数字通信原理3信源编码
通信原理三级 ppt课件
设置 sine wave(正弦信号发生器 ) 的相 关参数, 幅度为 1, 角频率为 200*pi, 抽样 时间间隔定为 1/8000s。 设置 Gain 的 增益参数为 127。 其它采用默认参数即 可,然后进行仿真,观察示波器的波形如下
图
由下图可知,示波器输出结果的 上部分波形为 PCM 编码输出 结果,为二进制 序列, 下半部分 波形为原输入的正弦信号波形。
从而可知, 该 PCM 系统模块能 实 现模拟信号数字化的功能。
PCM译码—— Simulink 仿真设计方案
该模块由 Buffer(缓冲器 ) 、 Reshape (成形器) 、 Relay (继电 模块) 、 Abs (绝对值模块) 、 ALaw Expander (A 率扩张器) 、 Gain (增益模块) 、 Bit to Integer
经 PCM 编码模块和 PCM 译码模 块输出后的波形, 波形呈锯齿状, 近似呈平滑正弦波形。 从而可直
观地得到该 PCM 编译码具有良好 的模数和数模转换能力
03
第三部分
数字调制解调方式
数字通信系统选取 BPSK 作为其数字调制方式
BPSK 调制解调仿真系统主 要采用 Bernoullibinary
数字调制与解调、同步与加密等。
4
Simulink 是 MATLAB 最重要的组
件之一,它提供一个动态系统建模、
仿真和 综合分析的集成环境。
点对点通信系统图
02
第二部分 信源编码 /译码
信源编码 /译码简介
PCM 编码/译码 PCM编译码整体
ppt课件
6
通信原理填空
通信原理填空1.数字通信系统包括信源、信源编码、信道编码，信道、解调、信道解码、信源解码和收信者。
2.数字信号的基带传输与载波传输的区别是：信道的条件不同：基带传输是在有线信道中传输，载波传输是在无线信道或光信道中传输。
3.脉冲编码调制主要包括：抽样、量化和编码三个部分。
4.一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，同时检测e （e>t）个误码，要求最小码距dmin≧e+t+1.；在一个分组码码组内检测e个误码，要求最小码距dmin≧e+1；；在一个分组码码组内检测t个误码，要求最小码距dmin≧2t+1.。
某一分组码中，码组间最小码距5，在一个码组内该分组码最多可以检测出4个误码，最多可以纠正2个误码。
5.香农信道容量公式为C=Wlog2（1+S/N），由此公式可知，当信道带宽无限增大时，信道容量仍然是有限的。
由定理可知：在码长及发送信息速率一定的情况下，为减小编码错误概率应增大信道容量。
6.设基带信号为m(t)，载波为coswct，则单边带上边带信号的一般表示式为s(t)=1/2m(t)coswct-1/2m(t)sinwct.7.设计最佳线性滤波器的两种准则是：最大输出信噪比准则、最小错误概率准则。
8.非线性调制是指已调信号的频谱中将出现与调制信号无对应线性关系的分量。
9.非均匀量化是指量化间隔是不相等的量化。
10.循环码的主要性质包括封闭性、循环性和线性。
11.若信息速率为Rb，码元速率为Rs，每个码元有N 种可能出现的符号，则它们之间的关系满足：Rb=Rslog2N(b/s)。
12.设输出信号s(t)，则匹配滤波器的时域冲激响应h(t)为：h(t)=kS(T-t).13.一个产生最长线性反馈移位寄存器序列（即m序列）的n级移位寄存器，其本原多项式F(x)必须满足的三个条件为：F(x)是既约的，既不能再分解因式；F(x)可整除xm+1,m=2n-1;;F(x)不能整除xq+1，q<m。
数字通信原理
一、填空题1．模拟信号的特点是，数字信号的特点是。
2．PAN信号的连续，离散，它属于信号。
3．信源编码的功能是，信源解码的功能是。
4．衡量数字通信可靠性的指标是和。
5．抽样是把离散化，量化是把离散化。
6．均匀量化时量化区内的最大量化误差为，过载区内的最大量化误差为。
7．已知段落码可确定样值所在量化段的和。
8． l=8的逐次渐近型编码器(即A律13折线编码器)，判定值共有种，a2的判定值为，a3的判定值为，a4的判定值有。
9．PCM30／32系统的帧周期为，l=8时帧长度为，1秒传输帧。
10．PCM30／32系统帧结构中TS0时隙的作用是，TS16时隙的作用是，话路时隙为。
11. 抽样门的作用是和，分路门的作用是。
12．前方保护的作用是，前方保护时间T前= ，前方保护的前提状态是。
13．后方保护的作用是，后方保护时间T后= ，后方保的前提状态是。
14．基带数字信号是，其频带为。
15．矩形脉冲(“1”码)经线路传输后波形失真、有拖尾，会产生，严重时造成。
16．常用的均衡波形有和；眼图用来衡量。
17．再生中继器由、和三部分组成。
18．形成二次群的方法有和，一般采用。
19．数字复接要解决和两个问题，不同步的后果是。
20．异步复接二次群的帧周期为，帧长度为，其中信息码为，插入码为，一帧中码速调整用的插入码最多为。
