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量化通信原理

量化通信原理主要涉及將模擬信號轉換為數位訊號的過程,其中包括信號的採樣、量化和編碼

量化過程。量化是用有限多個電平代替無窮多個電平的過程,即對信號的幅度進行離散化。例如,一個模擬信號經過採樣和量化後,其幅度值會被限制在特定的離散電平上。均勻量化是指各電平間的距離相等,而非均勻量化則根據信號的特性調整量化間隔。

量化誤差。量化是一個有信息損失的過程,因此會產生量化誤差(也稱為量化噪聲)。這種誤差對於通信質量有影響,例如在語音和圖像傳輸中,量化噪聲可能會降低信號的質量。量化的精度(即量化電平數)和間隔的選擇會影響量化誤差的大小。

信號量噪比。信號量噪比是衡量量化性能的一個重要指標,它表示信號功率與量化噪聲功率之間的比例。增加量化電平數並選擇適當的量化間隔可以提高信號的逼真度,即提高信號量噪比。

編碼。量化的結果通常用二進制表示,這個過程涉及到編碼。編碼位數越多,可以表示的電平數就越多,從而可以提高信號量噪比,但也會增加編碼信號的頻寬和編碼設備的複雜性。

壓擴處理。在特定的套用中,如電話傳輸,可能會使用壓擴處理來最佳化信號的量化。這種方法通過壓縮強信號和擴大弱信號來改善小信號的性能,從而在不增加頻寬的情況下提高通信質量。