【正文】 ? （ 1）波形編碼 ? （ 2）參量編碼 ? （ 3）混合編碼 數(shù)字移動(dòng)通信中的語音編碼 ? （ 1）數(shù)據(jù)比特率 ? （ 2）語音質(zhì)量 ? （ 3）復(fù)雜度和處理時(shí)延 MOS 質(zhì) 量 等 級(jí) 收聽注意力等級(jí) 應(yīng) 用 5 質(zhì)量完美：Excellent 可以完全放松，不需要注意力 公共骨干網(wǎng) 4 高質(zhì)量： Good 需要注意力，但不需要明顯集中注意力 公共骨干網(wǎng) 3 質(zhì)量尚可（及格）：Fair 中等程度的注意力 移動(dòng)通信網(wǎng) 2 質(zhì)量差（不及格）：Poor 需要集中注意力 合成語音 1 質(zhì)量完全不能接受：Bad 即使努力聽，也很難聽懂 表 27 語音主觀評(píng)判方法 編碼器類型 \ 指標(biāo) \參數(shù) 數(shù)據(jù)比特率（ kbit/s） 復(fù)雜度 （ MIPS） 時(shí)延 （ ms） 質(zhì)量 （ MOS） 脈沖編碼調(diào)制（ PCM） 64 0 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ ADPCM） 32 0 自適應(yīng)子帶編碼 16 1 25 4 多脈沖線性預(yù)測(cè)編碼 8 10 35 隨機(jī)激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼 4 100 35 線性預(yù)測(cè)聲碼器 2 1 35 表 28 幾種低數(shù)據(jù)比特率語音編碼參數(shù)與性能比較 語音壓縮編碼原理 ? （ 1）波形編碼原理 ? 脈沖編碼調(diào)制（ Pulse Code Modulation， PCM）是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的通用方法，具體步驟是抽樣、量化和編碼， PCM系統(tǒng)原理圖如圖 233所示，抽樣量化和編碼示意圖如圖 234所示。 ? 波形編碼的速率下限是 16kbit/s，質(zhì)量在 ；參量編碼的速率上限是 4kbit/s，質(zhì)量在 ；混合編碼的速率的范圍在4～ 16kbit/s之間，質(zhì)量維持在 4左右。 ? 傳輸、處理、存儲(chǔ)圖像信息要比語音、文字、傳真及一般數(shù)據(jù)技術(shù)更復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)更困難。 ? （ 1）靜止圖片 ? （ 2）準(zhǔn)活動(dòng)圖像 ? （ 3）活動(dòng)圖像 標(biāo) 準(zhǔn) 壓縮比與數(shù)據(jù)比特率 應(yīng) 用 范 圍 JPEG 2～ 30倍 有灰度級(jí)的多值靜止圖片 JPEG2022 2～ 50倍 移動(dòng)通信中靜止圖片、數(shù)字照相 與打印、電子商務(wù) ? 64kbit/s，其中? = 1,2,? ， 30 ISDN視頻會(huì)議 8kbit/s～ 、桌面視頻電話、移動(dòng)視頻電話 MPEG1 不超過 、光盤存儲(chǔ)、視頻監(jiān)控、消費(fèi)視頻 MPEG2 ～ 35Mbit/s 數(shù)字電視、有線電視、衛(wèi)星電視、 視頻存儲(chǔ)、 HDTV MPEG4 8kbit/s～ 35Mbit/s 交互式視頻、因特網(wǎng)、移動(dòng)視頻、 2D/3D計(jì)算機(jī)圖形 表 211 各類圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 信道編碼技術(shù) ? 信道編碼是移動(dòng)通信系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性（減少差錯(cuò)）的有效方法。 ? 信道編碼的目的是為了克服數(shù)字信號(hào)在存儲(chǔ)或傳輸通道中產(chǎn)生的失真或錯(cuò)誤，包括碼間干擾產(chǎn)生的錯(cuò)誤和外界干擾產(chǎn)生的突發(fā)性錯(cuò)誤。 信道編碼的定義 ? 信道編碼是為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和干擾，而專門設(shè)計(jì)的一類抗干擾的技術(shù)和方法。 ? （ 1）檢錯(cuò)碼 ? （ 2）糾錯(cuò)碼 ? （ 3）混合檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼 ? 從結(jié)構(gòu)上看，信道編碼可以分成如下兩大類。 圖 239 功率控制的作用 ? 遠(yuǎn)近效應(yīng)是指在上行鏈路中，如果小區(qū)內(nèi)所有終端的發(fā)射功率相等，而各終端與基站的距離是不同的，由于傳播路徑不同，路徑損耗會(huì)大幅度的變化，導(dǎo)致基站接收距離較近終端的信號(hào)強(qiáng)，接收較遠(yuǎn)距離終端的信號(hào)弱。 功率控制的分類 ? 在 WCDMA系統(tǒng)中，若從通信的上行、下行信道角度來劃分，可分為上行功率控制和下行功率控制（在 cdma2022系統(tǒng)中，功率控制也稱為前向功率控制和反向功率控制）；若從功率控制環(huán)路的類型來劃分，又可分為開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制兩大類。 ? 多用戶檢測(cè)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中寬帶 CDMA通信系統(tǒng)抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。 ? 擴(kuò)散和由之產(chǎn)生的衰落將嚴(yán)重惡化系統(tǒng)的性能，降低系統(tǒng)的頻譜效率和系統(tǒng)容量。 ? 傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對(duì)每個(gè)用戶的信號(hào)分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差。 ? 多用戶檢測(cè)技術(shù)可分為線性檢測(cè)和干擾消除兩大類。 1．最佳多用戶檢測(cè)技術(shù) 圖 240 最大似然檢測(cè)接收機(jī) 2．線性解相關(guān)多用戶檢測(cè)法 圖 241 線性解相關(guān)檢測(cè)接收機(jī) 3．干擾消除多用戶檢測(cè)法 ? 干擾消除多用戶檢測(cè)法包括串行干擾消除多用戶檢測(cè)和并行干擾消除多用戶檢測(cè)。 ? 對(duì)抗選擇性衰落、提高移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸可靠性的有效手段是“分集”，分集重?cái)?shù)越高，系統(tǒng)的傳輸可靠性亦越高。 2．分集技術(shù)的分類 ? 按照信號(hào)的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)特性，分集技術(shù)可分為空間分集、頻率分集和時(shí)間分集 3類。 3．典型的分集接收技術(shù) ? （ 1）空間分集 ? （ 2）頻率分集 4．分集接收合并技術(shù) ? 合并時(shí)采用的準(zhǔn)則與方式主要分為 4種：最大比值合并（ Maximal Ratio Combining，MRC）、等增益合并（ Equal Gain Combining， EGC）、選擇式合并（ Selection Combining， SC）和切換合并（ Switching Combining）。 ? 如果這些多徑信號(hào)相互間的時(shí)延超過了一個(gè)碼片的寬度， Rake接收機(jī)就可以對(duì)它們分別進(jìn)行解調(diào)，通過對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行分別處理合成得到接收信號(hào)。 1． Rake接收機(jī)工作原理 ? Rake接收機(jī)由多個(gè)包含相關(guān)器的 Rake支路組成，每個(gè)相關(guān)器接收一個(gè)多路信號(hào)。 ? 通過同步捕獲 /跟蹤模塊完成多徑搜索，估計(jì)多徑分量的延遲 τ，識(shí)別具有較大能量的多徑位置，完成路徑選擇。 Rake接收機(jī)的工作原理示意如圖 249所示。 ? 考慮到殘留相位的影響， Rake接收機(jī)合并加權(quán)因子由非相關(guān) Rake接收中實(shí)數(shù)的 ，改為復(fù)數(shù) 。 ? 在移動(dòng)通信中自適應(yīng)天線陣有一個(gè)較吸引人的名字 — 智能天線。 1．智能天線的原理 ? 智能天線是將無線電的信號(hào)導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向（ Direction of Arrival，DOA），旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的，如圖 250所示。 ? 智能天線采用空分多址（ SDMA）技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)區(qū)分開來，最大限度地利用有限的信道資源。 ? 智能天線須要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是辨識(shí)信號(hào)的方向和數(shù)字賦形的實(shí)現(xiàn)。 蜂窩組網(wǎng)技術(shù) ? 在通信頻率資源緊張的情況下，為了擴(kuò)大系統(tǒng)容量，采用分區(qū)制和頻率重用的組網(wǎng)技術(shù)。 ? 在移動(dòng)通信中通常采用正六邊形、無空隙、無重疊地覆蓋一定區(qū)域，構(gòu)成小區(qū)。 區(qū)群中的小區(qū)數(shù)目 ? 由蜂窩結(jié)構(gòu)構(gòu)成的區(qū)群中，小區(qū)數(shù)目應(yīng)滿足下列公式： ? 式中， a， b為非負(fù)整數(shù)，不能同時(shí)為零。 22N a a b b? ? ? b\N\a 0 1 2 3 4 1 1 2 7 13 21 2 4 7 12 19 28 3 9 13 19 27 37 4 16 21 28 37 48 表 215 區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù) N的取值 圖 251 N = 4和 N = 7的蜂窩網(wǎng)小區(qū)覆蓋 同頻（信道）小區(qū)的距離 ? 