二、单项选择题(在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的标号写在题后括号内)1．真正能客观地反映数字通信系统传输效率的指标是 ( )A．信息传输速率 B．符号传输速率C．频带利用率 D．A、B、C均可2．抽样信号的频谱中所含频率成份为（ )A．原始频带 B．原始频带和nfs的上、下边带C．nfs的上、下边带 D．原始频带和fS、2fs的上、下边带3．CCITT规定话音信号的抽样频率选为（ )A．6．8KHz B．≥6．8KHzC．8KHz D．≥8KHz4．PCM30／32系统合路的PAM信号的样值间隔(大部分)为 ( )A．3．91μS B．125μSC．2×3．91μS D．0．488μS5．PCM30／32系统传输复帧同步码的位置为 ( )A．第1帧TS16前4位码 B．第1帧TS16C．F0帧TS16前4位码 D．F0帧TS166．样值为301Δ，它属于A律13折线的(l=8) ( )A．第4量化段 B．第5量化段C．第6量化段 D．第7量化段7．PCM30／32系统方框图中标志信号发输出的有 ( ) A．信令码 B．复帧同步码C．信令码和复帧同步码 D．话音码字8．标志信号的抽样周期为 ( )A．T(125μS) B．2TC．15T D．16T9．第19路信令码的传输位置为 ( )A．第4帧TS16后4位码 B．F4帧TS16C．F4帧TS16前4位码 D．F4帧TS16后4位码10．PCM30／32路一个同步帧的时间为 ( )A．125μS B．250μSC．375μS D．500μS11．误码增殖产生的原因是 ( )A．码型变换 B．码型反变换C．码间干扰 D．定时抖动12．再生中继器中均衡放大的作用是 ( )A．将失真的波形均放成适合抽样判决的波形 B．放大 C．消除码间干扰 D．消除噪声干扰13．再生中继器中调谐电路的作用是 ( )A．放大 B．取出时钟成份C．取出时钟及其谐波 D．滤波14．数字通信系统(传送话音信号)误码率应低于 ( )A.10-5 B．10-6C.10-7 D．10-815．就小信号的量化信噪比而言，A13折线非均匀量化编8位码相当于均匀量化编( )A．9位码B．10位码C．11位码D．12位码16．异步复接中的同步指的是 ( )A．各低次群数码率相同 B．收、发各路信号对准C．收、发定时同步 D．二次群的帧同步17．码速调整后各一次群(支路)100．38μS内的比特数为 ( )A．205 B．205或206C．212 D．25618．异步复接二次群的过程中各一次群码速调整用的插入码有 ( )A．4b B．28bC．0～1b D．1b19．异步复接二次群的帧同步码有 ( )A．7b B．8bC．10b D．12b20．STM--4的一帧的字节数 ( )A．9 x 270 B．9 x 270x4C．9 x 261 x 4 D．9 x 270 x 16三、判断题(判断下列各题是否正确，正确者在题后括号内打“√"，否则打“×")1．传送话音信息时，数字通信系统中一般不需信道编、解码器。
信源编码-PCM编码PPT课件
第1路
第16路
F2 a b c d a b c d
第2路
第17路
TS17～TS30 用于话路
TS31用于话路
x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 极 段落码 段内码 性 码
…
… …
2021/2/12
F15 a b c d a b c d 第15路 第30路
通信原理教程20
第6章 模拟信号的数字传输
2021/2/12
折叠二进码
1 111 1 110 1 101 1 100 1 011 1 010 1 001 1 000 0 000 0 001 0 010 0 011 0 100 0 101 0 110 0 111
量化间隔序号
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
通信原理教程14
第6章 模拟信号的数字传输
2021/2/12
通信原理教程18
第6章 模拟信号的数字传输时分复用原理
低通 x1(t)
低通 x1(t)
旋转开关
1
1
x2(t)
低通
2 3
传输系统
2 3
低通
x2(t)
低通 x3(t)
x1t
TS
2TS
2021/2/12
x3 t
低通 x3(t)
x2 t
xs2 t
3TS
xs3 t
4TS
5TS t
第6章 模拟信号的数字传输
两种常用的数字压扩技术：
（1）13折线A律压扩 它的特性近似 A＝87.6的 A 律压扩特性。 （2）15折线μ律压扩 其特性近似μ＝255的μ律压扩特性。
通信原理课件第5讲 信源编码：CCITT编码,相关信源的编码,信道编码
若产生错码（“0”错成“1”或“1”错成“0”）收端无法发现， 该编码无检错纠错能力
增加一位冗余后具有 检出一位错码的能力
编码二：
消息A----“00”；消息B----“11”
若一位产生错码，变成“01”或“10”，因“01”“10”为禁用码组， 收端可发现有错，但无法确定错码位置，不能纠正，
编码三：
