信源编码技术：压缩与无损传输

"该资源主要介绍了信源编码在无线通信中的应用，特别是在WCDMA系统中的概述。内容包括信源编码的原因、原则、分类以及两种主要的编码技术：无失真数据压缩编码和限失真数据压缩编码。" 在无线通信，尤其是WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）系统中，信源编码是一个关键的步骤，其目的是为了提高通信效率。信源编码的主要目标是解决两个核心问题：一是计算信源输出的信息量，二是寻找更有效的信息表示方法。理论上，只要拥有无限带宽的传输手段，就可以传输信源的所有信息，但现实中这样的传输手段并不存在，因此通常需要使用信源熵Hm来近似理论上的最大信息量H∞。由于Hm大于H∞，这意味着存在冗余，信源编码就是通过消除或减少这种冗余来提升通信效率。 信源编码遵循两大原则：首先，编码后应能更有效地传输和存储信息；其次，编码过程应尽可能减少信息的损失，提高编码后携带信息的效率。基于这两个原则，信源编码被分为两大类：无失真数据压缩编码和限失真数据压缩编码。 无失真数据压缩编码，也称为冗余度压缩编码，如熵编码，包括统计编码。这类编码是可逆的，经过编码和解码后，信息可以无失真地恢复。冗余度压缩编码主要利用信源的冗余信息，如时域样点之间的相关性、频域谱的非平坦性以及统计特性，采用的技术包括PCM（脉冲编码调制）、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、ΔM编码、Huffman编码、算术编码和Lempel-Ziv编码等。 限失真数据压缩编码，又称为熵压缩编码，允许在一定程度上牺牲信息质量以换取更高的压缩比例。当压缩超过一定限度时，可能会导致失真，但这种失真在允许范围内，译码后仍能恢复大部分信息。技术上，它涉及量化（标量量化和矢量量化）、变换编码（如离散余弦变换、离散傅立叶变换、小波变换）以及预测编码（如线性预测码LPC-10和ADPCM），并考虑了人类感官对信息的感知特性，如人耳对某些声音的不敏感性。 信源编码在WCDMA系统中扮演着优化信息传输效率的角色，通过不同类型的编码技术，实现了在有限的通信资源下，最大限度地保留和传输信息。无论是无失真的压缩还是允许一定失真的压缩，都是为了在保证通信质量的同时，实现高效的信息编码和传输。