数字通信语音信号数字化 (3)

数字通信系统介绍数字通信系统是指利用数字技术进行信息传送和传输的系统。

它采用数字信号代替传统的模拟信号进行信息传输，比传统的模拟通信系统具有更高的可靠性、更广泛的应用领域和更强大的功能。

数字通信系统可以分为数字语音通信系统、数字数据通信系统、数字图像通信系统和数字视频通信系统等几个类别。

数字语音通信系统是最基本的数字通信系统，它是利用模拟到数字信号的变换实现对语音信号的数字化。

数字语音通信系统在电话通信、网络电话、语音门禁等方面有着广泛的应用。

其中，电话通信是数字语音通信系统应用最为广泛的一个领域。

数字电话通信系统将语音信号转换成数字信号，通过数字电路进行传输。

这种方式可以提高电话通话质量，同时也可以提高语音数据的安全性和充分利用传输带宽。

数字数据通信系统是利用数字信号传输和接收数据信息的通信系统。

数字数据通信系统在计算机网络、互联网、局域网、广域网、移动通信等领域得到广泛的应用。

数字数据通信系统将原来的模拟信号转换成数字信号，提高了数据的可靠性和传输速率。

数字数据通信系统设计了一系列传输协议，不同的传输协议对数据传输的需求采用不同的传输方式和传输速率。

同时，数字数据传输还可以采用压缩技术，压缩数据更有效地利用传输带宽。

数字图像通信系统是以数字图像为主要传输内容的通信系统。

它采用数字信号传输图像，可以有效地提高图像的传输速度和质量。

数字图像通信系统广泛应用于图像传输、广播电视、监控和医学影像诊断等领域。

数字图像通信系统可以将图像分为连续值和离散值两类，常用的连续值图像传输方式是基于JPEG压缩技术，离散值图像传输方式是基于数字水印技术。

数字视频通信系统是以数字视频为主要传输内容的通信系统。

它采用数字信号传输视频，可以提高视频的传输速度和质量。

数字视频通信系统广泛应用于电视广播、电影、会议等领域。

数字视频通信系统在传输过程中，需要针对不同的视频序列采用不同的压缩方法。

在视频传输过程中，数字视频通信系统还需要对信号进行传输和处理，所以数字视频通信系统特别关注传输带宽和瓶颈问题。

《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。

（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。

⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。

在使⽤时间域（或简称为时域）的波形表⽰数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元。

在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。

（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来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。

（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。

这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。

例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。

例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。

像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。

数字通信中的语音编码技术数字通信技术是当前社会中应用最为广泛的一种通信方式，我们平时使用的手机、电脑、电视等都是基于数字通信技术实现的。

而在数字通信领域中，语音编码技术是其中非常重要的一个领域。

本文将会对数字通信中的语音编码技术进行详细介绍，包括其概念、应用和实现原理等方面。

一、语音编码技术概述语音编码是一种将人类语音转换成数字信号的技术。

正常人类语音每秒钟会有约25帧的语音信号，每帧包含了很多信息。

如果在数字通信系统中直接把语音信号传输，将会占用很大的带宽，造成通信的负担。

因此，对于数字通信系统来说，我们需要对语音信号进行压缩和编码处理，以便于在数据传输过程中占用更少的带宽，从而提高通信效率。

语音编码技术主要有两个阶段，即语音信号的采样和量化和语音信号的压缩编码。

采样和量化是指将语音信号转化为数字信号，并对数字信号的每一个样本进行一定的量化。

而压缩编码则是将量化后的语音信号进行编码，使其占用更少的位数，从而实现带宽压缩并提高通信效率。

语音编码技术的主要应用领域是手机通信和VOIP（网络电话），手机通信是我们日常生活中必不可少的通信方式之一。

由于手机的通信信道有限，因此需要对语音信号进行压缩编码以节省通信资源，从而实现高清晰度的通话。

而VOIP则是在互联网上进行语音通话的技术，也需要使用语音编码技术实现高质量的通话。

二、语音编码技术的实现原理语音编码技术的实现原理涉及到数字信号处理、信息论和信号处理等多个方面。

具体来说，语音编码技术的实现主要包括以下几个步骤：1、语音信号的采样和量化。

语音信号的采样和量化将模拟语音信号转换为数字信号。

在这一步骤中，对于语音信号的每一个样本进行一定的量化，将其表示为二进制数，以实现数字化信号的传输、处理和存储。

2、语音信号的预处理。

为了提高语音信号的编码效果，需要对语音信号进行预处理。

主要有高通滤波、分帧、时域抖动平滑等处理方式。

预处理的目的主要是消除语音信号中不必要的信息，以减少编码后的数据量。

参考样卷1（一） 填空题 (每空5分)1．根据仙农信道容量公式，信道频带宽度可以和信噪比 互换，无限增加信道带宽，能否增大信道容量否2．目前我国移动通信中有下列三种多址方式，频分多址FDMA ，时分多址TDMA ，码分多址CDMA 。

模拟移动通信采用FDMA 多址方式，全球通GMS 采用TDMA 多址方式。

3．已知下列两个码组，C1=（10110），C2-（01000）C2 码组的重量W （C2）=1，C1，C2两码组之间的距离（码距）为W （C1，C2）=4。

4．调频信号鉴频解调器输出噪音功率谱的形状是和频率有抛物线形状关系 ，改善调频系统信噪比的简单方法是预加重和去加重 。

5．数字复接中，帧同步码的作用是 接收端识别出帧同步码后，即可建立正确的路序。

；二次群准同步复接中，塞入码的作用是 调整码速 。

6．在语音信号脉冲编码调制中，采用非均匀量化的目的是降低信息速率，压缩传输频带。

（P129）我国的脉冲编码调制系统，采用哪种对数压缩特性A 率对数压缩特性。

7，设语音信号的最高频率为, 则双边带调幅信号带宽为，调频指数为10的调频信号的带宽为KHz f m FM 8.74)1(2=+β。

8. 计算机局域网（以太网）中采用的数字基带信号的码型为曼切斯特码（数字双相码），与AMI 码相比，HDB3码的主要优点是便于定时恢复。

9．在数字调制性能评价时，常用到Eb/N0，其含义是比特平均能量噪音单边功率密度比，BPSK 与QPSK 调制在相同Eb/N0时误比特率相同，这是否意味相同信息速率时两者信噪比相同不同。

10．多进制数字调制中，基带信号常采用格雷码，其目的是减少解调误码率，设QPSK 信号的0相位对应的格雷码为00，分别给出90，180，270 相位对应的格雷码。

01，11，10。

（二）问答题1． （10分）数据通信开放系统互联模型的七层协议是什么内容调制解调器属于哪一层 答：数据通信开放系统互联模型的七层协议是物理层，链路层、网络层、运输层——低层会晤层、表示层、应用层——高层, 调制解调器属于物理层。