数字无线电的演化过程
无线电发展简史

无线电发展史约前240-1590 无线通信与天然磁石——来自中国的伟大启迪作为信息传递的代表建筑——烽火台,第一次将人类带上了无线通信的发展道路,借以光和狼烟的形式,传递给不断寻求文明进步的人们。
战国末期成书的《管子》和《吕氏春秋》记载,我们的祖先在公元前两百多年就发现了具有吸引铁器这种神奇特性的石头,并把它进行加工,制成了可以指明方向的奇异勺子——司南。
1591-1776 静电——英国医生的发现16世纪末,一位拿着手术刀的英国医生吉尔伯特(威廉·吉尔伯特,Willia m Gilber t,1540~1605),对物理学产生了浓厚的兴趣,并一发不可收拾地对磁石和静电开始了研究。
他写成了名著《论磁》,并于1600年在伦敦出版。
他断言,电与磁是两种截然不同的现象,没有什么一致性。
1777-1781 电磁力学的纽带被法国工程师系上了库仑先生把一根细如发丝的线一端系在了天花板梁上,另一端则是小磁针。
他又拿来了另一个小磁棒,以及可以摩擦出静电的小电棒,在悬挂的小磁针面前轻轻地摆动。
这一摆,就摆出了扭秤,也摆出了测量静电力与磁力的实验验证方法。
浪漫的库仑难以抑制内心的激动,把发现静电力和磁力之间关系的伟大发现写在了纸上,并在1785年推导出了以他本人名字命名的著名电磁学定量定律——库仑定律。
1782-1820 电生磁的奠基人1820年7月21日,奥斯特把实验结果写成名为《论磁针的电流撞击实验》的论文,正式向学术界宣告他发现了电流磁效应。
至此,电与磁的秘密关系通过实验的方法被揭示出来。
1821-1855 磁生电的创立者——黎明前的最后一刻1833年,法拉第总结了前人与自己的大量研究成果,证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电,其实是电家族的五个小兄弟。
无线电发展史

1978年研制成超大规模集成(VLSI)电路,从此电子技术进入了微电子技术时代。
五十年代开始,半导体技术在我国受到重视。一批从国外回来的著名科学家如:黄昆、谢希德等组织了一些有志之士开始了半导体专门化研究,他们那时培养的学生大多数已成为我国固体物理学或半导体技术界的学科带头人。
这台计算机直到1946年完成,它主要是为美国陆军阿贝尔丁检验基地计算弹道而设计的,共用了18000个真空管;
几乎与此同时,一个引起电子科学革命性变化的工作也在进行,这就是对半导体器件的研制。而现今半导体器件几乎占领了电子科学所有特殊的和普通的领域。
1948年,确切地说应是1947年12月23日,第一只晶体管在贝尔实验室(Bell Telephone Laboratories)诞生,这是电子技术发展史上第二个重要里程碑。
用单晶锗研制成n-p-n型晶体三极管,促成了电子技术小型化的发展,推动了固体物理和电子学的研究
第一只点接触型晶体三极管
晶体管的出世要归功于:
肖克莱﹙Shockley﹚
巴丁﹙Bardeen﹚
布拉顿﹙Bratein﹚﹙1902年生于中国厦门
他们分享了1956年度诺贝尔物理学奖
肖克莱后来对美国旧金山西南端硅谷做 Nhomakorabea了开创性贡献。
1906年,美国科学家费森登(Fessenden)在Massachusetts领导了第一次广播;
1912年,英国科学家埃克尔斯(Eccles)提出了无线电波通过电离层传播的理论,这一理论使得一群业余爱好者在1921年实现了短波试验性广播;
同年,美国的费森登(Fessenden)和阿姆斯特朗(Armstrong)改进了接收机的工作方式,发明了外差式接受系统,这种形式仍是目前许多无线电接收机的主要工作方式;
无线通信技术的发展历程

无线通信技术的发展历程一、无线电通信技术的诞生无线电通信技术是无线通信技术发展的起点。
19世纪末,人们发现电磁波可以传播,并开始研究如何利用电磁波进行通信。
1895年,意大利物理学家马可尼成功实现了无线电波的传输和接收,这标志着无线电通信技术的诞生。
二、模拟通信技术的发展在无线电通信技术的基础上,人们开始探索如何将声音、图像等信息转换为电信号进行传输。
20世纪初,模拟通信技术逐渐兴起。
无线电广播、电视广播等成为人们获取信息的重要途径。
模拟通信技术的发展极大地改变了人们的生活方式和信息传输方式。
三、数字通信技术的兴起20世纪70年代,随着计算机技术的飞速发展,数字通信技术开始崭露头角。
数字通信技术通过将声音、图像等信息转换为数字信号进行传输,大大提高了信息的传输质量和可靠性。
数字通信技术的兴起使得无线通信技术进入了一个全新的发展阶段。
