清华大学移动通信教程第06讲-信源编码课件.ppt

《清华大学移动通信教程第06讲-信源编码课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无线通信工程姚彦教授清华大学微波与数字通信国家重点实验室2001年6月3日第六讲无线通信的信源编码音频编码音频信号数字化的优点提高存储、传输的质量数字存储与模拟存储相比具有如下优点：存储过程无失真，所以存储质量好便于读写及快速搜索便于利用固态存储器，不需要机械传动机构数字传输与模拟传输相比具有如下优点：采用多电平调制可以节省频带在相同接收质量下，数字调制节省发射功率便于采用误码校验技术，提高传输质量抗干扰能力强便于交换，提高网络效率便于处理使用灵活，便于多种媒体（视频、音频、

2、文字、数据）相结合应用易于加密适合大规模集成可靠性高、体积功耗小价格便宜音频信号分类、特性及应用压缩的必要性音频编码的历史（1）语音：主要应用于数字电话波形编码PCM原理（37年，法AlecReeres）电子管PCM（46年，Bell实验室）晶体管PCM（62年，市话扩容，64kb/s）单片ICPCM（70年代，微波、卫星、光纤）增量编码原理（46年，法DeLoraine）自适应增量CVSD（60年代末，军用，32、16kb/s）ContinuouslyVariableSlopeDelt

3、aModulator连续变化斜率增量调制器其他编码（70年代，ADPCM、SubBand、ATC、APC等）在16kb/s以上得到较好的话音质量，话音质量好，但编码速率高。音频编码的历史（2）参数编码波形编码通道声码器（39年，Dudly，二次大战保密电话）LPC声码器（67年，Atal、Schroeder）同态声码器（69年，Oppenheim）共振峰声码器（71年，Rabiner、Schafer、Elanagan）MBE声码器（88年，Griffin、Lim）波形插值（91年，W.

4、B.Kleijn）2.4kb/s、1.2kb/s、较好；600~800b/s可懂。编码速率低，但自然度差。混合编码器（80年代）利用线性预测、VQ、A-B-S、感觉加权、后滤波等技术。多脉冲激励线性预测（MPELP1982Atal、Remde）规则脉冲激励线性预测（RPELP1985Deprettere、Kroon）码本激励线性预测（CELP1985Manfred、Schroeder、Atal）8~16kb/s高质量。话音质量高、编码速率低，但算法复杂。音频编码的历史（3）宽带语音：主要应用于

5、会议电视，相当于调幅广播的质量1988年CCITT制定了G.722标准：SB-ADPCM1996年左右，美国PictureTel公司提出PTC－PictureTelTransformCoder1999年9月发布：“ITU-TG.722.1proposedfordecision:7kHzAudio-CodingAt24And32kbit/sForHandsFreeOperationInSystemsWithLowFrameLoss。”音频编码的历史（4）音频(Audio)：主要应用于娱乐与鉴赏，对于

6、重建信号的音质有很高的要求，目前采用比特率较高的波形编码技术进行压缩。可以直接在时域进行，也可以转到频域或其他变换域进行。1982年激光唱盘(CD:CompactDisk)上市。MD：Mini-Disk，日本索尼公司采用ATRAC－AdaptiveTransformAcousticCoder压缩技术。1987数字音频磁带录音(DAT:DigitalAudioTape)问世。DAB(DigitalAudioBroadcasting)源于欧洲。音频压缩依据1)冗余度时域样点之间相关（短时、长时）频域

7、谱的非平坦性（谱包络、谱离散）统计特性（去除可恢复）2)人耳听觉特性人耳分辨能力人耳对不同频段声音的敏感程度不同，通常对低频比对高频更敏感人耳对语音信号的相位不敏感人耳掩蔽效应MaskingEffect…对人耳听不到或感知极不灵敏的声音分量都不妨视为冗余。可利用听觉心理特性…感觉加权、量化、去除多余分量、后滤波、…（不可恢复）音频编码性能评价（1）1)编码速率（KBPS、KB/S）信号带宽：可懂度、自然度、透明度。200~3400HZ、50~7000HZ、20~15000Hz、10~20000

8、HZ。采样速率：8KHZ、16KHZ、32KHZ、44.1/48KHZ…。编码位数R（b/ps）总速率I（kb/s）影响重建质量、存储容量、传输带宽2)重建语音质量客观评价：信噪比分段信噪比（一般15DB以上较好，20DB以上相当好）音频编码性能评价（2）主观评价MOS分（MeanOpinionScore）5~1分：Excellent、Good、Fair、Poor、Bad4分：长途通讯质量(toll,transparency-电话线)3.5分：通讯