再分为16量化级时，各量化段内的量化间隔i ∆是不同的。
如第1段∆==÷=∆204811612811，这是非均匀量化时的最小量化级的大小又称为量化单位；而第8段∆=÷=∆6416218，参见图2-17。
(4) A 律13折线各段落的段落起始电平各段落的段落起始电平()∆Bi I 和量化间隔()∆∆i 如图2-17所示。
图2-17 各段落的段落起始电平Bi I 和量化间隔i ∆由图2-17可见，A 律13折线共有16+16+32+64+…+1024=2048个均匀量化即，因此，需要编11位码（幅度码），而非均匀量化时，只有128（8×16）个量化间隔，只需编7位码。
可见，在保证小信号区间量化间隔相同的条件下，7位非线性编码与11位线性编码等效。
由于非线性编码的码位数少，故设备简化，所需传输系统带宽减少。
2. A 律13折线编码方法非线性编码方法大致可以概括为：① 首先根据输入样值S I 的极性编出极性码1a 。
② 然后以各段落起始电平作为判定值R I ，与输入样值幅度S I 进行比较编出段落码432a a a ，同时确定S I 所在的量化段。
③ 最后以该段落起始电平Bi I 和段内标准权值共同作为判定值R I ，与S I 做比较编出段内电平码8765a a a a 。
例2.5.2 假设输入样值∆+=444S I ，按A 律13折线编8位码，求具体码字以及编码电平c I 。
解：0444>∆+=S I ，故11=a 。
∆>∆=128444S I ，12=a ； ∆<∆=512444S I ，03=a ； ∆>∆=256444S I ，14=a 。
前三次比较结果，段落码为101，表示样值幅度在第6段，第6段的起始电平∆=2566B I ，量化间隔∆=∆166。
∆=∆+∆=∆+=3841282568665B R I I ，∆>∆=384444S I ，15=a ；()∆=∆+∆+∆=∆+∆+=448641282564865666a I I B R ，∆<∆=448444S I ， 06=a ；()()∆=∆+∆+∆=∆+∆+∆+=416321282562486665667a a I I B R ∆>∆=416444S I ，17=a ；()()()∆=∆+∆+∆+∆=∆+∆+∆+∆+=4321632128256248676665668a a a I I B R ∆>∆=432444S I ，18=a 。
则编码码字为﹛11011011﹜，相应的编码电平为()∆=∆⨯⨯+⨯+⨯+⨯+=432162222807162536a a a a I I B C3. 非线性编码器(1) 逐次渐近型编码器结构逐次渐近型编码器的原理框图如图2-18所示。
从图中可以看出它的基本电路结构由两大部分组成：① 比较判决和码形成电路② 判定值的提供电路----本地解码器(2) 比较判决和码形成电路工作原理经抽样保持的PAM 信号分作两路：① 一路送入极性判决电路，在时序脉冲（位脉冲）1D 时刻进行判决编出1a 码；② 另一路经全波整流送入比较码形成电路与本地解码器产生的判定值进行比较编码。
其比较是按时序脉冲D 2～D 8逐位进行的，根据比较结果形成a 2～a 8各位码图2-18 逐次渐近型编码器原理框图(3) 本地解码器的作用本地解码器的作用是将幅度码a 2～a 8逐位反馈，经串/并变换，并记忆为M 2～M 8，再将M 2～M 8（7位非线性码）经7/11变换电路变成11位线性码，再经11位的线性译码网络解码即可输出相应的判定值R I 。
(4) 串/并变换记忆电路的输出M 2～M 8与反馈码a 2～a 8的对应关系·对于先行码（已编好的码）：i i a M = ·对于当前码（正准备编的码）：1=i M ·对于后续码（尚未编的码）：0=i M(5) 7/11变换电路功能将7位非线性幅度码（过载电平为∆2048）变换为11位线性码。
① 7/11变换电路输入2M ～8M 可以看作是非线性码2a ～8a ，这7位非线性码与电平的对应关系如表2-5所示。
表② 本地解码器中的7/11变换电路输出1B ～11B 各位码的权值如表2-6所示。
表2-6 11位线性码码位权值③ 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等。
于是依据表2-5和表2-6，可得出非线性码与线性码之间的关系（7/11变换逻辑表达式），从而设计出实现7/11变换的数字逻辑电路，如图2-19所示。
令i C 为第i 量化段的“量化标志”，即1=i C 表示量化电平属于第i 量化段的电平，则可写出例2.5.2中，7/11变换逻辑表达式为4326M M M C =（即4326a a a C =）()657683256C a C a C B ++=∆()3546576878632C a C a C a C a C C B +++++=∆*()=∆167B 2536475867C a C a C a C a C C +++++*图2-19 7/11变换电路示意图4. A 律13折线解码为使判决比较电路简单，在编码时，PAM 样值在两个非线性量化电平之间时，是以低电平值作为该样值的量化值，故编码端量化误差为i c i e ∆≤，最大量化误差为一个非线性量化级i ∆。
数字通信原理 (3)
