無線通信工程--第06講－信源編碼-展示頁
2025-02-10 12:00本頁面
【正文】 工程 姚彥教授 清華大學(xué)微波與數(shù)字通信國家重點實驗室 2023年 11月 24日 第六講 無線通信的信源編碼 引言 ? 信源的原始信號絕大多數(shù)是模擬信號 ， 因此 ， 信源編碼的第一個任務(wù)是模擬和數(shù)字的變換 ， 即： A/D， D/A。 ? 抽樣率取決于原始信號的帶寬： fc = 2 ? w， w為信號帶寬 ? 抽樣點的比特數(shù)取決于經(jīng)編譯碼后的信號質(zhì)量要求： SNR ＝ 6 ? L(dB)， L為量化位數(shù) 概述 ? 但是 ， 由于傳輸信道帶寬的限制 ， 又由于原始信源的信號具有很強的相關(guān)性 ， 則信源編碼不是簡單的 A/D， D/A， 而是要進行壓縮 。 ? 信源編碼要考慮的因素： －發(fā)信源的統(tǒng)計特性 。 － 受信者的質(zhì)量要求 。 ? 說明 1： R(D)稱為率失真函數(shù) ， 它是單調(diào)非增函數(shù) ， 速率越高 ， 平均失真越小 。 理論 ? 信道編碼定理： 如果信源速率 R小于信道容量 C， 總可以找到一種信道編碼方法 ， 使得信源信息可以在有噪聲信道上進行無差錯傳輸 ， 即： R ? C， 無差錯傳輸條件 ? 說明 1：信道容量 C是根據(jù)仙儂定理得到的 C ＝ W?log2(1+S/N) ? 說明 2：為了保證無差錯傳輸 ， 必需采用信道編碼 ， 因而會引入編碼延時 。 即：為保證無差錯傳輸及失真度 ， 必需滿足： C ? R(D) ? 說明 1：在一般數(shù)字通信系統(tǒng)中 ， 信源編碼和信道編碼可以分開考慮 。 ? 說明 2：為了實現(xiàn)理想性能 ， 都要付出延時的代價 。 特點：比特率較高 、 解碼后質(zhì)量較高 、 延時較小 。 ? 參數(shù)編碼 從信源信號的某個域中提取特征參數(shù) ， 并變換成數(shù)字碼流 。 如：各種聲碼器 。 如： ， G728， G729， GSM的語音編碼 ， IS95的語音編碼等 。 特點：話音質(zhì)量好 ， 但編碼速率高 。 特點：編碼速率低 ， 自然度差 。 ? 多脈沖激勵線性預(yù)測 （ MPELP 1982 Atal、 Remde） ? 規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測 （ RPELP 1985 Deprettere、 Kroon） ? 碼本激勵線性預(yù)測 （ CELP 1985 Manfred、 Schroeder、 Atal） 816kb/s， 高質(zhì)量 。 音頻編碼歷史：數(shù)字電話（ 2） 主要應(yīng)用于會議電視，相當于調(diào)幅廣播的質(zhì)量 ? 1988年 CCITT制定了 標準： SBADPCM ? 1996年左右 ， 美國 PictureTel 公司提出 PTC－PictureTel Transform Coder ? 1999年 9月發(fā)布： “ ITUT proposed for decision: 7 kHz Audio Coding At 24 And 32kbit/s For Hands Free Operation In Systems With Low Frame Loss。 可以直接在時域進行 ， 也可以轉(zhuǎn)到頻域或其他變換域進行 。 MD： MiniDisk， 日本索尼公司采用 ATRAC－ Adaptive Transform Acoustic Coder壓縮技術(shù) 。 ? DAB (Digital Audio Broadcasting) 源于歐洲 。 可利用聽覺心理特性 ? 。 音頻編碼性能評價（ 1） 1) 編碼速率 （ Kbps、 Kb/s） 信號帶寬：可懂度 、 自然度 、 透明度 。 采樣速率： 8KHz、 16KHz、 32KHz、 ? 。 固定速率及可變速率 。 現(xiàn)有標準（ 2）：寬帶語音 ? 寬帶語音名稱 采樣頻率 K HZ 編碼速率 K B / S 編碼方式 年代 M OS 分G. 7 2 2 16 64 、 56 、 48 SBA D P C M 1 9 8 8 4 .1 4 .0 3 .7G. 7 2 2 . 1 16 24 、 32 M L T 19 99M L
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