当前课程知识点：通信原理 > 第七章 信源编码 > 7.4 13折线法的码位安排 > 视频
同学们好 今天我们来学习13折线法的码位安排
模拟信号经过抽样和量化后
其输出共有Q个电平状态
为了提高系统的抗噪声性能
通常在发送端通过编码器把Q进制信号变换为k位二进制信号
再进行传输
到了接收端 将收到的二进制码元经译码器
再还原为Q进制信号
实现上述功能的系统称为脉冲编码调制系统
简称PCM系统
把量化后的信号变成代码的过程称为编码
其相反的过程则称为译码
采用13折线法对抽样信号进行量化时
通常用8位折叠二进制码对某一量化电平进行编码
第1位码M1称为极性码
取1和0时分别代表信号为正极性或负极性
由此可确定该信号位于第一或第三象限的折线上
信号极性确定后
只需考虑信号的绝对值即可
第2位至第4位称为段落码
从000到111分别表示量化信号位于第1至第8个段落
而每个段落又被均匀地划分为16个小段
所以需要4位码来定位
称为段内码
0000到1111分别代表信号位于第1至第16小段
具体考虑13折线在第一象限的区间划分
第1 2段最短 其归一化长度为1/128
等分为16小段后 每一小段的长度为1/2048
这就是13折线的最小量化间隔 可用Δ表示
从第三段开始 每一段的长度都为前一段的两倍
因而各段内的量化间隔分别为2Δ 4Δ 8Δ 16Δ 32Δ和64Δ
第一段的量化间隔为Δ 共有16段
所以其段落终点1/128可以用16Δ替代
第二段长度与第一段长度相等 所以段落终点为32Δ
之后每一段的段落长度都为前一段的两倍
所以段落终点依次为64Δ 128Δ 256Δ 512Δ 1024Δ 2048Δ
这样就可以得到以最小量化间隔Δ为单位时
各段落的电平范围
段内的量化间隔 以及相应段内码的权值
在PCM系统中
逐次比较型编码器是一种常用的编码器
其结构如图所示
在位时钟脉冲的驱动下
首先对接收到的双极性抽样值进行极性判决
当为正极性时 输出1码
当为负极性时 输出0码
极性确定后 只需考虑信号的绝对值
因而经过全波整流将其变为单极性信号
该信号通过比较器与恒流源产生的参考电流进行比较
从而实现非线性量化和编码
剩余7位码的确定需要进行7次比较
保持模块用于确保输入信号在此过程中不发生变化
由于除第一次比较外
其余各次比较都要依据前几次比较的结果来确定参考电流的值
因而每次编码的结果都会由记忆电路保留下来
但这7位码实质是由非均匀量化产生的非线性码
等效于11位线性码
而恒流源可看作是一个线性器件
需要11个控制脉冲
7/11变换电路就用于实现上述非线性码到线性码的变换
实质就是前面非均匀量化中谈到的数字压扩器
下面通过一个例子来说明逐次比较的编码过程
设信号的抽样值为正的1270Δ
其编码过程如下
首先 由于信号的抽样值为正
所以极性码M1为1
根据表中数据可知
第一位段落码M2是用来表示输入信号抽样值处于前4段还是后4段的
所以比较器的参考电流应选择为128Δ
抽样值大于参考电流
故M2=1
表示抽样值位于后4段
M3用来确定它属于5 6段还是7 8段
因此参考电流选择为512Δ
显然第二次的比较结果仍是抽样值大于参考电流 故M3=1
信号位于第7 8段中
再将参考电流设为1024Δ
而抽样值仍比它大
所以确定抽样值应落在第8段的量化区间内
第8段有16个量化级
量化间隔为64Δ
与段落码的确定过程相似
段内码的第1位M5用于确定抽样值在前8个量化区间还是后8个量化区间内
所以参考电流应选为1536Δ
比较可知 M5=0
说明抽样值处于前8个区间内
同理 确定M6的标准电流应选为1280Δ
抽样值小于参考电流 故M6=0
说明输入信号应处于前4个区间内
再将参考电流设为1152Δ
比较可知 M7=1
说明抽样值处于第3或第4段内
最后 确定M8的参考电流应为1216Δ
抽样值大于参考电平 故M8=1
输入信号位于第4个量化区间内
最终 该信号抽样值的编码为11110011
其量化电平取区间起始点 即1216Δ
相应的截断量化误差等于54Δ
这就是逐次比较法的编码过程
本讲的内容就是这些 谢谢
-1.1 通信系统的基本概念
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-1.2 通信系统的组成
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-1.3 信息及其度量
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-1.4 通信系统的主要性能指标
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-讨论题：分析比较模拟通信和数字通信的各自有缺点和应用场景。
-课程思政
-课程使用教材
--教材介绍
-2.1 信道的基本概念
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-2.2 恒参信道分析
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-2.3 随参信道及其对所传信号的影响
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-2.4 随机过程基础
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-2.5 平稳随机过程
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-2.6 白噪声
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-2.7 高斯噪声
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-2.8 信号系统与噪声的关系
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-2.9 信道容量的概念
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-2.10 m序列的产生
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-2.11 m序列的性质
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-讨论题：结合实际生活或者工程实践，谈一下香农定理的意义所在。
-课程思政
-3.1 常规双边带调幅
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-3.2 抑制载波的双边带调制
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-3.3 单边带调制
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-3.4 残留边带调制
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-3.5 线性系统的抗噪声性能
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-3.6 角度调制的基本概念
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-3.7 频率调制FM
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-课程思政
-4.1 数字基带信号的常用码型
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-4.2 数字基带信号的频谱特性
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-4.3 数字基带传输系统
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-4.4 无码间串扰的基本思想
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-4.5 无码间串扰的基带传输系统
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-4.6 数字基带传输系统的性能分析
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-4.7 眼图
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-5.1 2ASK的基本原理
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-5.2 2ASK的抗噪声性能分析
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-5.3 2FSK的基本原理
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-5.4 2FSK的抗噪声性能分析
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-5.5 2PSK的基本原理和抗噪声性能
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-5.6 2DPSK的基本原理和抗噪声性能
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-5.7 二进制数字调制系统的性能比较
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-讨论题：2FSK信号的频谱的波峰有什么特点，与什么因素有关？
-6.1 假设检验模型
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-6.2 错误概率最小准则
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-6.3 二元确知信号的最佳接收机结构
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-6.4 匹配滤波器原理
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-6.5 匹配滤波器性质及应用
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-7.1 低通抽样定理
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-7.2 量化的基本概念和均匀量化
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-7.3 非均匀量化
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-7.4 13折线法的码位安排
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-7.5 简单增量调制
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-7.6 改进型增量调制
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-7.7 时分复用和多路数字电话系统
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-7.8 哈夫曼编码
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-8.1 信道编码基础
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-8.2 分类和工作方式
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-8.3 常用简单分组码
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-8.4 线性分组码的基本概念
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-8.5 线性分组码的矩阵描述
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-8.6 循环码的基本概念
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-8.7 循环码的矩阵描述
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-8.8 循环码代数形式的编译码
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-9.1 同步的定义与分类
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-9.2 载波同步
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-9.3 载波同步的性能分析
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-9.4 位同步
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-9.5 位同步的性能分析
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-9.6 群同步
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-9.7 群同步的性能分析
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