有关语音传输速率、信道编码速率、信道总速率的专题
语音编码、信道编码及交织PPT课件
面临挑战及应对策略
算法复杂度与实时性
高性能的编码和交织算法往往具有较高的复杂度，难以满 足实时性要求。应对策略包括优化算法设计、采用高性能 计算平台等。
多场景适应性
不同的应用场景对语音编码、信道编码及交织技术的需求 各异。需要研究跨场景的适应性技术，以满足多样化需求。
个性化语音合成
基于深度学习技术，实现个性化语音合成，使合成语音更加自然、 逼真。
多模态语音互
结合视觉、听觉等多模态信息，提高语音交互的自然性和准确性。
新型信道编码技术探索
01
极化码（Polar Codes）
一种新型信道编码技术，具有优异的性能，被认为是未来5G/6G通信的
关键技术之一。
02
LDPC码（低密度奇偶校验码）
客观评价
客观评价是通过计算原始语音和合成语音之间的误差来评判语音质量的好坏。 常用的客观评价指标有信噪比（SNR）、分段信噪比（SegSNR）、对数似然 比（LLR）和感知语音质量评估（PESQ）等。
02 信道编码原理及关键技术
信道模型与传输特性分析
信道模型
描述信道输入与输出之间关系的 数学模型，包括加性噪声信道、 乘性噪声信道等。
语音信号的频域特性
语音信号的统计特性
语音信号具有短时平稳性，即在短时 间内（10~30ms）可以认为语音信号 是平稳的，这使得我们可以对语音信 号进行短时分析。
语音信号的频谱分布主要集中在 300Hz~3400Hz的范围内，不同音素 和音节的频谱具有不同的特征。
语音编码分类及发展历程
波形编码
参数编码
混合编码
混合编码同时使用两种或两种以上的 编码方法进行编码。这种编码器设计 的目的和出发点是在4.8kbit/s速率上 能够得到高质量的合成语音。
无线通讯中的15个速率相关的概念介绍
无线通讯中的15个速率相关的概念介绍
1.传输速率：指数据在传输介质上的传输速度，通常以比特率或字节率表示。
2. 带宽：指通信信道的最大数据传输速率，通常以比特每秒（bps）表示。
3. 调制方式：指在传输数据时，将数字信号转化为模拟信号的
方法，如频移键控（FSK）、相位键控（PSK）等。
4. 码率：指每秒钟传输的比特数量，通常以波特率（Baud rate）表示。
5. 信道编码率：指在数字通信中，将原始数据编码为更复杂的
码字的速率。
6. 线性编码：指将原始数据线性组合成码字的编码方式，如差
分编码、曼彻斯特编码等。
7. 非线性编码：指将原始数据非线性地组合成码字的编码方式，如扰码、Turbo编码等。
8. 信噪比：指信号与噪声的比值，通常用分贝（dB）表示。
9. 失真：指传输过程中信号失真的程度，包括幅度失真、相位
失真等。
10. 自适应调制：指根据信道质量自动调整调制方式的技术。
11. 自适应调制编码：指根据信道质量自动调整调制方式和编码方式的技术。
12. 多天线技术：指通过使用多个天线来提高通信性能的技术，
如MIMO技术。
13. 频带：指信道传输的频率范围，常见的频带有2.4GHz和5GHz。
14. 路径损耗：指信号在传播过程中因信号衰减和散射而损失的信号功率。
15. 多径效应：指信号在传播过程中因反射、绕射等原因导致多条信号路径，使信号产生干扰和衰减的现象。
信道的最高码元传输速率=WPPT课件
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
2.1 物理层的基本概念
物理层考虑的是如何在传输媒体上传输数据比特流，而不是 传输媒体或物理设备本身。物理层的主要任务是确定与传输媒体 的接口的一些特性：
（1）机械特性 （2）电气特性 （3）功能特性 （4）规程特性
6
基带信号和宽带信号
▪ 基带信号 就是将数字信号 1 或 0 直接用两种不同的电压 来表示，然后送到线路上去传输。
▪ 宽带信号 则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模 拟信号。
7
2.2.3 信道及其传输速率
1、几个概念
信 道（channel）
信道和电路并不等同，信道一般表示向某一个方向传送信息的媒体。 一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。 信道按所传输的信号可分为模拟信道和数字信道，信道上传输的信号 还有基带信号和宽带信号之分。
