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1、第1章通信與通信系統(tǒng)的基本概念1.1通信的概念1.2通信系統(tǒng)1.3通信方式1.4信道和傳輸介質(zhì)1.5信號與噪聲1.6信號頻譜與信道通頻帶通信技術(shù)基礎(chǔ)王鈞銘本章內(nèi)容概述：信息碼;模擬信源的數(shù)字編碼：編碼原理、PCM等;差錯(cuò)控制編碼;時(shí)分多路復(fù)用。數(shù)字信號的編碼與解碼主要有以下兩類：信源編碼：將信息或信號按一定的規(guī)則進(jìn)行數(shù)字化的過程。用信息碼表示文字、符號等，如ASCII碼、MORSE碼等；對模擬信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，如PCM編碼、ADPCM等；信道編碼，也稱差錯(cuò)控制編碼，它是為了讓誤碼所產(chǎn)生的影響降至最低所進(jìn)行的編碼。數(shù)字通信系統(tǒng)中的編碼與解碼3.1信息碼（InformationCode）定義：在
2、數(shù)字通信系統(tǒng)中用來表示信息的一組碼組稱為信息碼。通常都是等長碼組，也有非等長碼組。信息碼組的長度L：L＝log2N。其中N為符號總數(shù)，這里的L應(yīng)是整數(shù)。從提高編碼效率的角度出發(fā)，L的取值應(yīng)盡量的小。例如，對26個(gè)英文字母進(jìn)行二進(jìn)制編碼時(shí)，Lmin=log226=4.7，因此可取L=5。常用信息碼有ASCII碼、Morse碼、EBCDIC碼、Baudot碼等3.2模擬信源的數(shù)字編碼模擬信息的數(shù)字化原因：由于數(shù)字通信在信號的傳輸質(zhì)量、信號的處理等方面具有模擬通信系統(tǒng)所不可比擬的特性。但自然界的信息主要是模擬信息，如話音、圖像和各種測量信號。因此模擬信號的數(shù)字傳輸已成為現(xiàn)代通信的重要組成部分。A/
3、D轉(zhuǎn)換的要求每一路信號編碼后的速率要低（Lowbitrate）。在傳碼率一定的傳輸系統(tǒng)中，每一路信號的碼元速率越低，意味著系統(tǒng)的利用率就越高，也就是可以傳送更多路的信號；量化噪聲要小（Lowquantisationnoise）。量化噪聲在模擬信號數(shù)字化過程中必然存在。在信號電平一定時(shí)，量化噪聲越小，信號的質(zhì)量就越高，解碼后的信號就越接近原信號；要便于通信系統(tǒng)的多路復(fù)用（Convenientformultiplex）。一個(gè)大的通信系統(tǒng)一般都要傳輸多路信號，這就是多路復(fù)用，數(shù)字化的信號應(yīng)適合進(jìn)行多路復(fù)用；編碼與譯碼電路要簡單（Simplecircuit）。數(shù)字編碼方法主要分為三類：（1）波形編碼
4、?（WaveformCoding）波形編碼是將時(shí)域信號直接變換為數(shù)字代碼，重建語音波形時(shí)盡量保持原語音信號的波形形狀。脈沖編碼調(diào)制（pulsecodemodulation，PCM）和增量調(diào)制（△M），以及它們的各種改進(jìn)型自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM），自適應(yīng)差分編碼（ADPCM）、自適應(yīng)傳輸編碼（AdaptiveTransferCoding，ATC）和子帶編碼（SBC）等，都屬于波形編碼技術(shù)。波形編碼的特點(diǎn)是：用高速率換取高質(zhì)量。典型速率16kbps。（2）參量編碼（ParameterCoding）參量編碼又稱為聲源編碼，是將信源信號在頻域上或其它正交變換域上提取特征參量，并將其變換成數(shù)字代碼進(jìn)行
5、傳輸。具體說，參量編碼是通過對語音信號特征參數(shù)的提取和編碼，重建語音信號時(shí)使其具有盡可能高的可靠性，保持原始語音的語意，但重建信號的波形同原始語音信號的波形可能會有相當(dāng)大的差別。線性預(yù)測編碼（LPC）及其它各種改進(jìn)型都屬于參量編碼。參量編碼的特點(diǎn)是：以低質(zhì)量換取低速率，典型速率4kbps。（3）混合編碼（HybridCoding）混合編碼將波形編碼和參量編碼組合起來應(yīng)用，盡量保持波形編碼的高質(zhì)量和參量編碼的低速率，在4~16kbit/s速率上能夠得到高質(zhì)量的合成語音。多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼（MPLPC），規(guī)劃脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼（KPELPC），碼本激勵(lì)線性預(yù)測編碼（CELP）及其改進(jìn)型代數(shù)
6、碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼(ACELP)和矢量和激勵(lì)線性預(yù)測編碼(VSELP)等都是屬于混合編碼技術(shù)?；旌暇幋a的特點(diǎn)是：權(quán)衡上述兩種編碼方式，在8kbps以上部分具備高質(zhì)量，8kbps以下部分具備低速率，同時(shí)相比上面兩種方式，其語音質(zhì)量和速率都過得去。3.2.1波形編碼的基本原理取樣（Sampling)將時(shí)間上連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的信號（PAM）信號。量化(Quantisation)將狀態(tài)連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成狀態(tài)離散的信號。編碼(Coding)將時(shí)間和狀態(tài)離散的信號用數(shù)字代碼表示。說明：實(shí)際電路中量化與編碼通常是不可分離的。取樣（Sampling)一個(gè)取樣概念示意圖取樣過程示意圖取樣的分類：理想抽
7、樣（IdealSampling）：如果使用的抽樣序列是理想的沖擊脈沖序列，稱為理想抽樣。自然抽樣（NatureSampling）：實(shí)際抽樣電路中抽樣脈沖都有一定的持續(xù)時(shí)間，這樣得到的脈沖頂部不是平的，而是隨著模擬信號變化，這樣的抽樣叫自然抽樣。平頂抽樣（Flat-topSampling）：在抽樣脈沖期間幅度保持不變的抽樣稱為平頂抽樣。取樣定理（SamplingTheorem）對于頻譜分量低于WHz的有限能量帶
