通信原理 第十二讲

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1、 通信原理 第十二讲通信基础教研室 潘若禹办公室 3号实验楼324电话 88166348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。常用的是压缩 律与A压缩律。1.律与A律压缩特性 律和A律归一化压缩特性表示式分别为 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。A律13折线的近似折线线段 号12345678斜 率161684211/21/

2、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168=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2048。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

3、性编码的码组 结构如下：极性码 段落码 段内码 M1 M2M3M4 M5M6M7M8 其中第一位M1 表示量化值的极性正负。M1 =1 代表信号极性为正M1 =0 代表信号极性为负后面的7位分为段落码和段内码两部分,用 于表示量化值的绝对值。段落序号段落码码 M2M3M4 段落范围围 （量化单单位）81 1 11024204871 1 0512102361 0 125651151 0 012825540 1 16412730 1 0326320 0 1163110 0 0015段内码的编码规则：电电平序号段内码码电电平序号段内码码M5M6M7 M8 M5M6M7M8 15 14 13 12 1

4、1 10 9 81 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 7 6 5 4 3 2 1 00 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0至此,一个信号的正负极性用M1 表示,幅度 在一个方向上(正或负)有8个大段,用M2M3M4 从表示，具体落在某段落内的电平上，用4位 段内码M5M6M7M8 表示。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

5、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+635,要求按13折线A律编码 。逐次比较型编码器原理图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/

6、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

7、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5.3.3 TDM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。 5.3.5 PC

8、M30/32路典型终端设备介绍PCM30/32路终端设备与市话电缆、长途电 缆、数字微波系统各光纤等传输信道连接， 作为有线或无线电话的时分多路终端设备。 1.基本特性话路数目：30抽样频率：8Khz压扩特性：A律13折线，编码位数k8每帧时隙数：32总数码率：编码位数*时隙数*抽样速率2.帧和复帧结构 (1)时隙分配抽样周期为1/8000=125s,它被称为一 个帧周期,即125s为一帧。一帧内要时分 复用32路,每路占用的时隙为 125/32=3.9s,称为 1个时隙。因此一帧有 32个时隙,按顺序编号为TS0、 TS1、TS31 。 TS1TS15、TS17TS31为30个话路时隙。 TS0为帧同步码,监视码时隙。 TS16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3.9s/8=488 ns,称为1比特,编 号为18。第1比特为极性码,第24比特为 段落码，第58比特为段内码。 (3)TS0时隙比特分配 (4)TS16时隙的比特分配若将TS16时隙的码位按时间顺序分配给各 话路传送信令,需要用16帧组成一个复帧,分 别用F0、 F1、F15表示,复帧周期为2ms, 复帧频率为500Hz。