18
“比特/秒”与“波特”
▪ 信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特”在数 量上却有一定的关系。
▪ 若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒”和“波特” 在数值上相等。
▪ 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
13
另一种形式的奈氏准则
理想带通特性信道的最高码元传输速率 = W Baud W 是理想带通信道的带宽，单位为赫(Hz)
不能通过
0
能通过 W (Hz)
不能通过 频率(Hz)
▪ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒 1 个码 元。
14
有关语音传输速率、信道编码速率、信道总速率的专题
GSM系统的语音编码采用了规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LEP编码器，Regular Pulse Excited Long Term Prediction ），RPE-LEP编码器结合了波形编码和声码器两种技术，编码速率低且话音质量高。
原始语音信号是连续的模拟信号，经抽样、量化、编码等过程数字化之后，再送入RPE-LEP编码器，每20ms取样一次，每次输出260bit，所以语音传输全速率信道的速率为260bit/20ms=13kbit/s。
将每20ms取样输出的260bit的语音信号分成两部分，一部分是对差错敏感的，共182bit，如果这部分比特发生错误将严重影响语音质量；另一部分是对差错不敏感的，共78bit。
然后，再对重要部分的182bit 进行分类：最重要的50bit和次重要的132bit，对最重要的50bit加上3个奇偶校验比特，次重要的132bit 再加上4个尾比特。
然后，对这50+3+132+4=189bit进行R=1/2的卷积编码，此时，速率变为[（50+3+132+4）x2+78]/20ms=22.8kbit/s作为信道编码速率。
时隙的格式（普通突发脉冲序列）（见下图）在GSM的TDMA中，帧被定义为每个载频中所包含的8个连续的时隙，相当于FDMA系统中的一个频道。
在每个时隙中，信号以突发脉冲系列（burst）的形式发送。
TDMA帧号是以3.5小时（2715648个TDMA 帧）为周期循环编号的。
每个TDMA帧含8个时隙，整个帧时长约为4.615ms，每个时隙含156.25bit个突发脉冲码元，时隙时长为0.577ms。
GSM规范定义了两种不同的复帧结构，即含26帧、持续时间为120ms和含51帧、持续时间为235.385ms。
26帧的复帧包括26个TDMA 帧，持续时间为120ms，51个这样的复帧组成一个超帧。
这种复帧用于携带TCH （和SACCH加FACCH），用于语音信道及其随路控制信道，其中24个突发序列用于业务，2个突发序列用于信令。
通信协议中的传输速率和信道编码技术
通信协议中的传输速率和信道编码技术一、引言通信协议中的传输速率和信道编码技术是现代通信领域中非常重要的两个概念。
传输速率决定了数据传输的快慢，而信道编码技术则是保证数据传输的可靠性和稳定性的关键。
二、传输速率1. 传输速率定义传输速率是指单位时间内传送数据的数量，通常以比特/秒（bps）作为单位。
传输速率越高，数据传输的效率也越高。
2. 传输速率的决定因素(1) 协议的设计：不同的协议有不同的传输速率限制，例如以太网的传输速率通常为10Mbps、100Mbps或1Gbps。
(2) 信道的带宽：带宽越大，传输速率也越高。
(3) 信道的传递能力：信道的传递能力是指信道单位时间内能够传输的最大数据量，通常以bps表示。
(4) 噪声干扰：噪声干扰会减小传输速率，因为它可能导致数据错误。
3. 传输速率的分类(1) 基带传输：基带传输是指将原始数字信号直接传输到信道上，没有经过调制的过程。
其传输速率受限于信道的带宽。
(2) 带通传输：带通传输是指将原始数字信号经过调制后再传输到信道上。
其传输速率受限于调制方案和信道的带宽。
