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第四章 信源编码与数据压缩
信源编码是主要利用信源的统计特性，解除信源相关性，去掉信源冗余信息，从而达到压缩信源输出的信息率，提高系统有效性的目的。
独立
概率相同
第二代移动通信主要是语音业务，所以信源编码主要指语音压缩编码。
第三代移动通信中的信源编码将不仅包含语音压缩编码，还包含各类图像压缩编码和多媒体数据压缩等方面内容。
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语音压缩编码大致可以分为以下三类：
波形编码
参量编码
混和编码
波形编码质量最高，其质量几乎与压缩处理之前相同，可以适用于公用骨干(固定)通信网。
参量编码质量最差，不能用于骨干通信网，而仅适合于特殊通信系统，比如军事与保密通信系统。
混和编码质量介于两者之间，目前主要用于移动通信网。
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1. 波形编码的性能估计
利用信息论中连续(模拟)有记忆信源的信息率失真R(D)函数理论可以分析波形编码的性能。
信息率失真R(D)为：
上式的计算结果如下表所示 :
信噪比(dB)
35
32
28
25
23
20
17
R(D)(bit/样点)
4



2

1
压缩倍数K
2



4

8
4
由上述分析结果可以得到如下结论：当语音质量达到进入公网要求标准时，即 ,其 倍，
若进一步考虑实际语音分布与主观因素的影响(因为正态分布R(D)其压缩倍数可以进一步增大，取 (保守值)这时语音速率可以从未压缩的PCM 64Kbps降至1/4速率的16Kbps。目前已实用化的DPCM为32Kbps。
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2. 参量编码的性能估计
语音可以采用各种不同形式的参量来表达。为了分析方便，采用最基本的参量“音素”。以英语音素为例进行分析。英语中共有音素 。按照通常讲话速率，每秒大约平均发送10个音素。由信息量计算公式，对于等概率事件有： ，N为总组合数，则：


最后可计算出压缩比K为：
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3. 混合编码的性能估计
显然混合编码的理论压缩比是介于上述两类编码之间，且与语音质量需求有关。若要求混合编码偏重于个性特征，则其压缩比靠近波形编码的压缩比值，若要求混和编码偏重于共性，则其压缩比靠近于参量编码。
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高质量的混合编码是移动通信中的优选方案。
在低数据比特率、高压缩比的混合编码中，数据数据比特率、语音质量、算法复杂度与处理时延是四个主要参量。
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