通訊原理第一章,第二章,第三章

2021-10-01 22:41:11 字數 2466 閱讀 6853

第三章 模擬訊號—>數碼訊號

3.3.編碼

資訊:information,訊息的內涵

訊息:message

訊號:訊息的物理載體。

數碼訊號:電訊號的振幅、相位或頻率是離散取值的

模擬訊號:電訊號的振幅、相位或頻率是連續取值的

通訊的目的:資訊的傳遞或交換

信源:訊息轉換成原始電訊號

信宿:電訊號轉換成訊息

模擬通訊系統:利用模擬訊號傳遞資訊

信源–>調製–>通道–>解調–>信宿

數字通訊系統:利用數字系統傳遞資訊

信源–>信源編碼–>通道編碼–>調製–>通道–>解調–>通道解碼–>信源解碼–>信宿

信源編碼作用:

1.模數變換

2.通過資料壓縮設法降低數碼訊號的誤位元速率,從而提高訊息傳輸的有效性

通道編碼作用:

加入監督碼元,發現或糾正錯誤,從而提高數字通訊系統的抗干擾能力,實現可靠通訊

數字系統主要效能指標

1.有效性指標:資訊傳輸速率rb/碼元傳輸速率,頻帶利用率η

2.可靠性指標:誤位元速率pe/誤位元率pb

確定訊號:描述訊號的時間函式x(t)是完全確定的。給定時刻t,即可確定訊號在該時刻的各有關引數取值

隨機訊號:

正交基,p14

希爾伯特變換:構建某一函式相應的正交函式

理想ssb可由希爾伯特變換表示

包含資訊的訊息序列所對應的訊號,都是隨機訊號

廣義平穩隨機過程,p27

各態歷經性,p28

加性高斯白雜訊:與訊號為疊加關係,概率密度函式為高斯分布,功率譜密度是一常數。

窄帶隨機過程:訊號頻頻寬度遠小於中心頻率

窄帶高斯隨機過程:

包絡:瑞利分布

相位:均勻分布

余弦訊號加窄帶高斯隨機訊號:調製系統都屬於該過程

包絡:萊斯分布

相位:a–>0,均勻分布;a–>1,高斯分布

訊號通過線性系統無失真的條件,p38

一般來說只要訊號的頻譜範圍內保證滿足線性無失真條件,就能達到無失真的效果。訊號通過非線性系統一定有失真。

匹配濾波器:抽樣時刻輸出訊雜比最大

最大訊雜比,匹配濾波器衝激響應,p44,p45

抽樣:時域連續的訊號離散化

量化:幅度連續的模擬訊號變成只有有限多種狀態的數碼訊號

編碼:量化後的數碼訊號用某種二進位制的碼組來表示

抽樣–>量化–>編碼

低通抽樣定理,p57

帶通抽樣定理,p59

無論訊號的最高頻率取值多大,都可將無失真恢復原來訊號的抽樣頻率限定在2w~4w內。

過載量化雜訊:輸入訊號出現x(t)min或x(t)>xmax

量化間隔m、量化階距δ、量化位數n,量化訊雜比snr,p64,p65

缺點:無論訊號幅度大小如何,量化階距都是乙個常數,量化雜訊的功率都基本固定不變

對於訊號取值小的區間,其量化間隔也小,反之,量化間隔就大。

實現方案:先非線性變換,然後均勻量化

最佳分層電平:相鄰兩個最佳量化電平的中點

最佳量化電平:相鄰兩個最佳分層電平的質心

對數量化:無論輸入的訊號幅度具有何種分布特性,均能使量化訊雜比保持為常數。

a律:我國使用a律對數壓縮變換

常用pcm編碼方式:自然二進位製碼nbc,格雷碼rbc,摺疊二進位製碼fbc

格雷碼編碼的優點:任何一位的誤碼都不會導致解碼後訊號幅度有大的變化

a律pcm編碼解碼,p80

對數pcm碼到線性pcm碼間的轉換,p82

dpcm:差分脈衝編碼調製。利用相鄰樣值之間存在的資訊冗餘度來進行壓縮編碼,進而提高傳輸效率。

dpcm總的訊雜比效能要優於pcm

訊號**的基本方法:

極點**器:利用過去的重建值來**當前輸入值

零點**器:利用過去的差值來**當前輸入值

零極點**器:同時利用過去的差值、重建值來**當前輸入值

上述編碼方式在接收端對碼組的解碼過程中,除了位元同步,還需要碼組同步,否則就會造成碼組劃分時的混亂,不能正確解碼。

採用同步更為簡單、容錯性能更為強壯的編碼方式

對輸入訊號x(t)進行δm調製編碼時,不發生過載失真的條件,p94

增量總和調製:在簡單δm調製編碼器前增加乙個積分器來實現對訊號進行平滑處理的功能。

δm調製主要受到兩類雜訊的影響,即量化雜訊和過載雜訊。增加量化間距的幅度可對陡峭變化的波型有更好的跟蹤效果,但較大的量化階距勢必又會增加量化雜訊。

自適應增量調製:在減小過載雜訊的同時不增加量化雜訊,也就是在波形陡峭變化時(3個連「1」或連「0」)用較大的量化階距,而在波形相對平坦時用較小的量化階距。

δm的量化訊雜比,p101

δm編碼雖然量化雜訊的效能略低於線性pcm編碼,但誤碼對系統劣化的影響大大降低,從這個意義上說,δm有更好的抗誤碼效能

第二章 第三章

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