三、信道编码技术1. 信道编码的定义信道编码是一种将输入数据通过编码方式转换成输出数据的技术。
它通过增加冗余度来提高数据传输的可靠性。
2. 信道编码的原理信道编码的原理是将输入数据分成多个编码块，每个编码块都有一定的冗余度。
接收方在解码时，通过从多个编码块中提取信息，可以恢复出原始数据。
3. 信道编码的分类(1) 奇偶校验码：奇偶校验码是最简单的信道编码技术，它通过发送数据的奇偶性来检测错误。
(2) 海明码：海明码是一种可以检测错误和纠正错误的编码技术，常用于存储和传输中。
(3) 卷积码：卷积码是一种码元依赖于前一段码元的编码技术，具有良好的纠错能力和性能。
四、传输速率和信道编码技术的关系传输速率和信道编码技术是相互关联的。
传输速率的提高需要适用于高速传输的新的信道编码技术，而信道编码技术的发展也可以提高传输速率。
《信道极限传输速率》课件
介绍通过网络参数优化和算 法改进来提高信道传输速率 的方法。
信道编码
详细讲解如何利用更好的信 道编码技术来提高传输速率 和可靠性。
调制方式选择与带宽效率
1
调制技术
比较不同调制方式的优劣，包括ASK、FSK、PSK等。
2
带宽效率
讨论不同调制方式的带宽利用率，以及如何选择合适的调制方式来提高传输效率。
3
多天线技术
简要介绍利用多天线技术来提高信道传输速率的方法。
信道极限传输速率的改进方法
技术创新
网络优化
探讨通过技术创新来突破信 道极限，如MIMO、OFDM等。
信道容量的定义和计算方法
1和条件熵。
2
香农定理
详细解释信道容量的定义和计算方法，以及如何最大限度地利用信道资源。
3
信道带宽和信噪比
探讨信道带宽和信噪比对信道容量的影响。
香农公式及其应用
香农公式
阐述了计算信道容量的重要 方程，具体讲解其中的变量 和参数。
应用实例
提供了一个实际应用场景， 展示了如何应用香农公式来 计算传输速率。
性能优化
介绍了如何优化系统设计以 实现更高的传输速率。
多路径衰落和信噪比
多径传播
解释多径信号传播导致的衰落现象，以及如何应对和利用这种现象。
信噪比
探讨信号与噪声之间的比例，以及如何通过改进信噪比来提高传输速率。
信道编码与对码
介绍常用的信道编码和解码方法，如卷积码、纠错码等，以及其对提高信道传输速率的作用。
《信道极限传输速率》 PPT课件
在这个PPT课件中，我们将探讨无线信道的概述，信道容量的定义和计算方法， 以及香农公式及其应用。我们还将详细讲解多路径衰落和信噪比，信道编码 与对码，调制方式选择与带宽效率，以及提升信道极限传输速率的改进方法。
带宽数据通信速率等关系
数据传输速率、带宽、信道容量、信号传输速率关系一、数据传输速率Rb数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。
数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。
单位为“比特每秒（bps）”。
其计算公式为S=1/T。
T为传输1比特数据所花的时间。
数据传输速率在数值上等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记作bps。
对于二进制数据，数据传输速率为：S=1/T(bps)其中，T为发送每一比特所需要的时间。
在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。
其中：1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps二、信号传输速率也称码元率、调制速率或波特率，表示单位时间内通过信道传输的码元个数，单位记做BAND。
三、带宽W:1、在模拟信号系统领域：信道可以不失真地传输信号的频率范围，每秒传输的信号周期数。
带宽用来标识传输信号所占有的频率宽度，这个宽度由传输信号的最高频率和最低频率决定，两者之差就是带宽值，因此又被称为信号带宽或者载频带宽，单位为Hz。
在信号传输系统中，系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率，上下截止频率之间的频带称为通频带，用BW表示。
2、在数字系统领域：在数字设备中，带宽指单位时间能通过链路的数据量。
通常以bps来表示，即每秒可传输之位数。
