"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。