通信原理课程论文.docx

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前言
随着信息技术的发展，通讯在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。进入21世纪以后, 信息的传递更是越来越广泛和快捷，现代通讯的发展方向是数字化，因为数字通信不仅能实现人与 人、人与机器、机器与机器之间的通信和数据交换功有限数集 合。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大
m (t)
小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号 较小时，则信号量化噪声功率比也
就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输 入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服 这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔Av 也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号 具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均 信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。 因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器 中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是卩压缩律和A压缩律。美国采用卩压缩律， 我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，PCM编码方式采用的也是A压缩律。
编码
所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码 与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。通信 中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。 在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。
译码
PCM译码器是实现PCM编码的逆系统。其中各模块功能如下：
D/A转换器：用来实现与A/D转换相反的过程，实现数字量转化为模拟量，从而达到译码最基 本的要求，也就是最起码的步骤。
瞬时扩张器：实现与瞬时压缩器相反的功能，由于采用A律压缩，扩张也必须采用A律瞬时 扩张器。
低通滤波器：由于采样脉冲不可能是理想冲激函数会引入孔径失真,量化时也会带来量化噪声， 及信号再生时引入的定时抖动失真，需要对再生信号进行幅度及相位的补偿，同时滤除高频分量， 在这里使用与编码模块中相同的低通滤波器。
. 2 A律压缩律原理
理想对数压缩:
y = 1 + ；ln( x)
k
的小信号段进行修正。
A律修正思想：
•过原点做y = f (X)的切线，切点b;
.切线ob段+曲线be A律压缩曲线。 A压缩律是指符合下式的对数压缩规律:
Ax
1 + ln( A)'
1 + ln( Ax)
、1 + ln( A)，
0 < x <
A
—< x < 1
A
式中，x为压缩器归一化输入电压；y为压缩器归一化输出电压；A为常数，决定压缩程度。A 压缩律中的常数A不同，则压缩曲线的形状也不同，它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小, 在实用中，。
13折线近似的原理
A律压缩表示式是一条连续的平滑曲线，用电子线路很难准确的实现。现在由于数字电路技术 的发展，这种特性很容易用数字电路来近似实现，13折线特性就是近似于A压缩律的特性，其曲
A压缩律特性曲线
图中横坐标x在0~1区间中分为不均匀的8段。1/2 ~1间的线段称为第8段；I/4 ~1/2间的
线段称为第7 段; 1/8 ~1/4间的线段称为第6 段;依此类推，直到0~1/128间的线段称为第1段。 图中纵坐标y则均匀的划分为8段。将这8段相应的坐标点（x,y）相连，就得到了一条折线。
PCM编码规则
输入信号x进行A律压缩，取A=，在第一象限，输出x端点对应：x=
0丄丄丄丄1111
（'128'64'32'16'8'4'2‘），图形表示如图 1.
在13折线法中采用的折叠码有8位。其中第一位C1表示量化值的极性正负。后面的7位分为 段落码和段内码两部分，用于表示量化值的绝对值。其中第2~4位（C2~C4）是段落码，共计3位, 可以表示8种斜率的段落；其他4位（C5~C8）为段内码，可以表示每一段落内的16种量化电平。 段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。所以，这7位码总共能表示128种量化值。
信