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5.9.2信道误码对信噪比的影响(定量分析) 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n2=q2+t2
=E[eq]2+E[et]2
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对于均匀量化器 量化噪声q2
q2=2/12
误码噪声t2

2 t
E[e t ]
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三种二进制码
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5.9.1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对称折叠，故称为折 叠码。
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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。 NBC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。
Î ¶ 0 0 0 0 1 1 1 1
 ä ë ¶ Πäë ¶ ÔÓ ¦µ ÄÆ ðÊ ¼µ çÆ ½ 0 0 0D 0 1 16D 1 0 32D 1 1 64D 0 0 128D 0 1 256D 1 0 512D 1 1 1024D
ÎÄ ¶ ÚÁ ¿¯ »¼ ¶¼ ä· ô 1D 1D 2D 4D 8D 16D 32D 64D
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总噪声功率：
L 1 2 Pe . 12 3
2 2 2 n 2 q 2 t
设输入信号服从均匀分布，满载功率为：
1 L S x p( x)dx x ( )dx v v 2v 12
v 2 v 2 2
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1. 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 。
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2. 非线性编码
非均匀量化编码，以A87.6/13 折线为例。
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5.9.3 CCITT标准的PCM编码过程
• • • （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，量化 信噪比提高多少？为什么？
信噪比为：
SNR S / n
2
L 2 1 4( L 1) Pe
时
2
当
1 pe 2 4( L 1)
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*10-6
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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,折叠码的信噪比明 显高于自然码.
现代通信原理
第五章 脉冲编码调制（3）
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§5.9 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.
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§5.9 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。
注:表中D为最小量化单位，在表5-3中，D=2
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例1、输入幅度为1250，求量化编码和解码输出。
解： 因为是正数，所以M1为“1”。 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”

2 t

i 1
L
log 2 L j 1
2 ( y y ) i j pe pi
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在自然码NBC中，第K位发生误码，产生的误差值为
2
k 1
.
k 1

2 t
1 i 1 L
2
L
log 2 L j 1
(2
.) pe pi
2
L 1 2 .Pe 322 ( y y ) i j pij pi i 1 j 1
L
L
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。
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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
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§5.9 PCM编码原理
反射二进制码(Reflected Binary Code,RBC): /格雷码 任何相邻的电平的码组，只有一位码位发生变 化。
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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）
A律的国际标准PCM编码
M1M2M3M4M5M6M7M8
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。
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Îä ¶ ÂÊ ý 1 2 3 4 5 6 7 8
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• •
•
•
（6） 输入信号为0电平时，A律13 折线PCM的输出序列是什么？ • （7） 为什么脉冲编码调制中采用 折叠二进知码？ • （8） 若A律脉冲编码调制器的过 载电平为4096，输入电平为520时，求输 出码组。
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4.编码表达式为：
yk
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i 1 b 2 i i 1 11
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量化精度为/2
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5.10 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。
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自测题
总的编码为“11100011” 量化值为（1056+64*3）=1248 ，这就是解码输出。
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5.10 对数PCM与线性PCM之间的变换
通信系统中存在两种PCM 1.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=4096
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二. 编码器工作原理 直接比较型： 用2n-1 个比较器将信号采样值同时与2n-1 个判 别电平。[∆V,2∆V, …,(2n-1)∆V]进行比较，经过逻 辑电路并行输出n位码组。 反馈比较型： 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。
折叠级联型：
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。