数字通信之信源编码信道编码调制

Posted 2021-05-07 a19960101

信源编码

信源编码就是将复杂的信源信息如文字、声音、图像、视频等用数字信号来表示的过程。信源编码的作用是将模拟信号转换成数字信号，追求的目标是经济、有效但完整的用数字表达信源信息，不同的信息内容有不同的数字编码算法。

波形编码：

波形编码就是以数字序列编码的方式尽可能重新构建信源的波形。在时间轴上对模拟信源按一定的速率进行采样，然后将幅度样本分段量化，并用数字序列表示。解码是其反过程，将收到的数字序列恢复成模拟信号。

语音的波形编码就是在信源端以波形逼近为原则对语音信号进行采样、量化、压缩编码，解码端根据这些编码后的数字序列恢复出语音信号的波形。

波形编码具有语音质量好，抗干扰能力强等特点，适用于需要高质量语音的环境。但波形编码的缺点是信息量大，要求的编码速率高，一般在16~64kbit/s之间，在传输时占用较多的带宽资源。应用：固网交换机中采用的PCM编码方式就是波形编码。

参数编码：

参数编码是分析并提取信源信息模型中必要的、关键的但不是全部的特征参数，将上述参数信息通过采样、量化、编码，然后合成发送出去；在接收端通过接收到的参数取值的编码，还原出信源信息。

比如说移动系统中语音参数编码就是从听觉的角度来确定能够重现语音的关键参数；在接收端利用这些特征参数信息重新合成语音。参数编码具有压缩比大、编码速率低、传输带宽占用少的优点，一般在2.4kbit/s以下；缺点是计算量大，语音质量差。

混合编码：

混合编码就是结合波形编码和参数编码的优点，总体上使用参数编码的保留低带宽需求的优点，在重要的部分信息应用波形编码获得较高质量的合成语音，增强了语音的自然度。语音混合编码的编码速率为2.4~16kbit/s。

信道编码：

信道编码是按发送和接收双方都知道的规则给信息加冗余比特，使得编码后的信息比特留前后数字序列具有相关性、规律性。这样即使在传送过程中丢了一部分数据，在接收端，信道解码器利用数字序列之间的相关性、规律性就会发现存在的错误，然后纠正错误，把丢失的信息找回来。

调制

信源信息是含有直流分量和频率较低的交流分量的基带信号，不能在无线环境中直接传送。调制就是把低频信号经过处理转变为适合于无线传输的射频信号，通过改变射频载波信号的幅度、相位或者频率，来反映低频信号变化的过程。解调则是其逆过程，是将有用信息从射频信号中提取出来以便接收和处理的过程。

数字信号在无线信道上传输，首先必须将基带信号变换到较高的频带上。高频振荡信号的振幅、频率和相位都可以携带数字信号信息。