1、Chap5. 信息有效傳輸技術(shù),5.1 信源編碼 5.2 信道編碼(隨機(jī)干擾) 5.3 交織技術(shù)(突發(fā)干擾),Chap5. 信息有效傳輸技術(shù),【本章重點(diǎn)難點(diǎn)】 掌握信息有效傳輸?shù)囊蛩?，信源編碼和信道編碼的目的 RPE-LTP語音編碼過程 卷積編碼和交織編碼的方式 重點(diǎn)是掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息有效傳輸?shù)囊恍┘夹g(shù)手段及其原理,5.1 信源編碼(話音編碼),5.1.1 信源編碼的作用及方式 1.作用: 將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號 利用人們發(fā)聲過程中的冗余度和聽覺特性降低數(shù)碼率 提高系統(tǒng)的利用率,5.1.1 信源編碼的作用及方式,2.語音的特性: 從聲學(xué)的觀點(diǎn):由于發(fā)音器官的聲音激勵(lì)源和口腔或鼻腔聲

2、道的形狀不同從而產(chǎn)生不同的聲音. 人類的聽覺具有掩蔽效應(yīng) 聽覺系統(tǒng)對不同頻段的感覺靈敏度也不一樣. 具有有限的動(dòng)態(tài)范圍.,5.1.1 信源編碼的作用及方式,3.語音編碼的分類: 波形編碼 聲源編碼(參量編碼): 以人類話音的產(chǎn)生模型為基礎(chǔ),分析表征話音激勵(lì)源和聲道等的特征參數(shù),再運(yùn)用這些特征參數(shù)重新合成話音信號的編碼方式. 其數(shù)碼率可壓縮至2.4kbit/s以下 混合編碼,3.語音編碼的分類:,5.1.1 信源編碼的作用及方式,4.波形編碼 脈碼調(diào)制PCM 自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制 自適應(yīng)子帶編碼,5.1.1 信源編碼的作用及方式,5.聲源編碼(參量編碼) 通道聲碼器 相位聲碼器 共振峰聲碼器 線性

3、預(yù)測聲碼器LPC,5.1.1 信源編碼的作用及方式,6.混合編碼: 多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼MPLPC 碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼CELPC 帶線性預(yù)測的長期預(yù)測規(guī)則脈沖激勵(lì)編碼RPE-LTP,5.1.2 GSM話音編碼:,1.帶線性預(yù)測的長期預(yù)測規(guī)則脈沖激勵(lì)編碼RPE-LTP,5.1.2 GSM話音編碼:,5.1.2 GSM話音編碼:,20ms話音經(jīng)RPE-LTP編碼后，以13kbit/s速率輸出，即260bits.,5.2 信道編碼(隨機(jī)干擾),5.2.1 信道編碼作用及方式 1.信道編碼作用 改善數(shù)字信息在傳輸過程中由于各種噪音和干擾而造成的誤差 提供檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力 提高系統(tǒng)的可靠性,5.2.1 信

4、道編碼作用及方式,2.信道編碼的分類: 線性分組碼 循環(huán)碼 奇偶校驗(yàn)碼 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC 卷積碼 塊卷積碼,1.卷積編碼器,卷積碼利用N級移位寄存器實(shí)現(xiàn).(每級k個(gè)移位寄存器)， 輸入信息序列每次以k個(gè)比特(輸入幀)送人移位寄存器， 通過移位寄存器的不同抽斗(由編碼規(guī)則確定)模2相加， 每次得到n個(gè)比特(輸出幀)編碼輸出序列。,同0,N級(kN個(gè)移位寄存器),卷積碼當(dāng)前輸出的n個(gè)比特，不僅與當(dāng)前輸入的k個(gè)比特有關(guān)，還與其前后的k(N-1)個(gè)比特有關(guān)。 約束深度:移位寄存器的個(gè)數(shù)kN。 記作 (n、k、N)卷積編碼器,同0,N級(kN個(gè)移位寄存器),1.卷積編碼器,卷積編碼器每次輸入k個(gè)比特

5、，得到n個(gè)比特的輸出， 編碼效率:R=k/n。如k=1，n2 GSM: R=1/2 約束深度:5 (2、1、5),同0,N級(kN個(gè)移位寄存器),1.卷積編碼器,3.生成多項(xiàng)式,卷積編碼器由移位寄存器的數(shù)量和模2加法器與移位寄存器的連接方式所決定。 生成多項(xiàng)式:表示模2加法器與移位寄存器的連接關(guān)系的多項(xiàng)式。 某級寄存器與模2加法器相連接，則多項(xiàng)式系數(shù)為1，若無連接，則系數(shù)為0。,3.生成多項(xiàng)式,如圖編碼器，生成多項(xiàng)式 : g1(x)=1+x+x2 g2(x)=1+x2 生成多項(xiàng)式中的xi 表示寄存器的位置，最低次項(xiàng)(常數(shù)項(xiàng))表示現(xiàn)時(shí)輸入位。,3.生成多項(xiàng)式,生成多項(xiàng)式用二進(jìn)制或八進(jìn)制數(shù)表示，如 g1(x)=1+x+x2 = x2+x+1 (111)2(7)8 g2(x)=1+x2 = x2+1 (101)2(5)8 卷積編碼器中移位寄存器的數(shù)量和生成多項(xiàng)式已知時(shí)，則編碼器結(jié)構(gòu)確定。,5.2.2 GSM信道編碼,50bits,132bits,78bits,50,132,78,3,3,4,(50+3)+(132+4)*2=378,78,456bits,CRC,線性分組碼,卷積碼,a類,類,b類,5.3 交織技術(shù)(突發(fā)干擾),5.