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通信原理与考研 第十章 信源编码(2)

10天前浏览55

接着量化的概念继续讲。量化有均匀量化和非均匀量化两种,都有各自的应用场合。在信号处理领域,均匀量化很常见。非均匀量化用的少,在语音领域会有所使用,著名的A律和U律就是非均匀量化的代表。

对于语音,实际的均匀量化怎么实现呢?看下面的仿真代码,用正弦波做信源。

% 编码过程

encoded = pcm_encode(x, nBits, max_val);

% 解码过程

decoded = pcm_decode(encoded, nBits, delta, max_val);

% 重建信号(近似模拟信号)

reconstructed = decoded;

% 绘图对比

figure;

subplot(3,1,1);

plot(t, x, 'b'); grid on;

title('原始模拟信号');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

subplot(3,1,2);

plot(t, round(x / delta) * delta, 'r'); grid on;

title('量化信号');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

subplot(3,1,3);

plot(t, reconstructed, 'g'); grid on;

title('解码后重建信号');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

% 显示误差

error = norm(x - reconstructed) / norm(x);

fprintf('原始信号与重建信号的相对误差为: %.4f\n', error);

语音是不同频率正弦波的组合,量化结果自然也差不多。

和量化的比特数有关联!!!

对量化的内容我比较有感情,因为1999年参加华为面试的时候就回答了这方面的题目,幸运的是答对了。不幸的是后面干活累死人了撒,再幸运的是学到了好多工程知识撒,再不幸的是那时候没有存钱买房撒,幸运的是不幸后面就是幸运撒,不多发散了。2025年,动画电影《哪吒》威武,给国人长脸,也让自己文章多了些四川口音。不拘一格降人材!

实际工程中大部分都是采用均匀量化。

在通信系统当中,一般量化位数都是8位以上,后面就变成了12位,慢慢的会越来越高,毕竟技术在发展。不仅位数变多,采样速率也会跟着长。卫星导航系统一般不需要这么高的量化位数。我曾经研发过两比特量化的GPS接收机,不影响其定位性能。

什么是压缩?

记住是对数特性?

看看两者的比较!!!

虽然有A律和U律之分,但国际电话互连的时候统一采用A律。切记我国用的是A律。

实际中A=87.6!

看看压缩曲线。

体会非均匀的差异!

那U律是什么样子呢?

采用了15折线!!!

A律和U律各有千秋。学到这里,同学们能不能总结一下非均匀量化的量化间隔与信号的抽样值之间的关系呢?哪里有仿真程序呢?

未完,待续!



修订记录

20170417   完成初稿;

20170501   增加内容;

20180526   增加内容;

20190417   修订内容;

20250318   修订内容;

来源:通信工程师专辑
通信
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-04-06
最近编辑:10天前
算法工匠
博士后 | 高级工程师 诚信做事 认真讲课 传播知识
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