通信原理信源编码课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/9/7,#,模拟信号,de,抽样,10,.2,抽样定理,-,模拟信号数字化和时分多路复用的理论基础,模拟信号de抽样10.2 抽样定理-模拟信号数,1,10,.2.1,低通模拟信号的抽样定理,定理,：,10.2.1 低通模拟信号的抽样定理定理：,2,证明,：,设单位冲激序列：,其周期,T,=,抽样间隔,T,s,抽,样过程可看作,是,m,(,t,),与,T,(t),的相乘。,因此,，,理想,抽,样信号为,：,其频谱,为,：,1/,T,s,n,=,0,证明：设单位冲激序列：其周期T=抽样间隔Ts 抽样过程,3,理想抽样,过程的,波形,和,频谱,：,理想抽样过程的波形和频谱：,4,因此，,抽,样速率,必须满,足,：,f,s,f,H,这就从 频域角度 证明了 低通抽样定理。,此时,，,不能,无失真重建原信号。,混叠失真,：,5,重建原信号,：,低通滤波器,H,L,(,f,),重建原信号：低通滤波器HL(f),6,内插公式,内插公式,7,抽样,与,恢复,原理框图,：,抽样与恢复原理框图：,8,10,.2.2,带,通模拟信号的抽样定理,定理,：,10.2.2 带通模拟信号的抽样定理定理：,9,f,f,H,f,L,-,f,L,-,f,H,0,B,f,f,H,f,L,-,f,L,-,f,H,B,-,2,B,-,3,B,-B,2,B,3,B,|,M,(,f,)|,|,M,s,(,f,)|,3,f,s,2,f,H,=6,B,f,H,=n,B,f,H,=3,B,f,s,=2,B,3,f,s,f,H,f,L,-,f,L,-,f,H,B,-,2,B,-,3,B,-B,2,B,3,B,f,0,B,f,|,M,(,f,)|,2,f,H,=2(3+,k,),B,f,H,f,L,-,f,L,-,f,H,f,H,=n,B,+,kB,f,H,=,3,B,+,kB,2(,3,+,k,),B,=,3,f,s,推广：,n=,任意整数,2(,n,+,k,),B,=,n,f,s,ffHfL-fL-fH0BffHfL-fL-fHB-2B-3,10,f,s,与,f,L,关系,n=1,n=2,n=3,n=4,n=5,n=6,fs 与 fL 关系 n=1n=2n=3n=4n=5n=,11,模拟脉冲调制,10,.3,模拟脉冲调制10.3,12,P,A,M,、,P,D,M,、,P,P,M,PAM、PDM、PPM,13,实际抽样,自然抽样,的,PAM,对比,：,-,理想抽样,-,自然抽样,m,(,t,),实际抽样 自然抽样的PAM对比：-理想抽样,14,自然抽样,过程的,波形,和,频谱,：,自然抽样过程的波形和频谱：,15,自然抽样,与,恢复,原理框图,：,理想抽样：,自然抽样,：,理想冲激序列,实际脉冲序列,s,(,t,),恢复,：,均可用,理想低通滤波器取出原信号。,自然抽样与恢复原理框图：理想抽样：自然抽样：理想冲激序列,16,实际抽样,平顶抽样,的,PAM,特点,：,每个,样值脉冲的顶部是平坦的。,m,(,t,),产生,：,抽样 保持,实际抽样 平顶抽样的PAM 特点：每个样值脉冲的,17,n,=,0,恢复,：,修正,+,低通滤波,n=0 恢复：修正+低通滤波,18,模拟信号,de,量化,10,.4,西安电子科技大学 通信工程学院,量化,幅度上离散化,量化后的信号,多电平数字信号,模拟信号de量化10.4 西安电子科技大学 通信工,19,抽样值,分层,电平,10,.4.1,量化原理,量化,电平,量化,间隔,量化值,用,有限个,量化电平,表示,无限个,抽样值。,q,i,=,q,1,q,M,m,i,抽样值,量化信号值,抽样值分层10.4.1 量化原理量化量化量化值,20,抽样值,量化值,量化噪声,a,b,设,抽样信号,的取值范围,量化电平数,M,则,量化间隔,量化电平（中点）,分层电平（端点）,10,.4.2,均匀量化,等间隔,划分输入信号的取值域,抽样值量化值量化噪声a,b设抽样信号量化电平数M则量化间,21,的均方值,-,量化噪声功率,为,：,信号量噪比,S,/,N,q,输入样值信号,的概率密度,量化器的性能指标之一,m,k,=,m,(,kT,s,),m,q,=,m,q,(,kT,s,),量化噪声,信号,m,k,的平均功率,：,信号量噪比,信号功率与量化噪声功率之比,：,的均方值-量化噪声功率为：信号量噪比 S/Nq输入样值,22,量化噪声功率,解,：,平均信号量噪比,含义？,量化噪声功率解：平均信号量噪比 含义？,23,均匀量化的,缺点,应用,：主要用于概率密度为均匀分布的信号，如遥测遥控信号、图像信号数字化接口中。,原因,：,N,q,与信号样值大小无关，仅与量化间隔,V,有关。,解决方案,：,非,均匀量化,均匀量化的缺点应用：主要用于概率密度为均匀分布的信号，如遥,24,10,.4.3,非,均匀量化,量化间隔,不相等,的量化方法,压大补小,y=,f,(x),对数特性,提高小信号的量噪比,10.4.3 非均匀量化 量化间隔不相等的量化方法压,25,-,压缩输,出,-,扩张输,入,在接收端，需要采用一个与压缩特性相反的扩张器来恢复信号。,入,出,压缩,特性,扩张,特性,压缩,-,扩张特性,：,-压缩输出-扩张输入在接收端，需要采用一个与压缩特性相反的扩,26,均匀,量化,压缩,特性,均匀,27,通信原理信源编码课件,28,ITU,的,两种建议,：,ITU的两种建议：,29,非均匀量化,x,归一化输入电压,y,归一化输出电压,1,.,A,压缩律,y,1,1,非均匀量化x 归一化输入电压1.A 压缩律y11,30,通信原理信源编码课件,31,2,.,A,律,13,折,线,2.,32,对称输入,13,折线压缩特性,对称输入13折线压缩特性,33,A,律和,律不易用,电子线路准确实现，,实用中分别采用,13,折线,和,15,折线,。,3,.,压缩律,及其,15,折线,=0,时无压缩效果,非均匀量化,A律和 律不易用3.压缩律 及其 15 折线,34,15,折,线,K,1,=32,大,信号的量化性能比,A,律,稍差。,小,信号的量噪比是,A,律,的,2,倍。,15 折 线K1=32 大信号的量化性能比 A律 稍,35,