1、通信系統(tǒng)中的核心問題：指標(biāo)=？ 有效性、可靠性、安全性具體是移動(dòng)通信：有效性、可靠性和安全性是全系統(tǒng)概念，由于實(shí)現(xiàn)這三種復(fù)雜問題指標(biāo)的環(huán)境和條件更差，要達(dá)到目標(biāo)更困難，提高效率的問題更加顯著。 第四章第四章源代碼與數(shù)據(jù)壓縮、實(shí)現(xiàn)中的關(guān)聯(lián)性：特別是由于移動(dòng)通信的頻率資源有限，其與移動(dòng)通信系統(tǒng)中的三個(gè)層次物理層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)校正層有關(guān)，尤其是與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涿芮邢嚓P(guān)。 關(guān)系方面：僅從物理層來考慮，從有效性來看，涉及源編碼和數(shù)據(jù)壓縮、調(diào)制和信道編碼技術(shù)、多址方案、信號分集接收、天線方向性等諸多因素。 第四章只討論確定物理層有效性的最重要因素之一的源代碼和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。 源代碼作用：壓縮源輸出的信息率

2、，提高系統(tǒng)有效性的實(shí)現(xiàn)原理：主要利用源的統(tǒng)一修正特性，消除源的相關(guān)性，消除源的冗馀信息。 發(fā)展過程：第二代(2G )數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)：語音壓縮編碼：語音業(yè)務(wù)。 第三代(3G )數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)：在語音壓縮編碼、各種圖像壓縮編碼和多媒體數(shù)據(jù)壓縮等方面的語音、包括數(shù)據(jù)和圖像的多媒體業(yè)務(wù)、源編碼的關(guān)聯(lián)、技術(shù)要點(diǎn)：壓縮語音編碼的編碼率，提高通信系統(tǒng)的有效性。 原理：解除語音源的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)。 在語音壓縮編碼中，有以正確地再現(xiàn)語音波形為目的、以忠實(shí)度即自然度為尺度的編碼方法這3種波形編碼。 這樣的編碼是以保持語音個(gè)性的特征為主要目標(biāo)的方法，編碼效率高。 殘奧度量編碼：也稱為聲編碼器。 殘奧儀表編碼是利用人的

3、發(fā)聲機(jī)制，僅傳送反映聲音波形的變化的主要的殘奧儀表的編碼方法。 基于語音模型，接收端可以利用所傳輸?shù)淖兓瘹垔W儀表激勵(lì)來生成人工合成的語音。 殘奧度量編碼的主要度量是理解度。 評價(jià)：以提取語音的共性特征殘奧儀表并傳送為主要目標(biāo)的編碼方法，編碼率低。 混合編碼：也被稱為軟聲碼器。 混合編碼引入上述兩種編碼的優(yōu)點(diǎn)，基于殘奧度量編碼添加一定的波形編碼特征，并且實(shí)現(xiàn)根據(jù)理解程度來適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)自然程度的目標(biāo)編碼方法。 其編碼率處于上述兩種編碼之間。 4.1語音壓縮編碼，技術(shù)比較：質(zhì)量：波形編碼混合編碼殘奧儀表編碼壓縮倍數(shù)：波形編碼混合編碼殘奧儀表編碼應(yīng)用狀況：共同骨干(固定)通信網(wǎng)：波形編碼。 移動(dòng)通信網(wǎng)：

