宽带接入技术及应用2

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1、宽带接入技术及应用编著：郭世满马蕴颖郭苏宁北京邮电大学出版社2.1信息与通信2.2音频信源编码2.3视频信源编码2.4电视基础知识2.5多载波技术第2章接入网中的基础技术2.6二线数字双工传输2.7V5接口及其协议2.8接入网的概念2.9Y.1231定义的IP接入网第2章接入网中的基础技术2.1信息与通信信息技术就是感测技术、通信技术、计算机技术和控制技术。2.1.1信息信息是现实世界现象之间建立联系的一种特殊形式。它反映了物质和能量在实践和空间上分布的不均匀程度以及宇宙中一切过程发生变化的程度。信息的特点信息与物质密切联系，但不是物质本身。信息与精神密切相关

2、，人类思维活动基本是跟信息相关的。信息与能量相辅相存信息是一切知识和智能的原材料。信息普遍存在，而且永不枯竭，不断更新。信息可被感知、传递、处理和共享。2.1.2信息量与熵通常信息源是由一系列符号构成的，假设一个信息源所产生的符号序列中的符号取自一个有限符号集，符号集中的符号Si发生的概率为p(si),则其所携带的信息量定义为：如果信息源某一符号的出现概率大小不受前面符号出现与否的影响，则该信息源称为离散无记忆信源，此时信息量又称自信息量，离散无记忆信源中一个符号所携带的平均信息量定义为：2.1.3互信息量与条件熵假定信源符号x出现的概率为P(x)，而信源符号

3、y出现之后，出现x符号的条件概率为P(x／y),则定义信息量为：根据shannon的证明，消息通过有扰信道后，收到的平均信息量等于信源发出的平均信息量减去由干扰带来的条件平均信息量：2.1.4冗余量、编码效率与压缩比设原始图像的实际熵为H(x),编码后的平均码长为，经压缩后的平均码长为，则定义压缩比为如果最大熵为Hmax(x)，则编码效率为冗余度为信道是从发送输出端到接收输入端之间传送的信道。在信息理论中一般从编码器输出到解码器的输入之间的整个变换部分，称为信道。2.1.5信道及信道容量通信速度相对于码符出现的概率存在某一个最大值Rm，这一最大的通信速度称为信

4、道容量或编码容量，单位为比特／秒理论分析表明：在线性无失真、只有信号和噪声的系统中，传输频带从0→B的信道，当信号是总功率为S的正态分布、噪声是总功率为N的正态分布时，其信道容量为每个信道都有确定的容量C，只要信道传输速度R不超过信道容量，就一定存在一种速率为R的编码方法，在采用最大似然译码时，随着码长的增加，其译码错误的概率pe可任意小2.1.6编码定理在变字的长码中，对于出现概率大的信息符号编以短字长的码，对于出现概率小的信息符号编以长字长的码，如果码字长度严格按照符号概率的大小的相反顺序排列，则平均码字长度一定小于按任何其他符号顺序排列方式得到的码字长度

5、。2.2音频信源编码信源编码就是将来自模拟信源的信号变换为适合在数字通信系统中传输的数字信号。话音编码属于信源编码，主要有波形编码、参量编码和混合编码三大类。2.2.1编码质量的评价评价语音编码质量经常采用主观评定方法，采用的方法有平均意见得分、判断韵字测试、判断满意度测试等。2.2.2线性预测编码图2.2.1线性预测语音产生模型图2.2.2LPC语音、编码器原理2.2.3激励信号源激励信号是Abs-LPC模型的输入，也是这个模型中最重要的部分，它包含了不能由时变滤波器谱模型表征的所有残差结构。Abs-LPC不同的激励类型Abs-LPC不同的激励类型规则脉冲激

6、励—长时预测编码（图链接）矢量和激励线性预测编码（图链接）残差激励线性预测编码（图链接）多脉冲线性预测编码器（图链接）图2.2.4RPE-LTP话音编码器原理图2.2.5VSELP的编∕译码示意图图2.2.6RELP变译码器原理图图2.2.7MPLPC语音编码器原理图2.3视频信源编码2.3.1信息压缩的必要性信息的压缩技术是多媒体通信领域中的关键技术之一，不能对多媒体数据进行有效的压缩，就难以保证通信的顺利进行。2.3.2信息压缩的可行性数据中通常包含很大的冗余。数据的大小与所携带的信息量的关系下式给出：I=D-r2.3.3常用的数据压缩技术数据压缩方法一般

7、分为两类：可逆编码不可逆编码根据压缩的原理进行划分预测编码变幻编码量化与矢量量化编码信息熵编码子带编码模型编码预测编码预测编码有线性预测和非线性预测两类。图2.3.1DPCM原理图变幻编码预测编码主要是在时域上进行，变换编码则利用频域中能量较集中的特点，在频域上进行图2.3.2变换编码原理信息熵编码信息熵编码又称为统计编码，它是根据信源符号出现概率的分布特性而进行的压缩编码。其目的在于在信源符号和码字之间建立明确的一一对应关系，以便在恢复时能准确地再现原信号，同时要使平均码长或码率尽量小。（1）Huffman编码人们总以Huffman编码来概括D.A.Huff

8、man个人对计算机领域，特别是数据压缩