航天公开课信源编码技术思维导图
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思维导图大纲
航天公开课信源编码技术思维导图模板大纲
信源编码技术
是将消息（信源信号）或其特征信号经采样变换为数字代码的技术
消息一般为连续变化的模拟量，若直接用这连续变化的信号进行调制、传输
则称为模拟通信；若经编码变为数字代码后再调制和传输，则称为数字通信
编码技术广泛应用于数字通信领域
信源编码的目的
将信号变换为适合于数字通信系统处理和传送的数字信号形式，即A/D转换
提高通信的有效性，尽可能地减少原信息中的冗余，使单位时间或单位系统频带上所传的信息量最大，即压缩编码
卫星通信信源的编码主要包括抽样、量化和编码3个过程
其中，抽样是完成将时间连续的信号转化为时间离散的信号，即时间上的离散化
量化是用一定数目的电平表示抽样幅度的变化过程，量化后幅度的变化已不再是连续的
编码是将量化后的数字信号编码成一个二进制码组输出
脉冲振幅调制（PAM）
PAM是脉冲载波序列的幅度随消息信号变化的一种调制方式
除了脉冲振幅调制以外，还有脉冲相位调制（PPM）和脉冲宽度调制（PDM）
PAM是脉冲编码调制（PCM）的基础
由于已调信号在时间上离散，但脉冲参数的变化是连续的，也可称为脉冲模拟调制
实际脉冲是有限宽度的窄脉冲，所以，实际取样有两种，自然取样和平顶取样
自然取样：时间内脉冲幅度随信号幅度的变化而变化
平顶取样
时间内脉冲幅度不变。均匀量化器：输入信号均匀分布时的最佳量化器是均匀量化器
特点是量化噪声N q 与信号统计特性无关，仅取决于量化间隔Δ
量化绝对误差始终在±Δ/2之间，小信号信噪比会比大信号信噪比低很多
输入信号的动态范围受到很大限制,对于幅度分布不均匀的信号（语音）
小幅度出现机会多，采用均匀量化会使大多数时间的量化信噪比较低
非均匀量化
为克服均匀量化的缺点，使小信号的量化台阶减小，大信号的量化台阶增大
而改进形成的量化方式为非均匀量化，即根据信号的不同区间确定间隔
实现方法是压扩处理，在发送端压缩原始抽样值（非线性变换），再均匀量化，在接收端进行扩张
脉冲编码调制（PCM）
PCM是将模拟信号抽样、量化，然后使已量化值变换成代码的过程
差分脉冲编码调制（DPCM）DPCM是对话路速率低于64kbit/s的语音信号样值与预测值之差进行量化编码的方式
自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）
ADPCM是综合自适应脉冲编码调制和差分脉冲编码调制的优点而形成的
自适应脉冲编码调制是一种随输入信号幅度变化而改变其量化阶梯尺度大小的一种编码方法
而差分脉冲编码调制，是相对前一个抽样值去估计后一个将要进行量化的预测值
并只对实际信号值与预测值之差进行量化编码
很明显，由于是相对前一个抽样值的差值量化编码，因而抽样值的幅度变化会大大降低
从而会减小数据比特率，降低存储和传输的数据处理量
差分脉冲编码实际上是一种数据压缩技术，它能降低传输的数据速率，从而也降低了系统要求的带宽
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