带宽=时钟频率x总线位数/8。
四、信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。
信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。
五、数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。
信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽越大，容量越大。
六、波特率RB电子通信领域，波特率，又称调制速率、传符号率（符号又称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。
信道、信道容量、数据传输速率
二、信道的分类
（一）狭义信道的分类
狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。
1. 有线信道
有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。短波电台就利用了天波传输方式。天波传输的距离最大可以达到400千米左右。电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
调制信道的数学模型为：
y(t) = x(t) * h(t;τ) + n(t)
其中x(t)是调制信道在时刻t的输入信号，即已调信号。y(t)是调制信道在时刻t的输出信号。h(t;τ)是信道的冲激响应，τ代表时延，h(t;τ)表示在时刻t、延时为τ时信道对冲激函数δ(t)的响应，描述了信道对输入信号的畸变和延时。*为卷积算子。n(t) 是调制信道上存在的加性噪声，与输入信号x(t)无关，又被称为"加性干扰"。由于信道的线性性质，并且考虑信道噪声，x(t) * h(t;τ) + n(t)就是x(t)通过由信道响应h(t;τ)描述的调制信道的输出。调制信道可以同时有多个输入信号和多个输出信号，这时的x(t)和y(t)是矢量信号。
第4章 语音编码、信道编码和交织讲解
2019/6/7
13
4.1.1 概述
• 混合编码基于参量编码和波形编码发展的一类新的 编码技术。在混合编码的信号中，既含有若干语音 特征参量又含有部分波形编码信息。其编码速率一 般在4～16kbit/s。当编码速率在8～16kbit/s范围时， 其语音质量可达到商用语音通信标准的要求。
• 考虑到中、低比特率的编译码器将尽量利用语音 中的一些特征，将语音以及语音频段内的数据一 起协调的编码算法必将降低语音的质量。因此， 在设计语音编码器时，应首先考虑语音的质量， 而对于语音频段内的数据信号，则通过特殊的终 端适配器来实现。
2019/6/7
34
4.1.6 GSM系统语音编码器
（5）传输时延 造成传输时延的主要原因有以下两方面。 ① 语音编码的时延。 ② 无线分系统中的时延。
• 目前较成功的混合编码方案有两种，多脉冲激励 线性预测编码（MPLPC)和码激励线性预测编码 （CELPC),前者使用一个数目有限且幅度和位置 要调整的脉冲序列作为激励源。后者使用一个波 形矢量作为激励源。图4-3给出三种不同激励序列 及其产生语音方法。
2019/6/7
图4-3 三种不同激励的语言合成模型
• 三种编码技术同时存在通信系统中，波形编码以 其高质量用于长途传输和宽带语音；声码器以高效 压缩性用于保密通信；混合编码以其独有特性用于 各种通信系统。
2019/6/7
27
4.1.5 移动通信中语音编码器的选择
在低比特率语音编码中，有4个参数是很重要的， 即比特率、质量、复杂度和处理时延。 1．语音质量评估 • 当前世界上流行的语音质量评估方法是采用原
5 移动通信原理 第五章 语音编码、信道编码和交织技术
第5章语音编码、信道编码和交织技术引言一般的数字通信系统都包含信源编解码、信道编解码和调制解调这三对功能模块，语音编码是一种信源编码的，在移动通信中由于信道的特点，往往还需要交织和去交织这一对功能模块。