消息A----“000”；消息B----“111” 传输中产生一位或是两位错码，都将变成禁用码组，具有检出 两位错码的能力 在产生一位错码情况下，收端可根据“大数”法则进行正确判 决，能够纠正这一位错码，该编码具有纠正一位错码的能力 在产生两位错码情况下，只具有检错能力 这表明增加两位冗余码元后码具有检出两位错码及纠正一位错 码的能力
6V 6V
2）计算归一化的抽样值具有多少个量化单位，即看它落在哪一个线段内：
0 .4 4 0 9 6 1 6 3 8 .4
则x落在编号为“110”的线段内，该线段被分成16小段，每小段含64个量化单位。
则可计算该抽样值落在哪一个小段上：
1638.41024614.49.6
64
64
即落在第10小段上，则其CCITT标准的编码为：1 110 1001
预测数据为误差信
号和预测器的输出
o
xl xˆl ul
预测数据为误差信
号和预测器的输出
o
xl xˆl ul
线性预测器的系数确定
因为ul是el的量化值，两者之间存在量化误差e。若不考虑量化误差， 即ul = el ，则接收端的线性预测器的输入和重建电平为：
o
xl xˆl ul xˆl el xl
数字通信中的信源编码和信道编码【精选文档】
数字通信中的信源编码和信道编码摘要：如今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用.而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。
本论文根据当今现代通信技术的发展，对信源编码和信道编码进行了概述性的介绍。
关键词：数字通信；通信系统;信源编码；信道编码Abstract：Now it is an information society。
In the all of information technologies，transmission and communication of information take an important effect。
For the transmission of information，Digital communication has been an important means。
In this thesis we will present an overview of source coding and channel coding depending on the development of today’s communica tion technologies.Key Words：digital communication; communication system; source coding; channel coding1.前言通常所谓的“编码”包括信源编码和信道编码。
编码是数字通信的必要手段。
使用数字信号进行传输有许多优点, 如不易受噪声干扰，容易进行各种复杂处理，便于存贮，易集成化等。
编码的目的就是为了优化通信系统.一般通信系统的性能指标主要是有效性和可靠性.所谓优化，就是使这些指标达到最佳。
除了经济性外，这些指标正是信息论研究的对象.按照不同的编码目的，编码可主要分为信源编码和信道编码。
在本文中对此做一个简单的介绍.2.数字通信系统通信的任务是由一整套技术设备和传输媒介所构成的总体—-通信系统来完成的.电子通信根据信道上传输信号的种类可分为模拟通信和数字通信.最简单的数字通信系统模型由信源、信道和信宿三个基本部分组成.实际的数字通信系统模型要比简单的数字通信系统模型复杂得多。
数字通信原理3信源编码
2 q/ 2 e2 p(e)de q/ 2 e2 1 de q2
q/2
q q / 2
12
2010 Copyright
SCUT DT&P Labs
27
均匀量化(续)
第三章 信源编码
量化信噪比与量化电平数M之间的关系
设量化范围为：-VP -- +VP，量化电平数 M=2b
量化间隔：q=2VP/M=2VP/2b
3
＝ 1
12
M i 1
p(mk )q3
q2 12
M i 1
p(mk )q
2010 Copyright
SCUT DT&P Labs
26
均匀量化(续) 利用概率的性质
M
p(mk )q 1
i 1
进一步可得量化噪声功率的简化计算公式
2 q2
12
第三章 信源编码
如假设量化噪声服从均匀分布，亦可得
第三章 信源编码
量化误差
2010 Copyright
SCUT DT&P Labs
24
标量量化（续） （3）有偏型
第三章 信源编码
（4）非均匀型(对小信号误差小)
量化误差
2010 Copyright
SCUT DT&P Labs
25
均匀量化
第三章 信源编码
模拟信号的取值范围：a －b，
量化电平数为M
量化噪声功率：
2 q
q2 12
= VP2 3M 2
1 12
2VP 2b
2 1 12
2VP
2 2 2b
信号功率：
2 x
信噪比：
VP VP
x2
电子科技大学《移动通信原理》 第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
7
典型波形编码方式
PCM：Pulse-Code Modulation
2014年3月