四、移动通信技术的突破20世纪80年代末,移动通信技术开始迅猛发展。
1983年,美国推出了第一代移动电话系统,使移动通信技术正式进入了大众视野。
此后,第二代、第三代、第四代移动通信技术相继问世,使人们可以随时随地进行语音通话、短信传送等服务。
移动通信技术的突破使得人们的沟通更加便捷,推动了社会的进步和经济的发展。
五、5G时代的到来随着科技的不断进步,5G技术成为当今无线通信技术的热点。
5G技术以其超高速率、低延迟、大连接等特点,将给人们的生活带来更多的便利和可能性。
5G技术的应用将涵盖物联网、智能交通、虚拟现实等多个领域,为人们提供更加丰富多样的服务和体验。
六、未来发展趋势展望随着科技的不断进步,无线通信技术的发展还将继续。
未来,人们可以期待更加高速、稳定的无线通信网络,更加智能、便捷的移动设备,以及更加智能化、个性化的通信服务。
无线通信技术的发展历程经历了无线电通信技术的诞生、模拟通信技术的发展、数字通信技术的兴起、移动通信技术的突破,以及5G 时代的到来。
这一过程中,无线通信技术不断创新和突破,为人们的生活带来了巨大的变化。
无线电通信技术的发展历程和趋势

无线电通信技术的发展历程和趋势随着科技的不断发展,人类的通信方式也在不断地发生变化。
而其中最为重要的一种通信方式就是无线电通信技术。
从最初之时的诞生到现在,无线电通信技术已经经历了许多次的大的变化和进步。
本文将从无线电通信技术的起源,到现在广泛应用的各种技术,来探索它的发展历程和趋势。
一、无线电通信技术的起源无线电通信技术的起源可以追溯到19世纪初期,当时物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了电磁波的理论。
不久之后,意大利电学家古列尔莫·马可尼利发明了第一台无线电发报机。
随着电信业的快速发展,无线电通信技术很快也被应用到了电信行业中。
二、无线电通信技术的进步和变化无线电通信技术在不断地发展和进步,在这个过程中出现了许多重大的变化。
从最初的单一发报机开始,到今天广泛使用的数字通信系统,无线电通信技术已经经历了许多次的变化。
1. 单色无线电信号最初的无线电通信系统仅使用了单色无线电信号,这种信号只能传输极少量的信息,包括电报和简单的语音信号。
这种系统虽然简单,但它的局限性很大,因为它不能有效地传输大量的信息。
2. 调幅技术调幅技术的出现使得无线电信号的传输更加精确和高效。
调幅技术使用无线电信号的振幅进行数码调制,这种技术能够在同一频带内传输更多的信息。
3. 调频技术调频技术是在调幅技术的基础之上,对无线电信号的频率进行数码调制,从而实现更高效、更可靠和更高带宽的数据传输。
4. 数字通信技术数字通信技术是当前最先进的无线电技术。
数字通信技术使用数字信号来传输数据,这是一种比传统模拟信号更高效和更可靠的信号。
数字通信技术的主要应用包括无线宽带、移动电话、卫星通信和卫星广播等。
三、无线电通信技术的应用无线电通信技术在现代社会中得到了广泛的应用,可以说是覆盖了所有领域。
从无线电广播、航空导航、无线电电视、微波通信到移动通信、卫星通信和无线网络,所有这些无线电应用正在逐步改变我们的生活。
无线电发展史-合院

无线电发展史无线电国际频率划分是由国际电联无线电行政大会考虑会员国的建议的基础上确定的,是国际无线电规则的重要组成部分。
第一次国际频率划分是在1906年柏林无线电大会,指定500和1000kHz频率为船到岸电报的一般公众业务频率。
因为只有一种业务,不能叫做频率划分表。
船—岸无线电通信集中在500kHz 开始不久,很大程度上,因为船载天线的共振特性,该频率很快成为全球呼叫和遇险频率,并保持到今天。
船—岸电台工作频率围绕500kHz 分组工作在375—550kHz 频段。
长距离点到点通信开发200kHz 以下的频率,因为这个数量级的频率的传播特性适合长距离无线电通信。
无线电广播在550—600kHz 范围开始工作,并在一段时间内与海上移动业务争夺恰好高于500kHz 的频谱空间;但最后确定在535—1605 kHz 频段。
这样,在1912年制定了第一的国际频率划分表,正式开始了为各种无线电业务划分频率。
两次世界大战的需要,生活各方面需要的扩大,科研和开发的增加,满足这些需求和新技术的出现,例如空间无线电通信已为加强频谱的使用施加无情的压力,使用频率越来越向高端扩展。
第一次世界大战证明高频世界范围的无线电通信是非常重要的,对率划分提出强烈的需求—1927年华盛顿无线电大会增加了频率划分。
