第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术

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1、第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术程郁凡chengyf@uestc.edu.cn通信抗干扰技术国家级重点实验室无线通信系统的基本组成图3.1无线通信系统的基本组成框图2模拟源离散源模拟波形信息序列信源近似还原信息序列重构第三章内容3.1信源编码3.2数字调制中的基本概念3.3QPSK调制3.4高阶调制3.5正交频分复用七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术33.1信源编码信源编码的目的压缩信源产生的冗余信息降低开销，提高传输链路的有效性信源编码将模拟信源或离散信源的输出有效地变换成二进制

2、数字序列的过程离散信源编码信息熵、可变长编码模拟信源编码话音编码、图像编码七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术4压缩技术话音编码话音编码的意义提高频谱利用率（低码率编码）提高系统容量（低码率，语音激活技术）移动通信对话音编码的要求编码速率低，语音质量好有较强的抗噪声干扰和抗误码的性能编译码延时小，总延时在65ms以内编译码器复杂度低，便于大规模集成功耗小，便于应用于手持机七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术5高质量低延时话音编码类型波形编码：质量好、效率低参量编码：质量中、效率高

3、混合编码：质量较好、效率较高6级别评定类别人的印象标准5优几乎无噪声和失真，细节清晰可辨4良有可感觉的轻微噪声和失真3中有令人烦恼的噪声和失真2差有令人非常烦恼的噪声和严重失真1劣语言几乎不可懂表3.1话音质量评定（MOS）4分以上入公网3分以上入移动通信网MOS:MeanOpinionScore波形编码将时间域波形信号直接变换成数字代码，目的是尽可能精确再现原始语音波形。三步骤：抽样、量化、编码。特点高速率话音编码时（16kbps~64kbps），话音质量好（4.0~4.5），占用较高带宽。低速率话音

4、编码时，话音质量显著下降。典型波形编码方式PCM，DPCM，ΔM等。七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术7PCM：Pulse-CodeModulation参量编码又称为“声源编码”利用人的发声机制，仅传送反映话音波形产生的主要特征参数（模拟声带频谱特性的滤波器参数和若干声源参数），在接收端根据发声机制，由传送来的特征参数人工合成话音。主要度量指标：可懂度。特点编码速率低：1.2kbps~4.8kbps话音质量中等（2.5~3.5），不满足商用要求。典型参量编码方式线性预测编码LPC及其改进型

5、。8LPC：LinearPredictionCoding混合编码将波形编码（语音信号的部分波形）和参量编码（部分特征参数）结合起来，力图保持波形编码的高质量的优点和参量编码的低速率的优点。特点编码速率较低：4kbps~16kbps语音质量较好（3.5~4.0），适合数字移动通信网。典型混合编码方式多脉冲激励线性预测编码码激励线性预测编码七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术910速率(kbit/s)话音质量波形编码混合编码参量编码混合编码是优选方向图3.2话音编码方式性能比较话音编码方式性能比

6、较移动通信中的信源编码举例七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术11标准信源编码技术英文全称信源编码技术中文名称GSMRPE-LTP(Regular-PulseExcitationwithLong-TermPrediction)规则脉冲激励长时预测编码（话音混合编码）IS-95CELP(Code-Excitedlinearpredictivecod)码激励线性预测编码（话音混合编码）WCDMAAMR(AdaptiveMultiRate)自适应多速率编码（话音混合编码）CDMA2000SMV(S

7、electedModeVocoder）可选模式语音声码器（话音混合编码）3GH.264视频信源编码第三章内容3.1信源编码3.2数字调制中的基本概念3.2QPSK调制3.3高阶调制3.4正交频分复用七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术12数字调制中的基本概念数字调制技术对信息序列进行处理，使之变为适合于信道传输的波形的过程。实现方法通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随基带信号的变化而变化。移动通信系统要求频带利用率高（bit/s/Hz）功率效率高具有恒包络特性易于解调带外辐射少七月2

8、1第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术13各类二进制调制波形14数字调制技术分类七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术15二进制码与双极性码的映射关系七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术16二进制码：0,1双极性码：1,-1推广：数字调制器七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术17图3.3数字调制器功能框图数字通信系统的度量指标七月21第三章移动通信中的信源编码和调制解调技术18频带利用率也是带宽效率每赫