通信原理第十二讲课件

通信原理第十二讲办公室3号实验楼324电话邮箱非均匀量化

定义：非均匀量化是一种在整个动态范围内量化间隔不相等的量化。非均匀量化时是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。信号抽样值小时,量化间隔也小;信号抽样值大时,量化间隔也变大。非均匀量化的实现方法是将信号抽样值通过压缩器后再进行均匀量化。常用的是μ压缩律与A压缩律。1.μ律与A律压缩特性μ律和A律归一化压缩特性表示式分别为μ律：A律：

2.A律13折线的PCM编码折叠码是目前A律13折线PCM设备所采用的码型。折线段号12345678斜率161684211/21/4

上述8段之中,每一段都要再均匀地分成16等份,每一等份就是一个量化级。因此,输入信号的取值范围0至1总共被划分为16×8=128个不均匀的量化级。它对小信号分得细,最小量化级为第1.2段的量化级。即：(1/128)×(1/16)=1/2048

一般最小量化级为一个量化单位,用Δ表示,可以计算出输入信号的取值范围0至1总共被划分为2048Δ。1.编码原理码字—对于Q个量化电平,可以用k位二进制码来表示,称其中每一种组合为一个码字。码型—指的是把量化后的所有量化级,按其量化电平的大小次序排列起来,并列出各对应的码字,这种对应关系的整体就称为码型。1)码位的安排用于13折线A律特性的8位非线性编码的码组结构如下：极性码

段落码

段内码

M1

M2M3M4

M5M6M7M8

段落序号段落码M2M3M4段落范围（量化单位）81111024～20487110512～10236101256～5115100128～255401164～127301032～63200116～3110000～15段内码的编码规则：电平序号段内码电平序号段内码

M5M6M7M8

M5M6M7M8

15141312111098111111101101110010111010100110007654321001110110011001010011001000010000

假若采用均匀量化而仍希望对于小电压保持有同样的动态范围1/2048,则需要用11位的码组才行。现在采用非均匀量化,只需要7位就够了。2)编码原理

逐次比较型编码器编码的方法——用天平称重物的过程

天平称重物的过程：第一次称重所加砝码是估计的；第二次称重所加砝码根据第一次的结果；依次往下进行,直到接近平衡为止。以上这个过程称为逐次比较称重的过程。例2已知抽样值为+635Δ,要求按13折线A律编码。2)PCM信号的码元速率和带宽码元速率—

为抽样速率,Q为量化电平数。带宽—传输PCM信号所需的最小带宽。

(理想低通传输)2.译码原理作用是把收到的PCM信号还原成相应的PAM信号。

极性控制部分的作用是根据收到的极性码M1来判断PCM信号的极性,使译码后的PAM信号的极性恢复成与发送端相同的极性。

7/12变换电路是将7位非线性码转变为12位线性码。在编码器的本地译码电路中采用7/11位码变换,使量化误差有可能大于本段落量化间隔的一半。知识点：7/11变换：

7位码对应的电平=11位线性码对应的电平7/12变换：

7位码对应的电平+=12位线性码对应的电平5.3时分多路复用在数字通信中,一般采用时分多路复用的方式来提高系统的传输效率。时分复用—利用各信号的抽样值在时间上不相互重叠来达到在同一信道中传输多路信号的方法。5.3.1TDM基本原理由于单路抽样信号在时间上离散的相邻脉冲间有很大的空隙,在空隙中插入若干路其他抽样信号,只要各路抽样信号在时间上不重叠并能区分开,从而一个信道可以同时传输多路信号。相关定义各路信号的抽样间隔—复用信号脉冲的间隔—一帧—各个消息构成单一抽样的一组脉冲时隙—一帧中相邻两个脉冲之间的时间间隔保护时间—未被抽样脉冲占用的时隙5.3.2TDM的带宽及相关问题1.抽样速率、抽样脉冲宽度、复用路数2.信号带宽与路数的关系3.时分复用信号仍然是基带信号4.时分复用系统必须严格同步5.3.3TDM与FDM的比较

FDM—用频率来区分同一信道上同时传输的信号，各信号在频域上是分开的，而在时域上是混叠在一起的。TDM—在时间上区分同一信道上依次传输的信号，各信号在时域上是分开的，而在频域上是混叠在一起的。2.帧和复帧结构(1)时隙分配

抽样周期为1/8000=125μs,它被称为一个帧周期,即125μs为一帧。一帧内要时分复用32路,每路占用的时隙为125/32=3.9μs,称为1个时隙。因此一帧有32个时隙,按顺序编号为TS0、TS1、…、TS31。①TS1～TS15、TS17～TS31为30个话路时隙。②TS0为帧同步码,监视码时隙。③TS16为信令(振铃、占线、摘机……等各种标志信号)时隙。(2)话路比特的安排每个话路时隙内要将样值编为8位二元码,每个码元占3.9μs/8=488ns,称为1比特,编号为1～8。第1比特为极性码,第2～4比特为段落码，第5