五年后,1932年马德里无线电大会将划分表扩展到30MHz。
六年后,1938年开罗无线电大会将划分表扩展到200MHz(欧洲地区),在美洲大陆频谱扩展到300MHz ,供进一步研究和试验用。
第二次世界大战为频谱带来新的应用,例如雷达,民航需要瞬时和可靠的全球通信有巨大的扩展,广泛使用双向无线电,FM/TV 广播和微波中继通信。
仅美国军队具有一个频率高达30 MHz 的频率划分计划。
这些新的需求和1938年开罗无线电大会以来九年的发展导致1947年大西洋城无线电大会将频率划分表扩展到10.5GHz 并且无线电业务扩展到15种。
无线电技术的发展史

无线电技术的发展一.无线电的发现过程无线电的诞生九十几年前,“嘀、嘀、嘀”三声微弱而短促的讯号,通过电波传过2500公里的大西洋对岸,从此向世界宣布了无线电的诞生。
那是1901年12月12日,扎营守候在位于加拿大东南角的纽芬兰(Newfoundland)讯号山(Signal Hill)的马可尼,用气球和风筝驾设接收天线,终于接收到从英国西南角的宝窦(Poldhu),用大功率发射电台发送“ S”字符的国际莫尔斯电码......。
这是有史以来第一次人类跨过大西洋的无线电通讯,这个实验向世人说明了无线电再也不是仅限于实验室的新奇东西,而是一种实用的通讯媒介。
这一消息轰动了全球,激发了广大无线电爱好者浓厚兴趣,推动了业余无线电运动蓬勃发展。
虽然马可尼的试验结果令人相当振奋,可是当时一般人认为无线电行径类似光波,发射之后,绝对是呈直线前进,从英国到加拿大,再怎么说一定是无法完成直线的无线电通讯(因此球表面是弧形的),当时的科学理论更证明,从英国发射后的无线电波一定直驱太空,怎么可能达加拿大?可是从马可尼用简陋的无线电设备征服长距离通讯的试验记录看来,白天,讯号可以远达700英哩,晚间更远达2,000英哩以上,这些试验数据,使得以往的理论所推展出来的必然结果,开始发生动摇了。
与此同时KENNELLY君及HEAVISIDE君不约而同地分别提出了同样的看法:就是在地球大气层中有电子层的存在,它可以像镜子般,把无线电折射回地球,而不致于直奔太空,由于这种折射回返的讯号,使得远方的电台才得以互相通讯,这种对无线电波有如镜子般作用的电子层称做KENNELLY HEAVISIDE层,但现今一般称之为电离层(lonosphre),而短波之所以如此发达就是受了电离层之赐。
远从一九二五年开始,许多科学家便开始进行电离层的探堪工作,经由向电离层发射无线电脉冲讯号,然后从电离层折反的回声(Echo)中,可以了解到电离层的自然现象,所得到的结果就是:地球上空的电离层就像是一把大伞涵盖了地球,而且随着白天或夜晚或季节的变化而变动,同时发现某些频率可以穿过电离层,而有些频率则以不同角度折返地表,虽然对电离层已经掀开了面纱而有了某种程度的了解,使得短波的国际通讯有了很大的发展,但是这六十多年来,科学家均不放过任何继续研究电离层的机会,甚至火箭发射、人造卫星试验及最近的太空梭飞行,均设计有某些实验,以期能更进一步了解电离层,最近借超高速电脑的帮助,透过假设的模型最后希望能够像气象般,可以预测未来几天的电离层状况。
第1章 数字无线电

1.2图解设计
模拟与数字的折衷设计 ➢接收设备尽可能数字化(灵活SDR,体积小,性能好) ➢采样器尽可能靠近天线
采样定理及可实现性的综合考虑
图1-9 同时使用模拟与数字处理技术的接收机模型
1.2图解设计
模拟信号处理部分完成的功能完成射频到中频的频率转换 源自外信号的衰减 自动增益控制 AGC
1.2图解设计
2.2 带宽
➢绝对带宽f2–f1, 指f2<f<f1外没有频谱分量 ➢3-dB带宽,指f2<f<f1频率之外,信号的频谱幅度绝 对不大于其最大值的0.707。 ➢过零带宽,指f2,f1为频谱幅度的第1个过零点。 ➢功率带宽 ,指f2<f<f1带内功率占总功率的99%。
2.2 带宽
图2-1 定义带宽的多种方式
解调器的频谱表示
2.4 频分复用(FDM)
三个信号带限于±f*带限分别用(f1,f2 ,f3)调制 w1(t)cos(2πf1t)+ w2(t)cos(2πf2t)+ w3(t)cos(2πf3t)
成功吗? (1)很强的灵活性 (2)较强的开放性 这使得软件无线电这一概念一经提出,就得
到了全世界无线电领域的广泛关注。
第1章 数字无线电
本课程教学理念: 通过仿真实例来构成无线通信中的关键功能模 块,这些模块是数字无线电(软件无线电)的基 础。
1.2图解设计
