文件名称：模拟信源-project2010教程(完全版).
文件大小：35.67MB
文件格式：PDF
更新时间：2024-07-29 21:03:18
数字通信原理
第4章 信源波形与信道波形
4.1 号|言
本章有两个目的。首先是为了理解模拟数据压缩 (analog data compressio时，例如语音压
缩。此类信源的输出是连续变化的实值或复值时间函数，称为泼形 (waveform)。其次是为了
研究通信信道的输入波形(发送波形)及输出波形(接收披形)。研究信源波形和信道波形的
数学工具是相同的，通过这样的研究得到的一些结论是本章的核心。
波形也是数学分析、实值和复值变量、 泛函分析、线性代数等数学课程的内容。本章
的讨论虽不如数学教材那样详细，也不如数学教材那样具有一般性， 但比多数工科教材更为
深入。
4 .1.1 模拟信源
对于语音等模拟信源，其输出可以表示为一个波形，(l) {u(t) : lR→lR}或 {u(t) : lR→c}。
实际中的波形一般是实值波形，例如语音。但复值波形在傅里叶分析以及通信信道的基带建
模中有重要作用。另外，实函数是复函数的特例，所以复函数的结论对实函数也很有用。
前面已经提到，视频等复杂信源可以看成是 IRn 到 R 的映射， 例如是将水平位置、垂直
位置和时间映射到实数模拟值。为了简单起见，这里只考虑波形信源。
下面先回顾一下把模拟信源转换为比特序列的必要性。
· 标准二进制接口可以把信源的压缩问题和信道的编码调制问题分开。
· 易于实现多个信源的复用。复用器可以将不同信源的比特、字节或者数据包组织在一
起。
· 比特序列顺序经过多个链路传输时(例如在网络中) ， 噪声的影响可以被清除(再生)，
而在模拟传输中，噪声有逐渐积累的趋势。
将波形编码为比特序列的一般方法如下所示。
(1) 将模拟波形 {u(t)j t E lR}按照均匀的来样时间…，一T， O ， T， 2T， …进行来样，用样
值序列<%J {u(mT) j m εZ} 来近似模拟波形。
(2) 将每个样值(或每 n 个样值)量化为一个量化域。
(3) 将每个量化域(或一组量化域)编码为一个二进制字符串。
图 4-1 展示了上述编码过程的 3 个层， 以及对应的译码。
①记号 {u(t) : IR → IR} 表示一个函数，官将实数 tξR 映射为另一个实数 u(t) E R. 樊似地， 如(t) : IR - C}
是将实数 t E IR 映射为复数 u(t)εC. 一般把这些函数(汲形)按无量纲对待，这样可以把通信中的物理放大
或衰减系数问题向被形的形状问题分开.
② Z 表示-∞< 171 <∞的整数的集合， 因此 {u(mT);m E Z} 是样值编号为-∞