1 1 1
* a1 a2
1 1 1
16
推广： b1 b2
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
数字调制器
exp j 2p f c t
二进制序列 比特变 符号
基带调 制
成形滤 波
si t
图3.3 数字调制器功能框图
2014年3月
各类二进制调制波形
14
数字调制技术分类
不恒定包络 ASK(幅移键控) QAM(正交幅度调制) MQAM(星座调制) FSK (频移键控) BFSK(二进制频移键控) MFSK(多进制频移键控) BPSK(二进制相移键控) DPSK(差分二进制相移键控) QPSK OQPSK(偏移QPSK) (正交四相 p/4QPSK 相移键控) DQPSK(差分QPSK) MSK(最小频移键控) GFSK(高斯滤波MSK) TFM(平滑调频)
对于M阶调制信号，有：
E s Eb log 2 M Eb log 2 M N0 N0 N0
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
18
频带利用率
也是带宽效率
每赫兹可用带宽可以传输的信息速率: R W b s Hz
R：为信息比特速率 R R log M s 2 W：信号所需带宽
《数字通信原理(第三版)》教材课后习题答案
《数字通信原理》习题解答第1章 概述1-1 模拟信号与数字信号的特点分别就是什么?答:模拟信号的特点就是幅度连续;数字信号的特点幅度离散。
1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码与信源解码的作用就是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。
答:信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号,即完成模/数变换的任务。
信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号,即完成数/模变换的任务。
话音信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些?答:数字通信的特点就是:(1)抗干扰性强,无噪声积累;(2)便于加密处理;(3)采用时分复用实现多路通信;(4)设备便于集成化、微型化;(5)占用信道频带较宽。
1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累?答:对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值),在传输过程中受到噪声干扰,当信噪比还没有恶化到一定程度时,即在适当的距离,采用再生的方法,再生成已消除噪声干扰的原发送信号,所以说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累。
1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ,如采用四电平传输,求信息传输速率及符号速率。
答:符号速率为 Bd N 66101011===-码元时间 信息传输速率为s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=⨯=⋅== 1-6 接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。
答:76105.210221)()(-⨯=⨯⨯==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024,可传输s kbit /2048的比特率,试问其频带利用率为多少Hz s bit //?答:频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//33=⨯⨯==（频带宽度信息传输速率η 1-8数字通信技术的发展趋势就是什么？答:数字通信技术目前正向着以下几个方向发展:小型化、智能化,数字处理技术的开发应用,用户数字化与高速大容量等。
通信原理 编码
通信原理编码
编码是指将信息转换为特定格式或规则的过程。
在通信原理中，编码是将要传输的信息转换为适合在通信信道中传输的信号的过程。
编码的目的是提高信号的质量和可靠性，减少错误和失真的发生，并最大限度地利用信道的带宽。
常见的编码方式包括以下几种：
1. 数字编码：将数字信号转换为二进制形式进行传输。
常见的数字编码方式包括二进制编码、格雷码等。
2. 数模转换：将模拟信号转换为数字信号的过程，便于数字设备处理和传输。
常见的数模转换方式包括脉冲编码调制（PCM）、脉冲幅度调制（PAM）等。
3. 模拟编码：将模拟信号转换为特定的编码形式进行传输。
常见的模拟编码方式包括频移键控调制（FSK）、相位键控调制（PSK）等。
4. 线码：将二进制数字序列转换为具有特定特性的信号形式，以便在传输中进行时钟恢复和错误检测。
