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通信原理:第10章 信源编码.pdf
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通信原理:第10章 信源编码.pdf
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信源编码
第10章
南京理工大学通信工程系
Nanjing University of Science and Technology
Department of Communication Engineering
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
本章内容:
第10章 信源编码
抽样 — 低通信号和带通信号
量化 — 标量(均匀/非均匀)和矢量
脉冲编码调制 —PCM
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
引言引言
§10.1 §10.1
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
引言
为什么要数字化? 为什么要数字化?
压缩编码; 模/数转换
信源编码的作用: 信源编码的作用:
波形编码和参量编码
A/D转换(数字化编码)的技术: A/D转换(数字化编码)的技术:
A/D → 数字方式传输 → D/A
模拟信号数字化传输的三个环节: 模拟信号数字化传输的三个环节:
“抽样、量化 和 编码”
波形编码的三个步骤: 波形编码的三个步骤:
PCM、DPCM、 ∆M
波形编码的常用方法: 波形编码的常用方法:
6、7、8章
①
②
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
模拟信号de抽样模拟信号de抽样
§10.2 §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
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
最高频率小于 f
H
的模拟信号m(t) 可由其等间隔的
抽样值唯一确定,抽样间隔
T
s
或 抽样速率 f
s
应满足:
§10.2.1 低通模拟信号的抽样定理
定理: 定理:
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
证明: 证明:
设单位冲激序列
其周期T = 抽样间隔T
s
(() )
T
n
t Tnt
1
((
1
) )
T
n
fn
TT
f
() () ( )) )((
s
sTs
n
mt t mn nmt T t T
() () ()
s T
Mff fM
1
() ( )
n
s
s
f
Mf f n
T
抽样过程可看作是 m(t ) 与
δ
T
(t) 的相乘。因此 ,理想抽样信号为 抽样过程可看作是 m(t ) 与
δ
T
(t) 的相乘。因此 ,理想抽样信号为
频谱 频谱
1/T
s
n=0
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
理想抽样过程的波形和频谱
f
s
≥ 2f
H
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
因此,抽样速率 必须满足因此,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。这就从 频域角度 证明了 低通抽样定理。
若 f
s
<2 f
H
此时,不能无失真重建原信号。
混叠失真
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
重建原信号 重建原信号
低通滤波器H
L
( f ) 低通滤波器H
L
( f )
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
内插公式
() mt
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
欲传 m(t),只需传 m
s
(t),收端根据其抽样值就能无
失真地重建原信号 m(t),条件是
欲传 m(t),只需传 m
s
(t),收端根据其抽样值就能无
失真地重建原信号 m(t),条件是
抽样与恢复原理框图 抽样与恢复原理框图
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
§10.2.2 带通模拟信号的抽样定理
当f
s
≥2 f
H
时抽样后的信号频谱不混叠,但信道利用率较低。
那么f
s
到底怎样选择呢?
当f
s
≥2 f
H
时抽样后的信号频谱不混叠,但信道利用率较低。
那么f
s
到底怎样选择呢?
负频谱
f
H
f
L
M(
)
正频谱
f
H
f
L
O
(a)
f
正,
2 f
s
负,
-
f
s
f
s
f
L
正,
-
f
s
负,
f
s
O
M
s
(
)
f
L
f
H
f
s
- f
L
正, 正,
f
s
负,
2f
s
f
(c)
负
f
L
f
H
f
s
f
L
f
s
+
f
L
T
(
)
f
s
Of
s
(b)
f
f
s
=2f
H
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
定理: 定理:
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
f
f
H
f
L
-f
L
-f
H
0
B
f
f
H
f
L
-f
L
-f
H
B-2B-3B-B 2B 3B
|M(f)|
|M
s
(f)|
3f
s
2f
H
= 6B
(a) f
H
= nB
f
H
= 3B
f
s
= 2B
3f
s
f
H
f
L
-f
L
-f
H
B-2B-3B-B 2B 3B
f
0
B
f
|M(f)|
2f
H
=2(3+k)B
f
H
f
L
-f
L
-f
H
(b) f
H
=nB+kB
f
H
= 3B+kB
2(3+k) B= 3f
s
推广:
n=任意整数
2(n+k) B= nf
s
)1(2
n
k
Bf
s
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