•数字通信原理带通信号的表示方法（等效低通表示法）信号空间表示方法随机信号分析Digital Communications数字通信第4讲概率与随机过程Probability and Stochastic ProcessRandom1、基本概念回顾Experiment 实验Sample Space 样本空间: the set of all possible outcomes : SSample Point 样点、基本事件 Event 事件：Subset of S : AComplement of the event: Union 并（和事件）: Intersection 交（积事件）： Mutually exclusive events 互斥事件(two events have no sample points in common) Null event 零事件不可能事件AA B∙A B A BAB必然事件φA B=φ1、基本概念回顾Probability of：概率 三个概率公理：A ()0()1()()A S i j i i P P A A P A P A φ≥==⎧⎪⎨=⎪⎩∑非负性规范性可列可加性不相容或互斥2、Joint Events and Joint Probability联合事件联合概率两个实验：(1,)(1,)i j A i n B j m ==(,)i j A B 1(,)()m i j i j P A B P A ==∑Joint Events ：B j Mutually Exclusive ：Joint Probability ：(,)i j P A B A i Mutually Exclusive ：1(,)()n i j j i P A B P B ==∑11(,)1n mi j i j P A B ===∑∑Probability 概率3、Conditional Probability 条件概率(,)A B Joint Events 联合事件：(,)(/)()P A B P B A P AProbability 概率Bayes’ Theory ：Bayes 定理==P A B P B P A B P A P B A (,)()(/)()(/)=P B P A B P A B ()(/)(,)∑==P A B P B P A B P B j j j n i i (/)()(/)()1B i ，i=1,…,n 互斥，==P A P A P B A P A B P A B P B i i i i ()()(/)(,)(/)()S ==B i i n 1后验概率先验概率乘法公式重点Probability 概率4、Statistical Independence 统计独立判断依据：(,)()()P A B P A P B =(/)()P A B P A =The joint probability of the event A and B factorize into the product of the elementary or marginal probabilities P(A) and P(B)乘积的概率等于概率的乘积物理意义：若A 与B 相互独立，则不论B 是否发生，都不能提供A 是否发生的信息。
数字通信原理(黎洪松)4-7章 (2)
s0 (t) a0e j(ct0 )
（5.2-4）
第 5 章 衰落信道与抗衰落技术
式中，ωc和φ0分别为载波角频率和初始相位。假设经反射或散 射到达接收天线的第i条路径的信号为si(t)，其幅度值为ai， 相 移为φi，多普勒频移为fDi，则si(t)可表示为
s (t) a e e i
i j(2πfDi i ) j(ct 0 ) （5.2-5）
第 5 章 衰落信道与抗衰落技术 在无线移动信道中影响衰落的因素很多，主要有：① 多径传 播通常会使信号到达接收端的时间延长和不均匀，从而引起码间串 扰， 严重影响数字信号的传输质量； ② 移动台的移动速度，移 动台与基站之间的相对运动会使多条不同路径产生不同的多普勒频 移。根据移动台与基站之间的传播路径是变短还是加长，多普勒频 移可能为正， 也可能为负； ③ 周围物体的运动速度，若移动台 与基站之间物体处于运动中， 则它们会对多条不同路径产生时间 变化的多普勒频移。如果周围物体的运动速度明显慢于移动台的移 动速度， 则可以忽略周围物体的运动，只需考虑移动台的移动速 度； ④ 发射信号的带宽， 若发射信号的自相关时间小于多径信 号的延时差(即带宽大于多径信道的相干带宽)， 则接收信号会产 生失真。相干带宽是信号在幅度上仍然保持强相关时的最大频差的 测度。
第 5 章 衰落信道与抗衰落技术
人为干扰是为了破坏对方无线电通信而有意释放的干扰。 例如，在通信对抗中， 常常利用发射机发射或转发某种电磁波， 以扰乱或欺骗敌方的电子接收设备，使其不能正常工作， 达到 战时破坏敌方通信指挥控制系统的目的。 本书主要讨论自然干 扰。
第 5 章 衰落信道与抗衰落技术 5.1.4 自由空间的无线电传播
假设入射波si(t)与移动台移动方向之间的夹角为θi，则多普
数字通信原理PPT教案
图2.5 相乘器抽样模型
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图2.6 开关函数
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2.
