噴泉碼編解碼研究

㈠ Turbo碼的研究現狀

對於Turbo碼的研究最初集中於對於其解碼演算法、性能界和獨特編碼結構的研究上，經過十多年來的發展歷程，已經取得了很大的成果，在各方面也都走向使用階段。Turbo碼由於很好地應用了香農信道編碼定理中的隨機性編譯碼條件而獲得了接近香農理論極限的解碼性能。它不僅在信噪比較低的高雜訊環境下性能優越，而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力。目前，Turbo碼的研究主要集中在以下幾個方面： 主要包括交織器的設計、碼的級聯方式、解碼演算法、Turbo碼的性能分析等。在性能分析中，主要對碼重分布及距離譜進行分析，但由於沒有相應的理論支持，這種分析只能是近似的，且僅局限於短碼長、小碼重的情況。
Turbo 碼在直擴（CDMA) 系統中的研究及應用
Turbo 碼不僅在信道信噪比很低的高雜訊環境下性能優越，而且還具有很強的抗衰落、抗干擾能力，因此它在信道條件差的移動通信系統中有很大的應用潛力，在第三代移動通信系統(IMT-2000）中己經將Turbo碼作為其傳輸高速數據的信道編碼標准。第三代移動通信系統（IMT-2000）的特點是多媒體和智能化，要能提供多元傳輸速率、高性能、高質量的服務，為支持大數據量的多媒體業務，必須在布限帶寬信道上傳輸數據。由於無線信道傳輸媒質的不穩定性及雜訊的不確定性，一般的糾錯碼很難達到較高要求的解碼性能（一般要求比特誤碼率小於10-6e），而Turbo碼引起超乎尋常的優異解碼性能，可以糾正高速率數據傳輸時發生的誤碼。另外，由於在直擴（CDMA) 系統中採用Turbo 碼技術可以進一步提高系統的容量，所以有關Turbo碼在直擴（CDMA) 系統中的應用，也就受到了各國學者的重視。 包括Turbo 碼與調制技術（如網格編碼調制TCM）的結合、Turbo碼與均衡技術的結合（Turbo碼均衡）、Turbo碼編碼與信源編碼的結合、Turbo碼解碼與接收檢測的結合等等。Turbo碼與OFDM調制、差分檢測技術相結合，具有較高的頻率利用率，可有效地抑制短波信道中多徑時延、頻率選擇性衰落、人為干擾與雜訊帶來的不利影響。國內在Turbo碼的研究領域也取得了一定的成果和進展，西安電子科技大學綜合業務網國家重點試驗室在Turbo碼的理論和應用研究方面取得了很多研究成果。此外，清華大學、北京郵電大學和上海交通大學等高校都在進行Turbo碼相關的其它關鍵技術的研究方面取得一定的進展。深圳華為公司等在推動Turbo碼在移動通信系統中的應用方面起了積極的作用。

㈡ 語音編碼的編碼的分類

語音編碼就是對模擬的語音信號進行編碼，將模擬信號轉化成數字信號，從而降低傳輸碼率並進行數字傳輸，語音編碼的基本方法可分為波形編碼、參量編碼（音源編碼）和混合編碼，波形編碼是將時域的模擬話音的波形信號經過取樣、量化、編碼而形成的數字話音信號，參量編碼是基於人類語言的發音機理，找出表徵語音的特徵參量，對特徵參量進行編碼，混合編解碼是結合波形編解碼和參量編解碼之間的優點。波形編解碼器雖然可提供高話音的質量，但數據率低於16kb/s的情況下，在技術上還沒有解決音質的問題。 基本原理是在時間軸上對模擬話音信號按照一定的速率來抽樣，然後將幅度樣本分層量化，並使用代碼來表示。在接收端將收到的數字序列經過解碼恢復到原模擬信號，保持原始語音的波形形狀。話音質量高，編碼速率高。如PCM編碼類（a率或u率PCM、ADPCM、ADM)，編碼速率為64－16kb/s，語音質量好。
波形編碼的目的在於盡可能精確地再現原來的語音波形，並以波形的保真度即自然度為其質量的主要度量指標，但波形編碼所需的碼速率較高。 根據語音信號產生的數學模型，通過對語音信號特徵參數的提取後進行編碼（將特徵參數變換成數字代碼進行傳輸）。在接收端將特徵參數，結合數學模型，恢復語音，力圖使重建語音保持盡可能高的可懂度，重建語音信號的波形同原始語音信號的波形可能會有相當大的區別。如線性預測（LPC）編碼類。編碼速率低，2.4-1.2kb/s，自然度低，對環境雜訊敏感。
這種語音編碼的主要質量指標是可懂度，參量編碼可以將語音編碼以後的速率壓得很低。 將波形編碼與參數編碼相結合，在2.4-1.2kb/s速率上能夠得到高質量的合成語音。混合編碼把波形編碼的高質量和參量編碼的高效性融為一體，在參量編碼的基礎上附加一定的波形編碼特徵，實現在可懂度的基礎上適當地改善自然度的目的。
用於移動通信中的語音編碼一般都是混合編碼。選擇混合編碼時，要使比特率、質量、復雜度和處理時延這4個參量及其關系達到綜合最佳化。 語音中最基本的元素是音素，大約有128～256個，如果按通常的說話速度，每秒平均發出10個音素，則信息率為：I=[log2(256)10]bps=80bps
把發音看成是以語音速率來傳送，則語音編碼的極限速率為80bps,從數字化標準的編碼速率64kbps，到極限速率80bps，之間的距離，對於理論研究和實踐有著極大的吸引力。