4、混合代碼。 特殊通信系統(tǒng)，如軍事和秘密通信系統(tǒng)：殘奧量度碼三種壓縮碼的理論性能估計(jì)理論支持：信息論、方法比較，1 .波形碼的性能估計(jì)語音質(zhì)量達(dá)到公眾網(wǎng)的要求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，壓縮比為K3.4倍進(jìn)一步考慮實(shí)際語音分布和主觀因素的影響(正態(tài)分布R(D ) ) 由于值最大)，所述壓縮比進(jìn)一步增大，并且采用K=4(維護(hù)值)實(shí)際應(yīng)用：語音速率能夠從未壓縮的PCM64Kbps降低到14率16Kbps。 目前的水平：實(shí)用化的DPCM為32Kbps。 構(gòu)思：語音可以用各種形式的殘奧儀表來表達(dá)。 具體應(yīng)用：采用最基本的殘奧儀表“音素”。 以英語音素為例進(jìn)行分析。 條件：英語中有音素27(=128)28(=256 )個(gè)。

5、在通常的說話速率下，每秒平均發(fā)送約10個(gè)音素。 漢語拼音=？ 假設(shè)I=log2N，n為總組合數(shù)，則ask可以根據(jù)信息量來修正公式，對等概率事件2 .可以修正殘奧度量碼的性能推定，最后修正壓縮率k，混合碼的理論壓縮率處于上述2種代碼之間，關(guān)系到聲音質(zhì)量的需求。 當(dāng)混合編碼要求比個(gè)性特征更重時(shí)，如果要求其壓縮比接近波形編碼的壓縮比的混合編碼偏向共同性，則所述壓縮比接近殘奧量度編碼。3 .混合編碼的性能估計(jì)、4.1.2數(shù)字通信中的語音編碼移動(dòng)通信的技術(shù)要求：由于移動(dòng)通信中頻率資源有限，所以語音編碼中要求采用低編碼率的移動(dòng)通信信號可能進(jìn)入公共骨干通信網(wǎng)，因此幾乎需要滿足公共骨干網(wǎng)的最低要求結(jié)論：高質(zhì)量

6、的混合編碼是移動(dòng)通信中較好的方案低數(shù)據(jù)比特率、高壓縮比。 另外，低數(shù)據(jù)比特率、高壓縮率的混合編碼中的技術(shù)指標(biāo)：具有4個(gè)主要?dú)垔W元數(shù)據(jù)比特率的語音質(zhì)量算法的較低復(fù)雜度處理。 混合編碼的任務(wù)或研究內(nèi)容：試圖綜合優(yōu)化上述殘奧儀表及其關(guān)系。 1 .數(shù)據(jù)比特率(bps )簡并tell數(shù)據(jù)比特率：測量語音源壓縮率和通信系統(tǒng)有效性的主要指標(biāo)。 相互關(guān)系和相關(guān)性問題：數(shù)據(jù)比特率越低，壓縮倍數(shù)越大，如果能夠通信路徑數(shù)也越多，移動(dòng)通信系統(tǒng)也變得有效。 數(shù)據(jù)比特率較低，語音質(zhì)量也相應(yīng)降低。 為補(bǔ)償質(zhì)量下降，往往采用增加裝置硬件復(fù)雜性和算法軟件復(fù)雜性的方法，這增加了成本和處理延遲。移動(dòng)通信的技術(shù)要求、降低比特率的其他

7、有效方法：通過采用可變比特率的自適應(yīng)傳輸，能夠大幅降低語音的平均傳輸率。 想法=？ 進(jìn)一步采用語音激活技術(shù)，利用至少38個(gè)有效空隙，可獲得約2.67dB的有效增益。 前述四個(gè)指標(biāo)的關(guān)系與ATM研究課件技術(shù)評估注意：語音激活技術(shù)基于在通話雙方的句子之間、單詞之間存在可用空間的原理，對于TDMA系統(tǒng)，首先檢測可用空間，然后使用空間插入技術(shù)進(jìn)行利用。 在CDMA系統(tǒng)中，各電路聲音為同一頻率、同時(shí)時(shí)隙，因此能夠容易地利用所有時(shí)隙間隔，即各電路聲音的時(shí)隙是隨機(jī)的，并達(dá)到互補(bǔ)的效果。 移動(dòng)通信技術(shù)要求-2、語音質(zhì)量測定：是非常困難的問題。 測量有客觀和主觀兩個(gè)角度。 客觀測量能夠采用信噪比、錯(cuò)誤編碼率、錯(cuò)