一、定理
➢
设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为
fM。如果用时间间隔为TS≤1/2fM的开关信号对 f(t)进行抽样，则f(t)就可被样值信号
fS(t)=f(nTS) 来唯一地表示。或者说，要从样 值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽
量化的间隔可以相等，也可以不相等 。
量化误差： 量化前后信号之差，通常用功率表示 ，称之 为量化 噪声。
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2. 均匀量化及量化噪声计算
一、均匀量化的概念
➢ 各量化分级间隔相等的量化方式即为均匀量 化。
➢
图2.17(a)所示的阶梯状特性中的一个台
阶的高度称为一个量化级。如图所示，均匀
.
➢ 至此，我们可以用下述两 种彼此等价的方式来表示有限 能量频带受限信号的抽样定理。
➢ ① 对于频谱分量低于fM的 有限能量信号，可以用间隔小 于或等于1/2fM的该信号瞬时
➢ ② 对于频第29谱页/共1分19页 量低于fM的 有限能量信号，可以从抽样速
(2) 带通型信号抽样
带通信号： 频率从f0到fM，当 f0 > B时，称为带通型信号。
➢
量化过程是一个近似表示的过程，即无限
个数取值的模拟信号用有限个数值的离散信号
近似表示。
第42页/共119页
.
图 2 16 量 化 示 意 图
第43页/共119页
量化的方法： 将样值的最大变化范围划分成若干个相 邻的段 落，当 样值落 在某一 间隔内 ，其输 出数值 就用此 间隔内 的某一 固定值 来表示 。
2
通信原理第四章 (樊昌信第七版)PPT课件
则接收信号为
2 1
fo(t) = K f(t - 1 ) + K f(t - 2 ) 相对时延差
F o () = K F () e j 1 + K F () e j ( 1 )
信道传输函数
H()F F o(( ))K Keejj 11((1 1 eejj ))
常数衰减因子 确定的传输时延因子 与信号频率有关的复因子
课件
精选课件
1
第4章 信道
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
精选课件
2
本章内容:
第4章 信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
精选课件
3
概述
信道的定义与分类
n 狭义信道：
—传输媒质 有线信道 ——明线、电缆、光纤 无线信道 ——自由空间或大气层
1. 传输特性
H ()H ()ej ()
H() ~ 幅频特性
()~ 相频特性
2. 无失真传输
H()Kejtd
H() K
()td
精选课件
27
n 无失真传输（理想恒参信道）特性曲线：
恒参信道
|H()|
K
() td
td
0
H() K
幅频特性
0
0
()td
()d() d
td
相频特性
群迟延特性
精选课件
28
n 理想恒参信道的冲激响应:
恒参信道
H()Kejtd
h(t)K(ttd)
若输入信号为s(t)，则理想恒参信道的输出:
《通信原理教程》(第3版)-樊昌信-编著----第四章--PPT课件
*
由 有 为了保持信号量噪比恒定，要求： x x 即要求： dx/dy x 或 dx/dy = kx, 式中 k =常数 由上式解出： 为了求c，将边界条件(当x = 1时，y = 1)，代入上式，得到 k + c =0， 即求出： c = -k， 将c值代入上式，得到 由上式看出，为了保持信号量噪比恒定，在理论上要求压缩特性为对数特性 。 对于电话信号，ITU制定了两种建议，即A压缩律和压缩律，以及相应的近似算法 － 13折线法和15折线法。
*
由抽样信号恢复原信号的方法 ： 从频域看：当fs 2fH时，用一个截止频率为fH的理想低通滤波器就能够从抽样信号中分离出原信号。 从时域中看，当用抽样脉冲序列冲激此理想低通滤波器时，滤波器的输出就是一系列冲激响应之和，如图所示。这些冲激响应之和就构成了原信号。 理想滤波器是不能实现的。实用滤波器的截止边缘不可能做到如此陡峭。所以，实用的抽样频率fs 必须比 2fH 大较多。 例如，典型电话信号的最高频率限制在3400 Hz，而抽样频率采用8000 Hz。
*
4.4 脉冲编码调制 4.4.1脉冲编码调制（PCM）的基本原理 抽样 量化 编码 例：见右图 3.15 3 011 3.96 4 100 方框图：