目标:要通过信道的一端向另一端发送文本文 件。 编码方式:采用ASCII编码。 发射机:采用不同幅度大小的矩形脉冲传输符 号,如用幅度+1,-1,-3,-3来表示二进制 数10、01、00、11,因此一个ASCII码就变 成4个符号。
1.2图解设计
图1-6射频发射机 图1-7射频接收机
无线电发展历史和分类

.引言自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。
时至今日,供电网、高压线已遍布全球的角角落落。
在工作和生活中,越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时,不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。
不过,这些年的科技发展表明,在无线数据传输技术日益普及之时,科学家对无线电力传输(Wireless Power Transmission,WPT)的研究也有了很大突破,从某种意义上来讲,无线电力传输也不再是幻想——在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的发展历史19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,1856—1943)在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。
他1881年发现了旋转磁场原理,并用于制造感应电动机;1888年发明多相交流传输及配电系统;1889—1890年制成赫兹振荡器;1891年发明高频变压器(特斯拉线圈),现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。
他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性,并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机,但由于效率低和对安全方面的担忧,无线电力传输的技术无突破性进展[1]。
1901—1905年在纽约附近的长岛建造Wardenclyffe塔,是一座复杂的电磁振荡器,设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落,特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月,法国国家科学研究中心的皮格努莱特,利用微波无线传输电能点亮40m 外一个200W的灯泡。
其后,2003年在岛上建造的10kW试验型微波输电装置,已开始以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年,香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”,但其使用时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月,日本展出了无线电力传输系统。
此系统输出端电力为7V、400mA,收发线圈间距为4mm时,输电效率最大为50%,用于手机快速充电。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
DRM 规范
通用数字无线电(DRM)是欧洲电信标准协会(ETSI)制定的一种 开放标准,适用于数字窄带音频的中短波广播。虽然 DRM 支 持 4.5 kHz、5 kHz、9 kHz、10 kHz、18 kHz、20 kHz 的带宽及 四种收发模式,但若要兼容现有 AM 标准,带宽和比特率必须 分别以 10 kHz 和 24 kbps 为限。 表 1. DRM 比特率和带宽
数字无线电的演化过程
调幅(AM)是 20 世纪前 80 年无线电广播的主要形式,但通道 衰落、失真和噪声导致接收质量不佳。随着调频(FM)的引入, 这些问题在一定程度上得到了缓解。FM 还能提供立体声传输 和 CD 音质的音频,但模拟无线电仍然无法完全消除通道缺陷 效应和覆盖区域有限等问题。2003 年间,两家新创商业公司 XM 和 Sirius(后合并为 SiriusXM™)在美国推出了基于订阅 的大范围数字卫星无线电服务, 其盈利模式与付费电视频道类 似。大约与此同时,WorldSpace Radio 开始为亚洲和非洲提供 卫星广播。 借助“卫星数字音频无线电服务”(SDARS),汽车收音机听众 可以在卫星覆盖范围内的任何地方收听同一无线电台, 只有当 卫星信号被建筑物、树叶和隧道等遮挡时才会临时中断。