8、誤幀速率，相對簡單地可執(zhí)行。 由于主觀測量很困難，接受語音的是人的耳朵，所以語音的質(zhì)量主要通過人的耳朵的主觀特性來判斷。 以主觀測量為主，測量語音質(zhì)量。 主觀評價(jià)方法：目前國際上常用的主觀評價(jià)方法稱為MOS方法，是原CCITT(ITU-T前身)提出的平均評價(jià)得分法(M0S )。 平均評分法(M0S ) :一般的主觀品質(zhì)評分為5級，5分考試類似于5分(第5級)，Excellent表示品質(zhì)完美的4分(第4級)，Good表示高品質(zhì)的3分(第3級)，F(xiàn)air表示品質(zhì)還不錯(cuò)(合格) 注： MOS:Mean Opinion Score，2 .語音質(zhì)量，進(jìn)入公共骨干網(wǎng)： 4級以上，即達(dá)到Good高質(zhì)量。 基

9、本進(jìn)入移動(dòng)通信網(wǎng)： 3.5級以上，即Fair質(zhì)量仍在充分(合格)以上。 實(shí)際上應(yīng)用MOS，3 .復(fù)雜性和處理延遲簡單的語音編碼實(shí)現(xiàn)方案：通?？梢允褂脭?shù)字信號處理器DSP來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性。 a )硬件復(fù)雜性：取決于DSP的處理能力。 b )軟件復(fù)雜度：主要出現(xiàn)在算法復(fù)雜度中，用于完成語音編輯、解碼所需的加法、乘法的運(yùn)算次數(shù)，通常用MIPS或每秒完成的百萬條指令來表示。 典型值：通常，在獲得幾乎相同的語音質(zhì)量的基礎(chǔ)上，語音編碼率每下降一半，MIPS需要增加約1位數(shù)。 復(fù)雜性和處理延遲的關(guān)系：算法的復(fù)雜性增加，導(dǎo)致更長的運(yùn)算時(shí)間和更大的處理延遲。 與語音質(zhì)量的關(guān)系：在雙向語音通信中，對處理延遲、傳輸延遲

10、施加未被消除的回聲是影響語音質(zhì)量的重要指標(biāo)。 每個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，GSM :基本原理基于線性預(yù)測編碼。 滿足GSM系統(tǒng)的窄帶通信模式。速率13k的全速率(FR )編碼技術(shù)是常用的：規(guī)則脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼技術(shù)(RPE-LPT )。 率為12.2k的增強(qiáng)全速率(EFR )編碼技術(shù)：代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼技術(shù)(ACELPT )。 速率為6.5k的半速率(HR):矢量和激勵(lì)線性預(yù)測編碼技術(shù)編碼方式(VSELP )。CDMA for IS-95:QCELP聲碼器Qualcomm公司提出的IS-96系統(tǒng)用語音編碼標(biāo)準(zhǔn)。 一種可變速率混合編碼器，基于線性預(yù)測編碼的改進(jìn)型碼激勵(lì)線性預(yù)測，即采用碼激勵(lì)的矢量編

11、碼表來代替簡單濁音的準(zhǔn)周期脈沖發(fā)生器。 QEELP采用可變速率編碼并且利用語音激活檢測(VAD )技術(shù)。 語音激活期間可根據(jù)不同信噪比分別選擇4種速率：8Kbps:為全速率(1) 4Kbps:為半速率(1/2) 2Kbps:為四分之一速率(1/4) 1Kbps:為四分之一速率每個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用-2，CDMA2000系統(tǒng)： EVRC聲碼器、增強(qiáng)型可變速率編碼器(EVRC )或增強(qiáng)型可變速率語音編碼器是美國電信工業(yè)協(xié)會(huì)TIAEIA于1996年提交的CDMA2000。 EVRC語音編碼的采樣率是8kHz，語音幀長度是20ms，每幀有160個(gè)采樣點(diǎn)。 EVRC語音速率分為三種，平均速率為8Kbps :