*
A压缩率 式中，x为压缩器归一化输入电压； y为压缩器归一化输出电压； A为常数，决定压缩程度。 A律中的常数A不同，则压缩曲线的形状不同。它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小。在实用中，选择A等于87.6。
*Hale Waihona Puke *求量化噪声功率的平均值Nq ： 式中，sk为信号的抽样值，即s(kT) sq为量化信号值，即sq(kT) f(sk)为信号抽样值sk的概率密度 E表示求统计平均值 M为量化电平数 求信号sk的平均功率 ： 由上两式可以求出平均量化信噪比。
通信原理ppt课件
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
数字通讯原理第4章
并自动纠正错码。前向纠错方式的特点是无需反向信道，延
时小，实时性好，但译码设备比较复杂。随着编码理论和大 规模集成电路的发展，性能优良的实用编译码方法不断涌现， FEC方式得到了越来越广泛的应用。
第 4 章 信 道 编 码 (3) 混合纠错(HEC)。它是FEC方式和ARQ方式的结合， 即发送端发送具有检错和纠错能力的信息码元序列，接收端 检查错码情况，如果错码在其纠错能力范围内，则自动纠错；
BSC是无记忆的，它的输出仅与对应时刻的输入有关，而与 前后输入无关。BSC是研究二进制编码解码最简单、最常用的 模型。
第 4 章 信 道 编 码
0 输入 1 P
1－P P
0 输出
1－P
1
图 4-3
二进制对称信道（BSC）
第 4 章 信 道 编 码
2) 离散无记忆信道(DMC)
离散无记忆信道(DMC)模型如图4-4所示。假设信道的离散 输入是q元符号，即输入符号集由q个元素X=｛x0，x1，…，xq-1｝ 构成；信道的离散输出是Q元符号，即信道输出符号集由Q个 元素Y=｛y0 ，y1 ，…，yQ-1 ｝构成,且信道是无记忆的，则信道
如果错码超过了其纠错能力，但能检测出来，则通过反向信
道请求发送端重发。 由于HEC方式具有FEC和ARQ的优点， 可 实现较低的误码率， 因而得到了广泛的应用。
第 4 章 信 道 编 码 3. 信道编码分类 1) 线性码与非线性码
根据信息码元与监督码元之间的函数关系，信道编码可分
为线性码和非线性码。如果信息码元与监督码元之间的函数关
第 4 章 信 道 编 码 3) 检错码与纠错码 根据码的用途，信道编码可分为检错码和纠错码。检错码
以检错为目的，不一定能纠错；纠错码以纠错为目的，一定能
数字通信原理第8次课课件(2015)
10.3 线性分组码10.3.1 线性分组码的基本概念1.线性分组码的概念 (1) 分组码()k n ,线性分组码中的分组是对信息序列的处理方法而言，即编码时将信息序列每k 位分为一组，编码器对每组的k 位信息按一定的规律产生r 个监督码，输出长度为n k r =+的码组（码字）。
对于分组码，每一码组的r (即n k -)个监督码仅与本码组的k 个信息码有关，与其他码组的信息无关。
(2) 线性码线性分组码中的线性是指码组中监督码与信息码的关系，线性码码组中任一码元都是信息码元的线性组合。
2.线性分组码的性质下面通过举例来认识和了解线性分组码及其性质。
例10.3.1 (7,4)二进制线性分组码的输入信息组（又称信息段）是m ()0123m m m m =,编码输出A ()0123456a a a a a a a =，已知码组到信息间的映射关系为⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====o oo omm m a m m m a m m m a m a m a m a m a 1323112323142536监督位信息位求输出码组集合（这里，“+”指模二加）。
解：将由线性方程组描述的输入输出码元之间的线性变换关系改写成矩阵形式：A []⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00010110010101010011010001110123m m m m （模2加） = mG码长7=n 的码组有12827=种组合，而4位的信息组只有1624=种组合，对应16个码组。
可见，该(7,4)线性分组码仅有16个许用码组。
分别令信息组()0123m m m m 为（0000），（0001），…，（1111），代入上面的矩阵算式，不难算得各信息组对应的码组，列于表10.3.1 。
