现代通信原理(05-3)

1、2022-6-81现代通信原理第五章 脉冲编码调制（3）2022-6-825.9 PCM5.9 PCM编码原理编码:把量化后的信号电平值转换成二进制 编码的过程.常用三种:自然二进制码组NBC; 折叠二进制码组FBC; 格雷二进制码组RBC;PCM通信中采用折叠码.2022-6-835.9 PCM5.9 PCM编码原理一.常用二进制码型 自然二进制码(Natural Binary Code,NBC):码字与电平值的对应关系简单。一般的十进制正整数的二进制表示。2022-6-845.9 PCM5.9 PCM编码原理 反射二进制码(Reflected Binary Code,RBC):/格雷码 任

2、何相邻的电平的码组，只有一位码位发生变化。2022-6-85折叠二进制码(Folded Binary Code,FBC): 除去左边第一位，其余部分从电平序号中部呈上下对称（折叠关系） 左边第一位是符号位。 （1表示正；0表示负）2022-6-86三种二进制码2022-6-875.9.1折叠二进制编码 相当于计算机中的符号幅度码，左边第一位是符号位（1表示正，0表示负），第二位以后表示幅度。 其它各位相对于零电平，故称为折叠码。2022-6-88为何PCM选用折叠码（FBC）（定性分析） 对于语音信号来说，小信号出现的概率最大； 而对于任意编码，左边第一位(高位)误码造成的误差功率最大。 NB

3、C码在小信号情况，如果0111误为1111，则误码功率大。 而FBC码，如果0000误为1000，同样的小信号情况，则误码功率相对较小。2022-6-89 通信信号数字化过程中中,误差来源于两部分: 1.量化误差eq 2.误码误差et总噪声功率2022-6-810量化噪声误码噪声iijjLiLjittppyyEe21122)( yi,yj第i,j级量化电平； pij是将yi误为yj的概率； pi是yi的出现概率；L是量化电平总数。2022-6-811 假设每个电平出现概率相等， pi=1/L n位编码中只有一位误码，则只可能出现n=log2L种量化电平差错,错误概率pij=Pe，有iejLiL

4、jitppyy21log12)(2 2022-6-812在自然码NBC中，第K位发生误码，产生的误差值为.21keieLiLjktPLppL.31).2(12221log11222022-6-813222222.3112etqnPL总噪声功率：设输入信号服从均匀分布，满载功率为：12)21()(2222LdxvxdxxpxSvvvv2022-6-814信噪比为：enPLLSSNR) 1(41/222当)1(412Lpe时 误码造成信噪比下降3dB.对于L=256位的线性量化来说,此时的Pe为3.8*10-62022-6-815 下图为不同编码规律时SNR与输入电平的关系,在相同误码的情况下,折

5、叠码的信噪比明显高于自然码.2022-6-816二. 编码器工作原理 用2n-1 个比较器将信号采样值同时与2n-1 个判别电平。V,2V, ,(2n-1)V进行比较，经过逻辑电路并行输出n位码组。信号采样值逐次与一组二进制电压进行比较，串行输出n位码组。 n级比较电路串联构成，每级编一位码，可把量化采样值直接转换为折叠二进制码。2022-6-8171. 线性编码自然二进制码 本地解码器产生供比较用的二进制电压Vj ，保持电路使采样值在一个编码周期内不变Vs 。2022-6-8182022-6-8192. 非线性编码非均匀量化编码，以A87.6/13 折线为例。2022-6-820 5.9.3

6、 CCITT标准的PCM A律的国际标准PCM编码 极性码M1: 段落码M2M3M4：表示量化采样值所在段落的序号。 电平码(段内码)M5M6M7M8：表示每一段落内的16个均匀量化级。 表5-3列出了最小量化单位为2，段内码为自然码的量化规则。2022-6-821段落数段落码对应的起始电平段内量化级间隔10 0 00D1D20 0 116D1D30 1 032D2D40 1 164D4D51 0 0128D8D61 0 1256D16D71 1 0512D32D81 1 11024D64D段落码2022-6-822例1、输入幅度为，求量化编码和解码输出。 解： 因为是正数，所以M1为“1”。

7、 查表5-3，1250落在第六段，M2M3M4=“110” 以1024为起点，64为量化间隔 （1250-1024）/64=3.53 M5M6M7M8=“0011” 总的编码为“” 量化值为（1056+64*3）=，这就是解码输出。 2022-6-8235.10 对数PCM与线性PCM之间的变换通信系统中存在两种PCM1.线性PCM(13,左边第一位是符号位)编码用于与图像的接口.2.线性PCM编码采用均匀量化折叠编码.3.量化间隔=2,最大量化电平 V=211 =2048*2=40964.编码表达式为：221111iiikby量化精度为/22022-6-8245.10 对数PCM与线性PCM之间的变换 对数PCM(8位,左边第一位是符号位)用于与语音的接口. 两者之间的变换关系如表5-5所示。2022-6-8252022-6-826自测题自测题 （1） 将理想抽样、自然抽样和平顶抽样，从时域和频域上作一比较。 （2） 为什么对语音信号进行脉冲编码调制时要采用对数压缩特性？ （3） 解释A律压缩特性取A=87.6的由来。 （4） 为什么用正弦波测量A律13折线脉冲编码调制量化信噪比时，随着正弦波幅度变化，量化信噪比会出现有规律的起伏？ （5） 脉冲编码调制中每增加一位编码，