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Assignment#/Filename/Authors (Change via View, Header and Footer) 本章在数字通信系统模型中的位置 信源编码 模拟信号数字化的方法 信源编码 模拟信号数字化的方法 X * 辽宁省精品资源共享课电子教案 communication principles 电子教案制作: 沈阳理工大学 信息科学与工程学院 李 环 lihuan9999@yeah.net QQ:1716448649 主要参考教材： 1.通信原理（第六版），作者：樊昌信 曹丽娜 国防工业出版社 2.通信系统仿真设计与应用，作者：李环 任波 华宇宁 电子工业出版社　　　　　　　　　　　　　　 第 八 章 模 拟 信 号 的 数 字 传 输 8.1 概述 8.2 抽样定理及脉冲振幅调制PAM 8.3 模拟信号的量化 8.4 脉冲编码调制PCM 8.5 差分脉冲编码调制DPCM 8.6 增量调制△M 8.7 时分多路复用 本章研究部分 输出是数字信号 8.1 模拟信号的数字传输--概述 （1）A/D变换，数字化，以便数字传输； 将信源输出的模拟信号转换为数字信号，经过信源编码输出的信号应该是在时间上离散、在取值上为有限个状态的数字脉冲串； 信源编码的目的 （2）减少编码位数，提高通信有效性，减少原消息的冗余度。 信源编码 DMS （信源是数字信号） PCM DPCM DM 、△M 信源编码 （信源是模拟信号） --本章主要内容 --在《信息论》中学习 离散无记忆信源（DMS)编码 DMS : Discrete Memoryless Source 假定信源的输出是由有限个符号（xi，i=1，2…L)构成的集合，这些符号出现的概率分别为p(xi )，则: （等概率时，H(x)最大） DMS编码分类 （1）等长编码 （2）不等长编码 又称均匀编码，不论符号出现的概率如何，对每个符号都用N位二进制码表示。 设信源共有L种符号，每个符号用N位二进制表示，则有 等长编码 等长编码的编码长度 定义为 即每位二进制码所代表的信息量。 希望η越大越好。 DMS编码的效率η （1）当L刚好是2的整数次幂且每个符号等概率出现时N=H(x),这时编码效率η最大，为1。 （2）当L不是2的整数次幂，符号等概率出现时, H(x)与N最多相差1bit，编码效率η小于1。 （3）当L1时，编码效率下降不严重；当L较小时，编码效率较低。 DMS编码的效率η 信源由四种符号组成，符号及出现的概率分别为 A(1/2),B（1/4）,C（1/8）, D（1/8）。 求DMS等长编码的编码效率η [例8-1] 如何提高编码效率η H(x)由信源的统计特性决定，若给定信源，则H(x)为常数； 如何减小编码位数N？----采用下面介绍的不等长编码。 不等长编码 平均码元长度 编码效率η 信源共有四种符号A，B，C，D，设它们出现的概率分别为1/2，1/4，1/8，1/8，求其Huffman编码及其编码效率η 。 Huffman编码方法： （1）将信源符号按概率P排队； （2）将概率最小的两种符号分别用“0”和“1”表示，合并其概率； （3）重复（1），直到得到最大概率的符号； （4）按次序连线，形成编码“树”，按路径读数即可获得码字。 [例8–2] A: C: B: D: 0 1 0 1 码字 0 10 110 0 1 111 码长 1 2 3 3 Huffman编码 概率小的D，码长大 概率大的A，码长小 B的码长 B的概率 编码效率η提高为最大值1 8.1 模拟信号的数字传输--概述 把模拟信号数字化，即模数转换(A/D)； 进行数字方式传输； 把数字信号还原为模拟信号，即数模转换(D/A)。 把发端的A/D变换称为信源编码， 而收端的D/A变换称为信源译码， 如语音信号的数字化叫做语音编码。 利用数字通信系统传输模拟信号的步骤： 模拟 信息源 抽样、量化 和编码 数字 通信系统 译码和低通 滤波 m ( t ) { s k } { s k } m ( t ) 模拟随机信号 数字随机序列 数字随机序列 模拟随机信号 模拟信号的数字传输原理图 A/D变换 信源编码 D/A变换 信源译码 数字方式传输 X *