設(shè)小區(qū)的輻射半徑為 R（即六邊形外接圓的半徑），可以計(jì)算出同頻信道小區(qū)中心間的距離 D為 2 2 2 23 ( / 2 ) ( 3 / 2 ) 3 ( ) 3D R b a a a a b b R N R? ? ? ? ? ? ?（ 254） ? 由公式可見， N越大， D/R的比值越大，同頻小區(qū)的距離越遠(yuǎn)，抗同頻干擾性能越好。 小區(qū)分裂技術(shù) ? 小區(qū)一般分為巨區(qū)、宏區(qū)、微區(qū)和微微區(qū)幾類，具體指標(biāo)及大體關(guān)系如表 216所示。 圖 252 小區(qū)分裂圖 扇區(qū)劃分技術(shù) ? 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的同頻干擾可以通過使用定向天線代替基站中單獨(dú)的一根全向天線來減小，其中每個(gè)定向天線輻射某一個(gè)特定的扇區(qū)。 ? 通常一個(gè) FDMA系統(tǒng)劃分為 3個(gè) 120176。 扇區(qū)。 ? CDMA系統(tǒng)利用定向天線將小區(qū)分成幾個(gè)扇區(qū)（ 120176。 圖 253 CDMA小區(qū) 6扇區(qū)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 小 結(jié) ?1．移動(dòng)通信中的各類新技術(shù)都是針對(duì)移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，用以解決移動(dòng)通信的有效性、可靠性和安全性，因此分析移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)是研究移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的前提。 ? 信號(hào)傳播的開放性，接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性、以及通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性是移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)。 ? 在移動(dòng)通信中主要的噪聲和干擾有加性白高斯噪聲、符號(hào)間干擾、多址干擾和相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾。 ? CDMA技術(shù)的核心是擴(kuò)頻碼和地址碼的設(shè)計(jì)，常用的理想擴(kuò)頻碼和地址碼有 PN碼（ m序列和 Gold序列）、 Walsh碼和 OVSF碼，它們被廣泛應(yīng)用于 WCDMA、 cdma2022和TDSCDMA系統(tǒng)中。數(shù)字調(diào)制主要有 3種形式：幅移鍵控（ ASK）、頻移鍵控（ FSK）和相移鍵控（ PSK）。 ?4．信源編碼的目的是壓縮數(shù)據(jù)率，去除信號(hào)中的冗余度，提高傳輸?shù)挠行浴? ? 3G系統(tǒng)的壓縮編碼包括語音編碼、圖像編碼和多媒體數(shù)據(jù)編碼。 ? 高質(zhì)量的混合編碼是移動(dòng)通信系統(tǒng)的首選方案。其追求的目標(biāo)是如何加入最少的冗余位而獲得最好的糾錯(cuò)能力。 ? 3G系統(tǒng)中的信道編碼通常采用卷積碼、Turbo碼和交織編碼等。在保證服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的前提下，通過控制發(fā)送端的發(fā)射功率來減少系統(tǒng)干擾，可以有效地解決遠(yuǎn)近效應(yīng)和邊緣問題，進(jìn)而增加系統(tǒng)容量。 ? 在 3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)中，都采用了功率控制技術(shù)。 ? 其中線性多用戶檢測(cè)技術(shù)主要有 4種：解相關(guān)檢測(cè)、最小均方誤差檢測(cè)、子空間斜投影檢測(cè)和多項(xiàng)式擴(kuò)展檢測(cè)。 ?8．移動(dòng)通信信道存在 4種主要效應(yīng)和 3類損耗，對(duì)傳輸可靠性影響較大的是小尺度衰落，其中選擇性衰落包括時(shí)間選擇性衰落、頻率選擇性衰落和空間選擇性衰落。 ? 按照信號(hào)的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)特性，分集技術(shù)可分為空間分集，頻率分集和時(shí)間分集 3類；按照合并方式，可分為選擇性合并，等增益合并、最大比合并和切換合并。 ?9．智能天線技術(shù)具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等功能。 ? 智能天線分為多波束天線和自適應(yīng)天線陣列。在通信頻率資源緊張的情況下，為了擴(kuò)大系統(tǒng)容量，采用分區(qū)制和頻率重用的組網(wǎng)技術(shù)。