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三网融合之模拟数据的数字信号编码步骤

时间:2019-11-05 08:37 作者:admin 分享到:
       模拟数据的数字信号编码是指模拟数据信息用数字信号来表示。脉冲编码调制( Pulse Code Modulation , PCM) 是模拟数据数字化的主要办法。PCM 技术的典型应用是语音数字化,在发送端通过 PCM 编码器将语音信号转换为数字化语音数据,并通过数字通信信道传送到接收端,在接收端通过  PCM  解码器将它还原成语音信号。
PCM 编码过程包括采样、量化和编码 3 个步骤
       1) ) 采样
       采样是模拟信号数字 化的第一步。采样是每隔一定的时间间隔,对连续模拟信号进行测量,将模拟信号的电平幅度值取出来作为样本 ,用其表示原来的信号。对模拟信号的采样必须满足采样定理的要求:如果以大于或等于通信信道带宽两倍的速率对信号进行采样,其样本可以包含足以重构原模拟信号的所有信息 。因此,采样频率J必须满足:

      式中:T 为采样周期;f max 为原始信号的最高频率 ; B 为原始信号的带宽。
      由于f = 1/T- ,显然采样间隔越小,越容易满足采样定理,但过高就会增加采样量,并 且对接收端恢复数据的作用效果也不明显。
       2) 量化
       量化是将采样样本幅度按量化级进行分级的过程。量化之前要将信号分为若 干量化级,例如可以分为 8 级、16 级或更多的量化级,这取决于精度要求。同时, 还要规定好每一级对应的幅度范围,然后将采样所得样本幅值与量化级幅值比较。
       3 ) 编码
       编码是用一定位数的二进制代码表示采样样本量化后的量化幅值。如果有 N 个量化级,那么二进制编码的位数为 log2 N 。目前,在语音数字化脉冲调制系统中,多采用 128 个量化级,即用 7 位二进制代码表示。经过编码后,每个样本都要用相应的编码脉冲表示 ,如果量化级有16 个,则需要 4 为编码。
       在数字化语音系统中使用 PCM 技术时,它将声音分为128 个量化级,采用7位二进制编码表示 ,采样速率为 8000 个样本/ s , 因此数据传输速率为 7 X 8000 = 56K b/ s 。
       PCM 还可用千计算机的图像数字化处理,其 缺点是使用的二进制位数较多, 编码效率较低。
       利用一条信道实现多路信号同时传输的技术叫做多路复用技术 。多路复用技术是为了提高传输效率、提高有效性。多路复用的理论基础是信号分割原理,信号分割的依据在千信号之间的差别,这些差别可以是频率、时间、空间、码型等参量。

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