常见的线码方式包括不归零编码（NRZ）, 曼彻斯特编码等。
5. 奇偶校验：用于检测和纠正信息传输中的错误。
常见的奇偶校验方式有奇偶校验位、循环冗余校验（CRC）等。
通过合适的编码方式，可以确保信息的准确传输和可靠性，提
高通信系统的性能。
不同的应用场景和需求会选择不同的编码方式，以满足信息传输的要求。
通信原理思考题答案
第一章1-3 何谓数字通信数字通信有哪些优缺点数字通信即通过数字信号传输的通信。
数字通信具有以下特点：（1）传输的信号是离散式的或数字的；（2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；（3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累；（4）传输差错可以控制；（5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；（6）便于加密，可靠性高；（7）便于实现各种信息的综合传输。
缺点：一般需要较大的传输带宽。
1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么（1）信息源：把各种消息转换成原始电信号。
（2）信源编码：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。
（3）加密：保证所传信息的安全。
（4）信道编码：增强数字信号的抗干扰能力。
（5）数字调制：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
（6）信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
（7）解调：在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。
（8）信道译码：接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。
（9）解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。
（10）信源译码：是信源编码的逆过程。
（11）受信者：是接受消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。
1-5按调制方式，通信系统如何分类按调制方式，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输（频带或调制）系统。
基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频室内电话；带通传输是对各种信号调制后传输的总称。
1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的解释它们的工作方式并举例说明。
按消息传递的方向与时间关系来分类。
（1）单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。
如：广播，遥控，无线寻呼等例子。
（2）半双工通信，指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。
信源编码的分类
信源编码的分类
信源编码是数字通信中的重要概念，主要用于将信息转换为适合传输或存储的形式。
它们根据不同的特征和方法可以分为几种主要类型：
1.无损编码（Lossless Encoding）：这种编码方式能够完全无损地还原原始数据。
无损编码通常用于对数据完整性要求极高的场景，如文本文件、压缩文件等。
2.有损编码（Lossy Encoding）：相对于无损编码，有损编码会在数据压缩过程
中丢失一些信息，但在可接受的范围内，以获得更高的压缩比。
这种编码适用于音频、视频等数据，可以牺牲一些细节以减小文件大小。
3.定长编码（Fixed-Length Encoding）：每个符号或字符都用固定数量的位进行
编码。
这种编码方法简单高效，但可能会浪费空间，尤其是在处理出现频率不均的符号时。
4.变长编码（Variable-Length Encoding）：根据符号的出现频率分配不同长度的
编码，使得常用符号具有较短的编码，罕见符号有较长的编码。
这种编码方式可以更高效地利用空间，提供更好的压缩比。
这些分类方式可以根据不同的应用需求和数据特性来选择最合适的编码方式。
移动通信原理与系统——第三章 移动通信中的信源 编码和调制技术
根据ak ,h ,Tb可以重写一个码元内 2FSK信号表达式:
sFSK
(t)
cos(ct
akd t
k
)
cos ct
ak
h
Tb
t
k
cosct k (t)
式中
k (t) ak
h
Tb
k
kTb t (k 1)Tb
称作附加相位。
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
Mobile Communication Theory
3.2.2 移动通信中的信源编码