为什么要进行信源编码、信道编码和交织呢？从实现过程分析：信源编码——原理：去掉一些信息（信源中统计特性具有相关性的信息）；（有效性）目的：尽可能用最少的信息比特表示信源，从而达到压缩信息速率，以较少的信息速率传送信息；信道编码——原理：加入一些信息（监督码或检验码）；（可靠性）目的：用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时，由于干扰、噪声或衰落等所造成的误码。
交织——原理：不改变信息量，只改变信息的排序；（可靠性）目的：克服信道中由于深衰落而造成的突发的成串的误码。
对本章的学习，我们复习信源编码和信道编码的基础上，重点掌握：1．移动通信对编码的要求；2．蜂窝移动通信典型系统用到的编码方式；3．在这些系统中的实现过程；4．交织的原理和作用。
5.1 语音编码通信系统中的语音编码的目的是解除语音信源的统计相关性，语音编码大致分为三类。
一．语音编码的分类（参考：《吴伟陵，《移动通信原理》，电子工业出版社，P72）1．波形编码波形编码是以精确再现语音波形为目的，并以保真度即自然度为度量标准的编码方法。
这类编码是保留语音个性特征为主要目标的方法，其码速较高。
常用的波形编码及其原理：PCM、DPCM、ADPCM应用：适用于骨干（固定）通信网。
2．参量编码利用人类的发声机制，仅传送反映语音波形变化主要参量的编码方法。
在接收端，可根据发声模型，由传送过来的变化参量激励产生人工合成的语音。
参量编码的主要标准是可懂度。
显然，这类编码是以提取并传送语音的共性特征参量为目的的编码方式，其码速较低。
（声码器）常用的参量编码及其原理：LPC应用：主要用于军事保密通信。
3．混合编码混合编码是吸取上述两类编码的优点，以参量编码为基础，并附加一定的波形编码特征，以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方式。
速率、波特、带宽、通信方式
速率、波特、带宽、通信⽅式
通信的基础知识
1. 速率：数据传输速率，表⽰单位时间内传输的数据量，有码元传输速率和信息传输速率。
2. 码元传输速率：码元速率或波形速率，表⽰单位时间内数字通信系统传输的码元个数（脉冲个数、信号变化次数），
单位是波特（Baud）。
3. 信息传输速率：信息速率、⽐特率，表⽰单位时间内传输的⼆进制⽐特数，单位是 b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。
速率总的 1k = 1000，1M = 1000000,1G = 1000M。
由前⾯知识可知，⼀码元可表⽰⼀位 K 进制数，携带 log2K 个⽐特（记为 n 个⽐特），那么在数值上有：M波特率的码元速率 = nM ⽐特 / s。
4. 带宽：原指信号的频带宽度（频带宽度：最⾼频率与最低频率的差，频率：1s 内完成周期性变化的次数，始于电磁波），
此处引申为⽹络中通信线路的最⼤数据传输速率，⽤来描述线路的数据传输能⼒。
10Mb/s 带宽表⽰通信线路中 1s 内最⾼可传输 10M ⽐特的数据量。
单位是 b/s 不是 HZ。
5. 三种通信⽅式：
1. 单⼯：某时刻，只有⼀个⽅向的通信，⽽没有反⽅向的交互。
需要⼀条信道，如：⽆线⼴播、电视⼴播。
2. 半双⼯：双⽅都可以发送和接受信息，但在某时刻，只有⼀个⽅向传输信息。
需要两条信道，如：对讲机。
3. 全双⼯：某时刻，双⽅可以同时发送和接受信息。
需要两条信道，如：打电话，语⾳视频。
一、三种传输速率
补充资料一、三种传输速率1、符号传输速率（码元速率、波特率）RB指单位时间传输码元的数目。
单位为波特，记为Baud或B。
码元速率与进制无关，只与码元宽度有关。
码元速率又叫调制速率。
它表示调制过程中，单位时间调制信号波（即码元）的变换次数。
2、信息速率（比特率）Rb (Rb= RB.Log2M M是进制数）指每秒钟传输的信息量。
单位：比特/秒，记为bit/s或b/s或bps。
注意在实际系统中常用比特率（单位bps）衡量一个系统的传输速率，其一般指的是单位时间内传输的二进制信号的位数，而不是信息速率的概念。
3、传送速率（消息传输速率）Rm=αRb信道容量——能够传输的最大信息速率（带宽）通信系统的主要性能指标——有效性、可靠性有效性——消息传输的速度，即在给定的信道内，希望单位时间传输更多的消息，模拟通信系统中用带宽衡量，数字通信系统中用速率和频带利用率衡量。
