《现代通信理论与技术》第四部分数字通信 均匀量化 由于信号小时瞬时功率小,信号大时瞬时功率大, 但均匀量化器对信号抽样值无论大小都以相同的量化 间隔△量化,从而量化误差范围±△/2不变,量化噪 声的平均功率固定不变。这样均匀量化器的瞬时输出 信号功率与平均量化噪声功率之比将随信号强弱而具 有大的变动范围。通常,量化器必须满足一定的量化 信噪比指标,把满足信噪比要求的输入信号取值范围 定义为动态范围。显然,均匀量化时的信号动态范围 将受到较大的限制。对于弱信号,均匀量化器量化间 隔不变的缺点可能使它达不到给定量化信噪比的要求, 或者要靠减小量化间隔增加量化电平数来满足量化信 噪比的要求。为了克服这个缺点,实际中常采用非均 匀量化。 2021/2/19
2021/2/19 《现代通信理论与技术》 第四部分 数字通信 31 由于信号小时瞬时功率小，信号大时瞬时功率大， 但均匀量化器对信号抽样值无论大小都以相同的量化 间隔△量化，从而量化误差范围 /2不变，量化噪 声的平均功率固定不变。这样均匀量化器的瞬时输出 信号功率与平均量化噪声功率之比将随信号强弱而具 有大的变动范围。通常，量化器必须满足一定的量化 信噪比指标，把满足信噪比要求的输入信号取值范围 定义为动态范围。显然，均匀量化时的信号动态范围 将受到较大的限制。对于弱信号，均匀量化器量化间 隔不变的缺点可能使它达不到给定量化信噪比的要求， 或者要靠减小量化间隔增加量化电平数来满足量化信 噪比的要求。为了克服这个缺点，实际中常采用非均 匀量化。 均匀量化
《现代通信理论与技术》第四部分数字通信 (2)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△小; 反之,量化间隔△就大。 非均匀量化有两个突出的优点。首先,当输入量 化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀 量化器的量化信噪比得以改善;其次,非均匀量化 时,量化噪声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, 改善了小信号时的量化信噪比。 2021/2/19 32
2021/2/19 《现代通信理论与技术》 第四部分 数字通信 32 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，其量化间隔小； 反之，量化间隔就大。 非均匀量化有两个突出的优点。首先，当输入量 化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀 量化器的量化信噪比得以改善；其次，非均匀量化 时，量化噪声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， 改善了小信号时的量化信噪比。 （2）非均匀量化
《现代通信理论与技术》第四部分数字通信 非均匀量化 非均匀量化的实现方法有两种,即模拟压扩法和 数字压扩法 ①模拟压扩法 压缩器均匀量化器 扩张器 C() 2(·) C-1(·) 任何一种非均匀量化特性都可以由压缩器和均 匀量化器组成,在接收端再由扩张器恢复信号。 压缩器的特点是对小信号有较大的放大倍数, 而对大信号有较小的放大倍数。扩张器具有和压缩 器相反的功能 2021/2/19 33
2021/2/19 《现代通信理论与技术》 第四部分 数字通信 33 任何一种非均匀量化特性都可以由压缩器和均 匀量化器组成，在接收端再由扩张器恢复信号。 压缩器的特点是对小信号有较大的放大倍数， 而对大信号有较小的放大倍数。扩张器具有和压缩 器相反的功能。 非均匀量化的实现方法有两种，即模拟压扩法和 数字压扩法。 ① 模拟压扩法 非均匀量化
《现代通信理论与技术》第四部分数字通信 压缩器的压缩特性 压缩器的压缩特性大多采用对数式压缩。目前 用得最广泛的两种压缩特性是以μ为参量的μ压缩 律和以A为参量的A压缩律。 μ压缩律 Ln(1+ux Ln(1+u) sgn(x) A压缩律 I+Ln a sgn(x) 0≤|x|≤ 1+Ln Ax 1+Ln/sg(x)1s|x|≤1 2021/2/19
2021/2/19 《现代通信理论与技术》 第四部分 数字通信 34 压缩器的压缩特性大多采用对数式压缩。目前 用得最广泛的两种压缩特性是以 为参量的 压缩 律和以 A 为参量的A压缩律。 压缩律 ( ) ( ) sgn( ) Ln 1+ Ln 1+ = x x y A 压缩律 1 1 sgn( ) 1+ Ln 1+ Ln 1 sgn( ) 0 1+ Ln = x A x A A x A x x A A x y 压缩器的压缩特性
《现代通信理论与技术》第四部分数字通信 ②数字压扩法 数字压扩法就是用数字电路产生许多相连接的 折线段来近似对数压扩特性,直接对抽样信号进行 非均匀量化编码。 2021/2/19 35
2021/2/19 《现代通信理论与技术》 第四部分 数字通信 35 数字压扩法就是用数字电路产生许多相连接的 折线段来近似对数压扩特性，直接对抽样信号进行 非均匀量化编码。 ② 数字压扩法