有关语音传输速率、信道编码速率、信道总速率的专题

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。

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。

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。

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。