表10.3.1 反映出线性分组码所具备的基本性质： (1) 一个()k n ,线性分组码共有k 2个（许用）码组；(2) 对加法满足封闭性，即线性分组码中任意两个码组之和（模2加）仍是分组码中的一个码组；(3) 全零码是线性分组码中的一个码组；(4) 线性分组码各码组之间的最小码距，等于除全零码外的码组的最小重量。
数字通信原理第5次课课件(2015)
第4章时分多路复用及PCM30/32路系统本章着重介绍时分多路复用通信的实现方法，内容包括：（1）时分多路复用的概念（多路复用的定义、时分多路复用的基本原理以及时分多路复用中的同步概念等）。
（2）PCM30/32 路系统①PCM30/32路系统帧结构（PCM基群帧结构、话路时隙、帧同步时隙、信令与复帧同步时隙和复帧等）。
②PCM30/32路定时系统（定时系统的作用，发端定时系统构成、各类定时脉冲的用途和参数以及时序关系，收端定时系统的构成、收端定时时钟提取方法——位同步的实现）。
③PCM30/32路帧同步系统（帧同步系统的功能、工作原理和保护措施）。
4.1时分多路复用通信4.1.1时分多路复用的概念1. 多路复用的概念（1）多路复用的定义为了提高通信信道的利用率，使若干路信号沿同一信道传输而不互相干扰的通信方式称为多路复用。
（2）多路复用的方法多路复用的方法中用得最多的有两大类：频分多路复用和时分多路复用。
•频分多路复用（FDM）:频分复用是按频率区分各路信号，多用于模拟通信系统中。
•时分多路复用（TDM ）:时分复用是按时间区分各路信号，主要用于数字通信系统，例如PCM通信。
2. 时分多路复用原理（1）时分多路复用的基本原理时分多路复用是利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号的。
具体来说，将时间分成为均匀的时间间隔，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的目的。
可以用图4-1说明PCM通信系统时分多路复用原理。
图中：①发端低通滤波器将语音信号频带严格限制在3400H Z以内。
②电子开关SA （称为分配器或称为合路门）有两个作用：•电子开关SA1每旋转一周就依次对各路信号进行一次抽样，抽样间隔为T , 这样就达到了对每一路信号每隔T秒时间抽样一次的目的；•电子开关SA同时还完成复用合路的作用。
图4-1 PCM通信系统时分多路复用原理示意图SA采集到的信号如图4-2所示。
数字通信原理第3次课课件（2015）
数字通信原理第3次课课件（2015）1.复习(1) PCM 通信系统模/数转换⽰意图(2) 量化⽅法分为均匀量化和⾮均匀量化(3) 均匀量化：各量化区间⼤⼩相同的量化（即量化间隔相等的量化）。
①均匀量化间隔（量化区间的⼤⼩）：NU2=②量化误差（量化噪声）：u u e q -=，最⼤量化误差2max ?=e 。
(4) 均匀量化信噪⽐①语⾳信号均匀量化时的量化噪声功率：eu U e q eu N U N 2222223-+='+=σσ②量化区均匀量化信噪⽐()e edB q x N x N N Slg 203lg 2031lg1022+=-≈式中，Uu x ee =（归⼀化电压值）将l N 2=代⼊上式，（其中N 为量化级数，l 为⼆进制码字位数）得 ()()8.46lg 20lg 2023lg 20++≈+?≈l x x N S e e l dB q③语⾳信号均匀量化时的量化信噪⽐曲线(5) 均匀量化的局限性⼩信号时信噪⽐⼩，因此，为了满⾜⼩信号时对信噪⽐的要求，需要较长的编码位数。
2.本次课学习的主要内容 2.4.2 ⾮均匀量化2.4.2 ⾮均匀量化1. ⾮均匀量化的特点信号幅度⼩时，量化间隔⼩，其量化误差也⼩；信号幅度⼤时，量化间隔⼤，其量化误差也⼤。
⾮均匀量化⽰意图如图2-8所⽰。
图2-8 ⾮均匀量化⽰意图2. ⾮均匀量化的分析思路3.⾮均匀量化特性与量化误差特性在保持量化级数8N不变的前提下，⾮均匀量化特性与误差特性如图2-9=所⽰。
图2-9 ⾮均匀量化特性与误差特性将⾮均匀量化误差特性与均匀量化误差特性进⾏⽐较，不难看出，⾮均匀量化改善了⼩信号的量化噪声。
4. ⾮均匀量化的实现⽅法（模拟压扩法）实现⾮均匀量化的⽅法之⼀是采⽤压缩扩张技术，如图2-10所⽰。
在发送端对输⼊量化器的信号先进⾏压缩处理，再进⾏均匀量化，其最后的等效结果就是对原信号的⾮均匀量化。
µ律和A律压缩扩张特性是⽬前PCM通信系统中所使⽤的⾮均匀量化压扩特性。