移动通信中的信源编码与有线通信不同，它不进需 要对信息传输有效性进行保障，还应该与其他一些系统 指标密切相关，例如容量、覆盖和质量。以GSM为例 说明。
以GSM系统中普通的全速率和半速率话音编码来说， 其速率分别为13kbps和6.5kbps，前者的话音质量好 于后者，但占用的系统资源是后者的两倍左右。当系统 的覆盖不是限制因素时，使用半速率编码可以牺牲质量 换取倍增的容量，即提高系统的有效性。而当系统的容 量相对固定时，可以通过使用半速率编码牺牲质量换取 覆盖的增加，因为半速率编码对于接收信号质量的要求 降低了。
f2
f1
f1
f2
f2
(a) 相位不连续的FSK波形
(b) 相位连 续的FSK波形
图 3.4 2FSK信号的波形
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
由图3.4可以看出，相位不连续的2FSK信号在码元交 替时刻，波形是不连续的，而CPFSK信号是连续的， 这使得它们的功率谱特性很不同。图3.5分别是它们的 功率谱特性例子。
数字通信原理知识点整理
第一章 绪论1. 数字通信系统模型通信系统结构：信源-发送设备-传输媒质-接收设备-收信数字通信系统模型：信源-信源编码-信道编码-调制-信道-解调-信道解码-信源解码-收信 其中干扰主要来至传输媒质或信道部分 信源编码的作用： 信道编码的作用：2. 香农信道容量公式SCWlog21NECSCWb，代入上式有 EbN021NN0W对上式进行变形后讨论其含义：令CW，讨论当信道容量C固定时，EbN0和W的关系。
注意，W的单位是Hz，（1） （2）S是瓦特比值！ NEbN0CWW0，功率可以无限换取带宽 WCWEbN01.6dB，带宽不能无限换取功率（3）PPPRmaxCITWlog21ITWlog21，信噪比一定时，传输NNN时间和带宽也可以互换第三章 模拟线性调制1. 调制分类A. AM（双边带幅度调制）载波 CtA0cosctc已调信号 SAMtA0ftcosctc产生方式：将调制信号ft加上一个直流分量A0然后再乘以载波cosctcAM调制信号信息包含在振幅中 其频谱为 SAM1FcFc A0cc2实现频谱的搬移，注意直流分量的存在。
B. DSB-SC（抑制载波双边带调制）产生方式：相对于AM调制，仅是A00，即不包含直流分量 DSB-SC调制信号信息包含在振幅和相位中已调信号 SAMt其频谱为ftcosctcSAM1FcFc2C. SSB（单边带调制）产生方式：DSB信号通过单边带滤波器，滤除不要的边带 ．．．．．．已调信号 SSSBSDSBHSSB实际物理信号频谱都是的偶函数，可去掉其中一个边带，节省带宽和功率任何信号 ．．．．ft可以表示为正弦函数的级数形式，仅讨论单频正弦信号的单边带调制不失一般性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．sDSBtcosmtmcosctc sSSBtcosmtmcosctcsinmtmsinctc令c0，m0，式中“-”取上边带，“+”取下边带sSSBtcosmtcosctsinmtsinct通过移相相加或相减可以得到相应边带的调制信号。
周炯盘《通信原理》第3版课后习题(信源和信源编码)【圣才出品】
周炯槃《通信原理》第3版课后习题第7章信源和信源编码7.1设一信源由6个不同的独立符号组成试求：（1）信源符号熵H（X）；（2）若信源每秒发送1000个符号，求信源每秒传送的信息量；（3）若信源各符号等概出现，求信源最大熵H max（X）。
解：（1）信息符号熵为（2）信息速率为（3）最大熵为7.2已知两个二进制随机变量X和Y服从下列联合分布试求：H（X）、H（Y）、H（X|Y）、H（Y|X）和H（X，Y）。
解：由联合分布可得到边际分布为因此7.3已知下列联合事件的概率表如下：表7-1试求：（1）P（A i）、P（B j）；（2）信源熵H（A）、H（B），联合熵H（A，B）；（3）求平均互信息I（A；B）。
解：（1）由于P（A1）＝0.10＋0.08＋0.13＝0.31同理可得（2）（3）由（2）可得平均互信息为7.4试证明I（X，Y）＝H（X）＋H（Y）－H（X，Y）证明：7.5已知一信源试求：（1）信源熵H（X）；（2）若进行哈夫曼编码，试问如何编码？并求编码效率η。
解：（1）信源熵为（2）哈夫曼编码方式如图7-1所示。
图7-1平均码长。
编码效率。
7.6设有一离散无记忆信源试求：（1）信源符号熵H（X）；（2）若采用哈夫曼编码，试问如何编码?并求编码效率η。
解：（1）信源符号熵为（2）编码方式如图7-2所示。
图7-2平均码长为编码效率为7.7试确定能重构信号所需的最低采样频率f s值。
解：x（t）的傅氏变换是其带宽是1000Hz，因此所需的最低取样率是f s＝2000Hz。
7.8已知信号，求：无失真恢复s（t）情况下的最低采样频率f s。
解：（1）s（t）的带宽是W＝200Hz，最高频率是，因此需要的最小抽样频率是。
其中，所以。
7.9已知一个12路载波电话占有频率范围60～108kHz，求出其最低取样频率f smin。