可靠性——指消息传输的质量，即在给定的信道内接收到信息的准确程度，模拟通信系统中用系统输出端的信噪比衡量，数字通信系统中用差错率、可靠度、中断率衡量。
二、复用技术通信信道是通信网络的重要组成部分和宝贵的资源之一，如何充分、有效地利用信道，加大吞吐容量，提高利用率和经济性，是通信网络所面临的一个重要问题。
目前在有线通信系统中常采用频分复用、（同步）时分复用、异步时分复用以及新的光复用技术；在无线通信系统中常采用多址技术。
1、 频分复用（FDM）FDM是指将N个信号复用在一条含有N个信道的线路上，每个信道占用的频带互不相同，也即各路信号在频率上是分开的，而在时间上是重叠的。
2、 时分复用（TDM）TDM是指多个用户在不同的时间段（时隙）占用或共享公共资源的方法。
它的基本原理是基于时隙划分和分配。
对时隙的分配即是指将信道各时隙固定地或以帧为周期分给用户。
但对于某一终端来讲，大部分时间内可能没有信息传送，这使得一帧中的许多时隙被浪费了。
3、统计时分复用（ATDM）是指按用户的需要将信道时隙动态地分配给各用户，即当终端有数据要传送时，才会分配到时隙。
2g到5g的信道编码技术和信源编码技术
2g到5g的信道编码技术和信源编码技术
在2G到5G的移动通信网络中，广泛应用了各种信道编码技术和信源编码技术，以提高数据传输的可靠性和效率。
信道编码技术：
1. 2G时代主要采用的是卷积编码技术，通过引入冗余信息来纠正信道中的误码和干扰。
2. 3G时代引入了Turbo编码技术，通过迭代方式提高解码性能，对信道进行更高效的编码和纠错。
3. 4G时代采用了LDPC（低密度奇偶校验）编码技术，能够实现接近香农极限的编码效果，提高了信道容量和传输速率。
4. 5G时代引入了极化码（Polar Code）技术，通过在信道编码时提供更强的纠错能力和更高的编码效率，适应了高速率和大容量的通信需求。
信源编码技术：
1. 2G时代主要采用的是AMR（自适应多速率编码）技术，根据语音信号的特点和通信质量要求，选择不同的编码率来实现高音质和低码率传输的平衡。
2. 3G时代引入了WCDMA的优化编码技术，通过对语音信号进行高效压缩和编码，提高语音质量和数据传输速率。
3. 4G时代采用了更高级的AAC（高级音频编码）技术，能够提供更好的音频质量和更低的码率，适应了更丰富的媒体应用需求。
4. 5G时代将引入更专业的视频和图像编码技术，如HEVC （高效视频编码）和AV1（开放媒体编码），以实现更高质量和更低比特率的视频传输。
通信原理重点知识点串讲与相关课后习题
通信原理知识点串讲第1章 绪论一、数字通信系统的模型框图及各部分的作用 考点预测：简答题（1）信源编码与译码：作用有两个，一个是将模拟信号转换为数字信号，即通常所说的模数转换；二是设法降低数字信号的数码率，即通常所说的数据压缩。
信源译码是信源编码的逆过程。
（2）信道编码与译码：数字信号在信道上传输时，由于噪声、干扰等影响，将会引起差错。
信道编码的目的就是提高通信系统的抗干扰能力，尽可能地控制差错，实现可靠通信。
译码是编码的逆过程。
（3）加密与解密：为保证所传信息的安全。
将输入的明文信号人为干扰，即加上密码。
这种处理过程称为加密。
在接收端对收到的信号进行解密，恢复明文。
（4）调制与解调：其作用是在发端进行频谱的搬移，在收端进行频谱的反搬移。
二、 信息及其度量：信息量、熵 考点预测：填空选择（1）信息量I 与消息出现的概率P(x)之间的关系为：（2）说明： a=2时，信息量的单位为比特（bit ）； a=e 时，信息量的单位为奈特（nit ）； a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。
（3）信源熵H ：统计独立的M 个符号的离散信息源的平均信息量为：11logMi i iH p p ==å例题1：某信源符号集由A 、B 、C 、D 、E 、F 组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
解：222222111111log 4log 4log 16log 8log 16log 444168164H =+++++ 2.375/bit =符号三、主要性能指标：有效性和可靠性 考点预测：填空选择噪声信 道 调 制 器信道 编码器加 密 器信源 编码器信源解 调 器信道 译码器解 密 器信源 译码器信宿()1log log ()a a I P x P x ==-∑数字通信系统1. 有效性：信息速率、码元速率、频带利用率有效性：指在给定信道内所传输的信息内容的多少，用码元传输速率或信息传输速率或频带利用率来度量。
