信道容量与量化.ppt

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1、高数通第三次讨论信道容量与量化1.什么是信道容量2.shannon信道容量公式中各符号的物理意义3.发送信号平均相同，信道带宽相同，信道中噪声相同，则信道容量一定相同，对吗，为什么4.模拟信号数字化过程中，抽样的理论依据是什么？为什么要采用非均匀量化？本科的非均匀量化方法是最佳的吗？何为最佳量化？最佳量化的理论依据是什么？举出最佳量化的例子什么是信道容量信道容量是信道能无差错传送的最大信息速率，它是一个数，单位是比特每秒或比特每符号（单用户时），代表每秒或每个信道符号能传送的最大信息量，或者说小于这个数的信息率必能在此信道中无错误地传送。通信信

2、道，发端X，收端Y。从信息传输的角度看，通过信道传输了I(X;Y)=H(X)-H(X

3、Y),（接收Y前后对于X的不确定度的变化）。I该值与两个概率有关，p(x),p(y

4、x)，特定信道转移概率一定，那么在所有p(x)分布中，maxI(X;Y)就是该信道的信道容量C。shannon信道容量公式中各符号的物理意义香农公式适用于被加性高斯白噪声干扰的信道。香农定理指出，如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C，那么，在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。该定理还指出：如果R>C，则没有任何办法传递这样的信息，或者

5、说传递这样的二进制信息的差错率为1/2。可以严格地证明；在被高斯白噪声干扰的信道中，传送的最大信息速率C由下述公式确定：C=B*log₂（1+S/N)（bit/s)C信道容量，B信道带宽，S/N接收信噪比。发送信号平均功率相同，信道带宽相同，信道中噪声相同，则信道容量一定相同？不相同，理由有两个。1.信道的实际带宽和有效带宽不一定相同，如滚降信道和低通信道。2.发送信号功率虽然相同，但是接受信噪比不一定相同，信道对信号的衰减是不一样的。模拟信号数字化过程中，抽样的理论依据是什么？奈奎斯特抽样定理：若频带宽度有限的，要从抽样信号中无失真地恢复原信

6、号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。为什么要采用非均匀量化？本科的非均匀量化方法是最佳的吗？均匀量化的好处就是编解码的很容易，但要达到相同的信噪比占用的带宽要大，为了克服均匀量化的缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是一种在输入信号的动态范围内量化间隔不相等的量化。换言之，非均匀量化是根据输入信号的概率密度函数来分布量化电平，以改善量化性能。本科中学习的主要有A率13折线和μ率15折线法。这两种显然不是最佳量化法，13和15折线采用“压大补小”的方式，改善了小信号的量化噪声，但对于大信号，量化性能不佳。何为最佳量化？最佳量化的理论依据是

7、什么？举出最佳量化的例子最佳量化要根据信号源分布特性，选择合适的量化方法。最佳量化准则有很多，比如最小均方误差MMSE，最大互信息MMI等lolyd-max算法。