移动通信第五课 信源编码和调制技术.pdf

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移动通信---第五课
信源编码和调制技术
移动通信协议分层简单模型
应用层应用层
传输层传输层
网络层网络层网络层网络层
数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层
物理层物理层物理层物理层
无线电传输媒介
移动通信的主要特点回顾
„ 必须利用无线电波传输信息,传播特性差
„ 传播环境复杂:多径效应和阴影效应造成电波传播的幅度衰落
和时延扩展
„ 用户高速移动:多普勒频移造成电波传播特性的快速随机变化
„ 工作于复杂的干扰环境
„ 外部干扰:天电、机电和信道热噪声
„ 系统内部和不同系统之间的干扰:邻道、同信道、互调、多址
和远近效应
„ 可利用的频谱资源有限,而通信业务量的需求与日俱增
„ 用户容量问题,业务容量问题
„ 网络结构多种多样,网络管理复杂
„ 用户注册和登记,鉴权和计费,安全和保密
„ 用户终端成为个人消费品
提高频谱利用率的途径
„ 应用层:信源编码
„ 网络层:蜂窝规划和无线资源
管理(RRM)
„ 数据链路层:多址接入控制
„ 物理层:多址方式和调制技术
内容
„ 信源编码„ 调制技术
„ 语音编码技术基础„ 调制技术基础
„ RPE-LTP „ GMSK
(GSM) „ BPSK/QPSK
„ QCELP „ QAM
(CDMA)
„ 自适应调制技术
„ EVRC(CDMA)
„ 自适应多速率
(AMR)
„ MPEG4
语音编码技术概述
„ 语音编码:移动通信数字化的基础,第1/2代
蜂窝系统的根本区别
„ 语音编码的意义
„ 提高通话质量(数字化+信道编码纠错)
„ 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)
„ 移动通信对语音编码的要求
„ 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,便于大规模集成化
„ 功耗小,便于应用于手持机
语音编码分类
语音编码分类
„ 波形编码:将时域模拟话音的波形信号进过采样、量化
和编码,形成数字语音信号。
„ 编码速率较高16k~64k
„ 包括PCM、ADPCM、ΔM、CVSDM、APC等
„ 语音质量最高,占用较高带宽,适合有线
„ 参量编码:基于人类语音的产生机理建立数学模型,根
据输入语音得出模型参数并传输,在收端恢复。
„ 编码速率较低,~ kbps
„ 包括各种线性预测编码(LPC)方法和余弦声码器
„ 语音质量较差,不满足商用要求,较适用于军事和保密通信
„ 混合编码:波形编码+参量编码(LPAS)
„ 包括GSM的RPE-LPC编码和VSELP编码
„ 语音质量介于以上两者之间,主要用于移动通信
移动通信中的语音编码
„ 混合编码是优选方向
„ 移动通信频谱资源有限,低码率、高压缩比至关重
要;
„ 加入公用网信噪比又不能太低。
„ 决定混合编码的4个主要参量:比特率、质量、
复杂度和处理时延。
„ 比特率:度量信源压缩率和通信系统性的主要指标;
„ 话音质量:国际流行的MOS法,5级评分制;
„ 复杂度:指完成语音编码所需的加法、乘法的运算次
数,一般可用MIPS表示;
„ 处理时延:复杂度高→处理时延大