通信原理考研真题
通信原理考研真题通信原理是电子信息类考研专业中非常重要的一门课程，也是考研复试中的热门科目之一。
通信原理的考研真题涵盖了广泛的知识点，包括模拟信号与数字信号的传输、调制解调技术、信道编码、通信系统的性能分析等内容。
下面我们就来针对通信原理考研真题进行一些解析和分析。
首先，我们来看一道典型的通信原理考研真题：题目，某数字通信系统的信道带宽为10kHz，采用二进制调制，信噪比为20dB，试计算该系统的极限传输速率。
这道题目涉及到了通信原理中的信道带宽、二进制调制和信噪比等知识点。
我们知道，信道带宽是指信道所能通过的最高频率，而极限传输速率与信道带宽和信噪比有关。
根据香农定理，极限传输速率可以通过公式进行计算，即，C = B log2(1 + SNR)，其中C为极限传输速率，B为信道带宽，SNR为信噪比。
根据这个公式，我们可以将题目中的数据代入计算，得出该系统的极限传输速率为C = 10 log2(1 + 10^(20/10)) = 10log2(101) ≈ 10 6.68 ≈ 66.8kbps。
通过这道题目的分析，我们可以看到通信原理考研真题往往涉及到理论知识与计算能力的结合。
考生在备考通信原理考研真题时，除了要熟练掌握相关知识点外，还需要注重解题技巧和计算能力的提升。
另外，通信原理考研真题中还常常涉及到通信系统的性能分析和调制解调技术等内容。
考生在备考过程中，需要对这些知识点进行深入的理解和掌握，同时也要注重实际应用能力的培养，尤其是对通信系统的设计和优化能力。
总的来说，通信原理考研真题是一门理论与实践相结合的科目，需要考生在备考过程中注重理论知识的掌握和计算能力的提升，同时也要注重实际应用能力的培养。
希望考生们在备考通信原理考研真题时，能够全面提升自己的综合能力，取得优异的成绩。
信息论中的信道容量与编码速率
信息论中的信道容量与编码速率信息论是研究信息传输和处理的数学理论，其中信道容量和编码速率是信息论中的重要概念。
信道容量指的是一个通信信道所能传输的最大信息速率，而编码速率则是在给定信道容量下实现可靠通信所需要的编码速率。
本文将分别介绍信道容量和编码速率在信息论中的作用和重要性。
信道容量是一个通信系统的重要指标，它描述了在给定信道条件下最大的数据传输速率。
信道容量的计算取决于信道的物理特性以及噪声水平。
通常情况下，信道容量可以通过香农公式进行计算，该公式考虑了信道的带宽、信噪比等因素。
信道容量的大小直接影响到通信系统的传输效率，理论上，如果通信系统的编码速率大于信道容量，那么就可以实现无限接近于理论上的最大传输速率。
因此，信道容量是通信系统设计中一个重要的参考指标。
与信道容量相关的是编码速率，编码速率是指在信道容量限制下实现可靠通信所需要的编码速率。
编码速率的选择与信道编码技术密切相关，通信系统需要设计合适的编码方案来提高数据传输的可靠性和效率。
传统的编码技术包括奇偶校验码、循环冗余校验码等，而近年来，随着深度学习和人工智能的发展，基于神经网络的编码技术也得到了广泛的应用。
选择适当的编码速率可以提高数据传输的可靠性，减小误码率和延迟，提升通信系统的性能。
在实际通信系统中，信道容量和编码速率通常需要进行折中考虑。
信道容量较大时，可以选择更高的编码速率来提高传输速率，但也会增加误码率和复杂度；而信道容量较小时，则需要降低编码速率以保证数据传输的可靠性。
通信系统的设计者需要根据实际需求和信道条件来合理选择信道容量和编码速率，从而实现较好的通信性能。
综上所述，信息论中的信道容量和编码速率是通信系统设计中不可或缺的重要概念。
合理选择适当的信道容量和编码速率可以提高通信系统的传输效率和可靠性，为信息传输提供更好的保障。
在未来的通信技术发展中，信道容量和编码速率仍将是信息论研究的热点领域，不断推动通信技术的进步和创新。
信息论中的信道容量与编码速率
信息论中的信道容量与编码速率信息论是研究数据传输与通信的一门学科，旨在量化信息的传输和处理过程。
在信息论中，信道容量和编码速率是两个重要的概念。