12、全速率9.6Kbps，對應(yīng)的幀殘奧計(jì)為171bit。 每幀的殘奧儀表支持80位，半速率為4.8Kbps。 第三代移動(dòng)通信以1/8速率1.2Kbps從2.5G逐步引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持每幀殘奧儀表16位、4.3圖像壓縮編碼，已部署到包括語音、數(shù)據(jù)和圖像的多媒體業(yè)務(wù)。 4.3.1圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)輪廓圖像的信息量遠(yuǎn)大于語音、文字、傳真和一般的數(shù)據(jù)，它占據(jù)了比其他種類業(yè)務(wù)更寬的頻帶。 與聲音、文字、傳真、一般的數(shù)據(jù)技術(shù)相比，圖像信息的傳輸、處理、保存更加復(fù)雜并且難以實(shí)現(xiàn)。 圖像是相對復(fù)雜的信息類型，一般可分為三種類型。 (1)靜止圖像：照片、醫(yī)用圖像、遙感圖像等，這些圖像完全靜止。 (2)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)圖像：可視電話

13、、戲劇、各種類型的會(huì)議電視。 這樣的圖像是準(zhǔn)動(dòng)畫或者準(zhǔn)靜止的，背景基本上是靜止的，活動(dòng)人物具有有限的特征。 (3)動(dòng)畫圖像：廣播電視、高清電視的HDFV等，這些圖像中的人物和背景都是活動(dòng)的。 發(fā)展時(shí)間：四十億年，標(biāo)準(zhǔn)，圖像代碼已經(jīng)形成七個(gè)系列化標(biāo)準(zhǔn)，下表(選擇：查看各個(gè)手機(jī)使用的代碼，簡單評價(jià))，關(guān)于相關(guān)組織，標(biāo)準(zhǔn)的制定， 組織：制定視頻壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)國際組織之一是ITU-T (以前稱為CCITT )，即國際電車的電信標(biāo)準(zhǔn)部，其制定的標(biāo)準(zhǔn)一般稱為提案標(biāo)準(zhǔn)，一般如H.261、H.262、H.263、H.264 此類標(biāo)準(zhǔn)主要面向?qū)崟r(shí)通信，如可視電話和會(huì)議電話。 另一個(gè)是ISOIEC，即國際

14、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)和國際電工委員會(huì)，其制定一般被稱為標(biāo)準(zhǔn)。 通常，用JPEG、JPEG2000、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等JPEG和MPEG-X表示。 這些標(biāo)準(zhǔn)主要用于視頻廣播、有線電視、衛(wèi)星電視、視頻存儲(chǔ)、視頻流等。編碼分類、視頻壓縮編碼當(dāng)前分類：可大致劃分為2代的第一代影像壓縮編碼包括JPEG、MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263等。 第二代視頻壓縮編碼包括JPEG2000、MPEG-4、MPEG-7、H.264等。 兩種壓縮編碼的主要差異：第一代視頻編碼以基于圖像源的客觀統(tǒng)一校正特性的圖像像素、像素塊和像素幀為信息處理的基本單元的第二代視頻編碼以基于圖像源的客觀統(tǒng)一