解：根据莱奎斯特抽样定理，得其中所以7.10已知正弦信号幅度为3.25V，将它输入到一个如题7-3（a）图所示8电平均匀量化器，假设f s＝8kHz，正弦信号频率f＝800Hz，试画出输入为正弦波时的输出波形。
《通信原理》课程标准
《通信原理》课程标准一、课程基本信息《通信原理》是电子信息类专业的重要课程，旨在培养学生掌握通信系统的基本原理和设计方法，为今后从事通信领域的工作奠定基础。
本课程共32学时，包括理论授课和实验环节。
二、课程目标1. 掌握通信系统的基本组成和原理，包括信源、信道、调制解调、编码解码等；2. 了解通信技术的发展历程和趋势，掌握现代通信系统的基本设计方法；3. 具备分析和解决通信系统问题的能力，能够在实际工作中应用所学知识。
三、教学内容与要求1. 信源编码：介绍数字信源编码的基本原理和方法，包括无失真编码和限失真编码；2. 调制与解调：讲解调制的原理和方法，包括模拟调制、数字调制和多载波调制；3. 信道编码：介绍信道编码的基本原理和方法，包括检错编码、交织编码和网络安全编码；4. 数字调制系统的性能分析：分析数字调制系统的误码率和噪声性能；5. 现代通信系统：介绍现代通信系统的基本组成和关键技术，如光纤传输、卫星通信、物联网等。
四、教学方法与手段1. 采用多媒体教学，通过图片、视频、动画等形式，使教学内容更加生动形象；2. 结合案例教学，通过实际案例分析，加深学生对通信原理的理解；3. 组织课堂讨论，鼓励学生发表自己的观点，培养其独立思考能力。
五、实验环节1. 实验目的：通过实验使学生掌握通信系统的基本组成和原理，了解调制解调、编码解码等关键技术；2. 实验内容：包括模拟调制实验、数字调制实验、信道编码实验等；3. 实验设备：配备合适的实验设备，如示波器、信号发生器、调制解调器等；4. 实验考核：对实验成绩进行考核，包括实验报告和现场操作等。
六、考核方式本课程的考核方式包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩三部分。
平时成绩包括出勤率、作业完成情况等；实验成绩根据实验报告和现场操作考核；期末考试采用闭卷笔试的方式，主要考察学生对通信原理的掌握情况。
七、课程资源为方便学生学习，《通信原理》课程提供课件、教学视频、习题答案等资源，同时鼓励学生利用网络资源进行自主学习。
信源编码技术PPT课件
包括有Huffman编码和等长编码
2、脉冲编码调制和增量编码调制PCM/DM 3、线性预测编码LPC
将信源等效地视为在一个适当输入信号激励下的线性系 统输出。用线性系统的参数及伴随的输入激励信号进行编 码。
数字通信原理
2019年6月21日星期五
三、DMS编码
（3）每三个符号组合，进行等长二进制 编码；
数字通信原理
2019年6月21日星期五
2、不等长编码
即将出现概率较大的符号用位数较少的 码字代表，而出现概率较小的符号用较长 的码字代表，也称为概率匹配编码。
（1）哈夫曼编码：单义可译码，平均长度 最短的码种；
平均码长为：
L
H ( x) N p( xi ) ni H ( x) 1
（1）Huffman编码所产生的8个不等长码 字；
（2）每个符号平均二进制编码长度；
（3）信源的熵；
数字通信原理
2019年6月21日星期五
注意：
Huffman编码构造的码字不唯一； Huffman编码是变长编码，硬件实现
比较困难； 采用Huffman编码，要传送编码表，
占用传送时间； Huffman编码是变长编码，出错时难
数字通信原理
2019年6月21日星期五
4.2 抽样定理
一、抽样 模拟信号数字化的第一步是在时间上
对信号进行离散化处理，即将时间上连续 的信号处理成时间上离散的信号，这一过 程称之为抽样。
每隔一定的时间间隔T，抽取模拟信 号的一个瞬时幅度值，所形成的一串在时 间上离散的样值称为样值序列或样值信号， 或叫脉幅调制信号（PAM信号）。
i 1
ni：相应出现概率为p(xi)的符号的编码长度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
抽样信号频谱：
X s (f) 2 1 [X () C () ] A T n s in c (n 2 fs)X (f n fs )
Xs() CnX(ns) n
式中Cn是常数。
2010 Copyright
课件
14
自然抽样(续) 同样通过低通滤波器可恢复出原信号
数字通信原理
第三章 信源编码
2010 Copyright
课件
1
1、信源编码的基本概念
第三章 信源编码
信源编码的主要目的：提高传输效率；
信源编码的基本思想：根据信源的统计特性，去除消息中 的冗余成分；
信源编码的主要类别：
(1)无失真的信源编码：编码和译码是可逆的，译码后可 无失真地恢复原来的信息；
第三章 信源编码
2010 Copyright
课件
15
平顶抽样
第三章 信源编码
抽样信号： xsf
(t)xs(t)h(t)
xs()h(t)d
x(nTS)h(tnTS) n
A, | t |
h(t) 0, 其他
抽样信号频谱：频谱的结构收到某个函数加权改变 孔径失真