本文将介绍信道容量和编码速率的定义、关系以及它们在通信系统中的应用。
一、信道容量的定义与计算信道容量是指在给定通信信道条件下，能够传输的最高信息率。
它是通过信道的带宽、信噪比和信道的性质来决定的。
在信息论中，最为广泛应用的是香农信道容量公式，即：C = B * log2(1 + SNR)其中，C表示信道容量，B表示信道的带宽，SNR表示信道的信噪比。
这个公式告诉我们，在给定的信道带宽和信噪比条件下，信道最高能够传输的信息速率。
信道容量的计算可以帮助我们设计合理的通信系统。
当信道容量大于实际传输的信息速率时，我们可以使用更高效的编码方式，提高数据传输效率。
而当信道容量小于实际传输的信息速率时，我们需要采取其他策略，如增加信道带宽或提高信噪比，以提高数据的可靠性。
二、编码速率的定义与计算编码速率是指按照一定编码方式传输的信息率。
它是通过不同的编码技术和信道容量来决定的。
在通信系统中，我们常用的编码方式有固定长度编码、可变长度编码和差错编码等。
固定长度编码是指以固定长度的编码符号来表示一个信息符号。
它的编码速率为：R = log2(M)其中，R表示编码速率，M表示编码符号的个数。
固定长度编码常用于简单的通信系统，如二进制通信系统。
可变长度编码是指根据信息出现的概率来分配编码长度。
常见的可变长度编码方式有霍夫曼编码和算术编码等。
可变长度编码的速率决定于不同信息出现的概率分布。
差错编码是指通过增加冗余信息来提高传输的可靠性。
常见的差错编码方式有海明码和卷积码等。
差错编码的速率通常会比源信息的速率高，以保证传输的可靠性。
编码速率的选择要考虑信息传输的可靠性和效率。
高速率的编码可以提高信息传输速度，但可能会降低可靠性；而低速率的编码可以提高传输的可靠性，但效率较低。
因此，选择适合的编码速率是信息传输设计中的重要问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GSM系统的语音编码采用了规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LEP编码器，Regular Pulse Excited Long Term Prediction ），RPE-LEP编码器结合了波形编码和声码器两种技术，编码速率低且话音质量高。
原始语音信号是连续的模拟信号，经抽样、量化、编码等过程数字化之后，再送入RPE-LEP编码器，每20ms取样一次，每次输出260bit，所以语音传输全速率信道的速率为260bit/20ms=13kbit/s。
将每20ms取样输出的260bit的语音信号分成两部分，一部分是对差错敏感的，共182bit，如果这部分比特发生错误将严重影响语音质量；另一部分是对差错不敏感的，共78bit。
然后，再对重要部分的182bit 进行分类：最重要的50bit和次重要的132bit，对最重要的50bit加上3个奇偶校验比特，次重要的132bit 再加上4个尾比特。
然后，对这50+3+132+4=189bit进行R=1/2的卷积编码，此时，速率变为[（50+3+132+4）x2+78]/20ms=22.8kbit/s作为信道编码速率。
时隙的格式（普通突发脉冲序列）（见下图）
在GSM的TDMA中，帧被定义为每个载频中所包含的8个连续的时隙，相当于FDMA系统中的一个频道。
在每个时隙中，信号以突发脉冲系列（burst）的形式发送。
TDMA帧号是以3.5小时（2715648个TDMA 帧）为周期循环编号的。
每个TDMA帧含8个时隙，整个帧时长约为4.615ms，每个时隙含156.25bit个突发脉冲码元，时隙时长为0.577ms。
GSM规范定义了两种不同的复帧结构，即含26帧、持续时间为120ms和含51帧、持续时间为235.385ms。
26帧的复帧包括26个TDMA 帧，持续时间为120ms，51个这样的复帧组成一个超帧。
这种复帧用于携带TCH （和SACCH加FACCH），用于语音信道及其随路控制信道，其中24个突发序列用于业务，2个突发序列用于信令。
时隙时长：120/26/8=15/26ms=0.577ms。
信道总速率：156.25/0.577=270.83kbit/s。
每个比特占用的时间约为：0.577/156.25=3.7us/bit。