15、校正特性的用戶對象的主觀特性和圖像的瞬時(shí)特性為重點(diǎn)第2代視頻編碼是以主觀要求的音頻視頻(AV )的分解對象為信息處理的基本單位，包括背景、面部、聲樂文字的組合等。第二代視頻編碼的另一個(gè)特征是根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)不同功能，提供不同性能的質(zhì)量要求，具有交互性、選擇性、可編輯性等面向用戶的操作特性。 4.4本章的總結(jié)基本概念主要技術(shù)指標(biāo)基本技術(shù)和特征、6.2調(diào)制解調(diào)的基本功能和要求6.2.1調(diào)制解調(diào)的基本功能1 .負(fù)載信息、移動(dòng)頻譜：通過對要傳輸?shù)幕鶐盘栠M(jìn)行載波調(diào)制，將該負(fù)載移動(dòng)到適于不同信道特性的無線頻帶進(jìn)行傳輸。 步驟2 :可以通過利用標(biāo)準(zhǔn)的中頻載波、例如70MHz調(diào)制到包括信息的基帶信號的中頻頻

16、帶來將中頻信號移到期望的射頻信道頻帶。 另一種處理方法是將上述兩個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟，即直接執(zhí)行射頻調(diào)制并進(jìn)入射頻信道。 2 .抗噪特性：調(diào)制的最主要特性，考慮不同調(diào)制方式的抗噪特性和比較，選擇不同條件下的最佳調(diào)制方式。 調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲特性的描述可由誤碼率Pb (一般也稱為誤碼率Pe )式表示。 各步驟中，使用歸一化信噪比EbN0與誤比特率Pb的關(guān)系圖來表示。 復(fù)習(xí)正規(guī)化信噪比嗎？ 什么？ 第6章調(diào)制理論，3 .頻譜有效性：調(diào)制的主要功能之一，使用頻譜有效性的記述通信系統(tǒng)的有效性：每單位頻帶在單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量，即bpsHz進(jìn)行測量。 為了提高頻譜的有效性，主要通過MPSK、MQAM等高

17、效的多值調(diào)制來實(shí)現(xiàn)。 通信系統(tǒng)的數(shù)量指標(biāo)4 .調(diào)制信號的峰值電平比：調(diào)制信號的峰值功率與平均功率之比。 特別是在CDMA的多個(gè)碼分信道重疊的情況下，峰值電平比直接影響高功率放大器器件的線性要求和動(dòng)態(tài)范圍要求等工序?qū)崿F(xiàn)性能。 5 .其他：希望在工程上實(shí)現(xiàn)調(diào)制、解調(diào)簡單可靠、體積小、成本低等。 移動(dòng)通信中的調(diào)制方案的選擇器：選擇具有三種可靠性(即，抗干擾性能)并且具有較低誤比特率的調(diào)制方案，其功率譜密度集中在主瓣內(nèi)的有效性主要由選擇頻譜的有效調(diào)制方案來實(shí)現(xiàn)，特別是對多值調(diào)制中出現(xiàn)的步驟6.2.1調(diào)制解調(diào)的基本功能-2，(1)1986年以前，由于線性高放大器沒有突破性的進(jìn)展，移動(dòng)通信中的調(diào)制技術(shù)采用

18、了恒定包絡(luò)調(diào)制的MSK和GMSK，例如GSM系統(tǒng)采用了GMSK調(diào)制，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，頻譜效率低。 (2)自2)1986年以來，實(shí)用化的線性高功率放大器取得了劃時(shí)代的進(jìn)展，人們重視能再次簡單實(shí)行的BPSK和QPSK，在此基礎(chǔ)上改善峰值電平比，提高頻譜利用率，例如OQPSK偏移量QPSK，CQPSK正交復(fù)實(shí)際應(yīng)用：在CDMA系統(tǒng)中，由于存在專用導(dǎo)頻信道和導(dǎo)頻碼元傳輸，所以在CDMA系統(tǒng)中不采用相對相移的DPSK或DQPSK等的原因=？ 的雙曲馀弦值。 然而，移動(dòng)通信中最常用的調(diào)制方案是6.3 MSKGMSK調(diào)制6.3.1為什么采用GMSK調(diào)制MSK :最小頻移鍵控：在1986年線性高放大器沒有顯著進(jìn)展之前，移動(dòng)通信中的調(diào)制是以恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)為主體的。 M