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数字信号处理在电信网络中的两大应用

2015年07月20日 11:41来源: EEFOCUS 人气:1820


  信就是把信息从一个地方传递到另一个地方。这包括许多形式的信息,例如:交谈,电视信号,计算机文件以及其他类型的数据。要在两地之间传递信息,你需要一个连接两地的通道,而这个通道也可能是双绞线,无线电,光纤等形式中的一种。电信公司花钱建立和维护这些通道,然后通过给他们的客户传送信息来获利。并且单一通道传递的信息越多,他们就越赚钱。数字信号处理已经彻底改变了通信的许多领域,用它可以进行信号音的产生和检测、频带移动、滤除电源线的噪音等等。下面就来看一下电信网络中数字信号处理两个典型的应用:多路复用、数据压缩。
  
  多路复用省了好多钱
  
  现在全世界有数十亿部,如果想要几秒钟内通过机械式的开关来切换网络,让任何一部连接到其他目的,是根本不可能完成的任务。直到上世纪60年代,两部之间的通话信号还是模拟语音信号,而且信号的传递途中还要经过机械开关和功率放大器,一对连接需的两根导线。
  
  而数字信号处理可以将模拟的音频信号转换成串行的数字信号流。因为二进制数据可以很容易地交织和分离,所以很多交谈都可以在单通道中传输。例如,T载波系统可以同时传送24个语音信号,每个语音信号的采样率是每秒钟8000次,每次采样的模拟信号转换成8位的二进制数字信号。这样的话,每个语音信号将被以64000位/秒的采样率来采样,那么24个通道将以1.544兆位/秒的速度来传递信号。数字传输的经济优势是巨大的,因为线和模拟开关相比数字逻辑门贵的不是一般的多。
  
  数据压缩
  
  如果以一个语音信号以每秒8000个采样的速度进行数字化的话,大多数的数字信息是有冗余的。也就是说,每个采样所携带的信息在很大程度上和相邻的采样的信息是重复的。已经开发出了很多的数字信号处理算法来将数字化语音信号进行优化,缩减它的数据量。这就是传说中的数据压缩算法。无损压缩算法是可以恢复成信号原始形式的。这些算法在压缩量和产生的声音质量方面是各不相同的。
  
  在一般情况下,减少将采样率从64千比特/秒降到到32千比特/秒是不会损失声音质量的。如果8千比特/秒的采样速度压缩的话,会对声音质量有明显的影响,但仍可以用于长途网络。zui高的压缩率可以达到2千比特/秒,但声音会产生高度扭曲,但可以用在军事、海底通信等场景下。
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