X sf()X ()H ()T 1 sn X ( n s)H ()
脉冲位置调制(PPM)
脉冲幅度调制(PAM)
2010 Copyright
课件
第三章 信源编码
7
5、抽样定理
第三章 信源编码
低通抽样定理：奈奎斯特准则－若以信号最高频率的2倍以上的 频率对信号进行抽样，从离散的抽样值可无失真地恢复原信号。
2010 Copyright
课件
8
5、抽样定理
第三章 信源编码
模拟信号 输入
抽样保持
量化
第三章 信源编码
编码
PCM信号 输出
冲激脉冲
PCM信号 输入
解码
低通滤波
模拟信号 输出
2010 Copyright
课件
5
3、脉冲编码调制(PCM) 脉冲编码调制工作原理示意图
第三章 信源编码
2010 Copyright
课件
6
4、其他脉冲调制方式
模拟信号
抽样信号
脉冲宽度调制(PWM)
理想抽样
抽样脉冲序列 s (t) (t kTs) k
抽样信号
S()s (ks) k
X () 2 1 X () S () 2 s X () k ( k s ) T 1 sk X ( k s )
2010 Copyright
课件
9
理想抽样(续)
第三章 信源编码
产生新的频谱成分(虚线)
2010 Copyright
课件
12
理想抽样(续)
第三章 信源编码
信号重建：抽样信号 低通滤波 原信号
（频域相乘 时域卷积）
x(t)2ffsMk x(kTs)Sa[2fM(tkTs)]
2010 Copyright
课件
13
自然抽样
第三章 信源编码
抽样脉冲序列： c(t) p(t nTS) n
Байду номын сангаас
(2)限失真的信源编码：研究如何在满足失真不大于某一 值的条件下，任何获得最有效的传输效率；
应用限失真信源编码的物理基础：人的视觉、听觉的分 辨率均有极限，超过某一门限人无法分辨其差异：
图像灰度等级：8bits，语音等级：16/24bits
2010 Copyright
课件
2
2、信源的分类
第三章 信源编码
PCM主要包括抽样、量化和编码三个过程；
抽样：把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样 信号
量化： 把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散 幅度的数字信号
编码：编码是将量化后的信号映射成一个特定的二进制码组
2010 Copyright
课件
4
3、脉冲编码调制(PCM) 脉冲编码调制与解调的实现
2010 Copyright
课件
19
第三章 信源编码
带通抽样定理（续） 如下图所示，要使信号频谱不发生混叠，应同时满足：
NSf2fH2N BMB1 N1fSB2fHB 2
(N-1)fS
NfS B
f
0
B
2fH
2010 Copyright
课件
20
带通抽样定理(续)
第七章 信第源三与章信源信编源码编码
H()A sin(/2) /2
2010 Copyright
课件
16
平顶抽样(续) 抽样信号过程示意图
第三章 信源编码
平顶抽样信号的校正
MH(w)
1/H(w)
MS(w)
低通滤波器
M(w)
/2 sin ( / 2)
2010 Copyright
课件
17
带通抽样定理
第三章 信源编码
设带通信号:xB(t)： 频率范围：fL -- fH，带宽：B ＝ fH－fL 若抽样频率满足：
2010 Copyright
课件
10
理想抽样(续)
第三章 信源编码
抽样信号到原信号恢复过程
当fS 2fM，无混叠现象，信号可无失真恢复
当fS < 2fM，抽样信号发生混叠，信号产生失真
2010 Copyright
课件
11
理想抽样(续)
第三章 信源编码
当fS < 2fM，抽样信号发生混叠，信号产生失真的一个示例
信源的分类
离散信源：只有有限种符号(状态)的信源：如文字、数据、 抽样量化后的样值；
连续信源：取值连续或有无限多种状态的信源：未经抽样量 化（数字化）的信号，如模拟的语音、图像和视频等。
2010 Copyright
课件
3
3、脉冲编码调制(PCM)
第三章 信源编码
脉冲编码调制的基本概念 将模拟信号转变为某种二进制脉冲信号的过程；
fS
2B1
M N
其中N为小于等于fH/B的最大正整数，M = fH/B – N，则 用带通滤波器可无失真地恢复xB(t)。
利用带通抽样定理，可将fS限定在2B--4B范围内。
（显然，利用低通抽样定理也可恢复带通信号，此时要求： fS ≥ 2fH）
2010 Copyright
课件
18
带通抽样定理（续）
带通抽样定理证明(续) 如取满足（1）式的最小值（取等号），有
fS
2fH N
2B1M N
则
N 1 fS 2fH fS
fS2B N1fS2fH2B
第三章 信源编码
带通抽样定理的证明 带通信号经抽样后:
x S t x B tx t x B t n t nS T
抽样信号频谱：
X SfX B fX f T 1 S n X Bf nSf
要无失真地恢复xB(t)，要求各 XBfnSf 成分在频
谱上无混叠。
一般地，有fH ＝NB＋MB，其中N为整数，0 ≤ M < 1。