XM 卫星无线电带头通过安装地面中继器来克服遮挡问题, 中继器 在稠密市区发射相同的卫星音频信号, 构成一个卫星与地面广 播结合的架构。 几乎同时,传统地面广播公司也绘制了数字广播蓝图,原因有 二。 第一, 他们认识到, 他们在模拟道路上很快就要走到尽头, 因为全世界都在向更高质量的数字跑道迁移。第二,频谱资源 越来越稀少,要在相同带宽内传输更多内容,只有通过数字化 和压缩新旧内容,打包后进行广播。因此,全世界都已开始从 模拟无线电转向数字无线电。 这些无线电广播技术具有接收更 清晰、覆盖区域更广的优势,能够在可用模拟无线电通道的现 有带宽内传输更多内容和信息, 而且用户可以更灵活地控制要 获取和收听的节目素材(图 1)。
30 MHz 时的带宽 标称带宽 半带宽 双倍带宽 带宽(kHz) 9 至 10 4.5 至 5 18 至 20 比特率(kbps) 8 至 20 2或4 20 至 80
图 4. 音频解码中的 AAC-LR、SBR 和 PS 像所有其它改进计划一样, 测量技术也在音质改进计划中发挥 “音质感知评估” (PEAQ) 了重要作用。 音质评估工具和标准, 如 和“隐藏参考和基准的多刺激法”(MUSHRA)等,帮助提高了 技术试验的评估速度。
成功实现高性能数字 无线电
作者:T.V.B. Subrahmanyam 和 Mohammed Chalil
数字无线电发展示例:印度
地面广播有两种开放标准 —— 数字多媒体广播 (DMB) 和通用 数字无线电 ™ (DRM),以及一种专有标准 HD Radio™(由 iBiquity 开发,是唯一经过 FCC 批准用于美国 AM/FM 音频广 包括 DAB、 播的标准) 。 DMB 指定了数字音频广播的多种格式, DAB+和 T-DMB,采用 VHF 频段 III 和 L 频段。DRM 采用 DRM30,工作频率范围是 150 kHz 到 30 MHz;DRM+则采用 VHF 频段 I、II 和 III。 VHF 频段的有用传播基本上局限于很小地理区域内的视线范 围。而短波传播则可在电离层中多次反射,从而到达世界上几 乎任何地方。对于人口密集且地理范围较小的国家/地区,采 用 VHF 频段 III 和 L 频段传输 DMB 非常有效。对于面积广袤 的国家/地区,中短波传输能够实现有效的覆盖。因此,在试 用 DAB 和 DRM 几年之后,印度政府决定采用 DRM。 2007 年间,印度国家广播电台(AIR)、亚太广播联盟(ABU)和 DRM 联合体在新德里进行了 DRM 的第一次现场试验。试验 为期三R 还进行了长距离测量。 结果表明, DRM 凭借有限数量的发射器就能服务更多人口,优势明显。 此外,日益提高的节能要求将功耗考虑提高到极其重要的地 位。DRM 的电源效率高出 50%,对于支持生态平衡和让地球 更环保而言至关重要。
HE-AAC V2 解码器的架构
图 5. DRM 中的多路复用和信道编码 MSC 对多路复用器产生的帧进行编码。选项有标准映射、对 称分层映射和混合分层映射。MSC 采用不等错误保护(UEP, 图 6),其中复用帧分为保护级别不同的两个部分:高保护级 别数据部分和低保护级别数据部分。 HE-AAC v2 解码器组件 (图 8) 构成 DRM 源解码器的一部分。 MPEG-4 HE-AAC v2 解码器(支持 ETSI DAB 和 DRM 标准) 集成了高级音频编码 (AAC) 、频带复制 (SBR) 和参数立体声 (PS)。该解码器向后兼容 AAC-LC。
图 3. 了解心理声学音调掩蔽 工业界和学术界开发的“频带复制”(SBR,图 4)以及“空 间音频编码”或“双耳线索编码”技术,可以说是随后的两大 突破性创新。这两项突破性的关键创新进一步增强了 AAC 技 术,使其具有可扩展编码性能,从而让 HE-AAC v2 和 MPEG 环绕声实现标准化,受到工业界的热烈欢迎。Dolby®、AC3 和 WMA®等业界主要标准也采取了相似的步骤, 以便在最新媒体 编码中利用类似的技术创新。
图 1. 汇聚处理器上的数字无线电
Analog Dialogue 47-01, January (2013)
/analogdialogue
1
数字无线电中的信号处理
典型的数字通信系统(图 2)先将模拟信号转换为数字信号, 再进行压缩,并添加纠错码,然后将多个信号打包以最大限度 地利用通道容量。要传输 RF 信号(它存在于“实际”的模拟 能量世界),须将数字信号转换为模拟信号并调制到载波频率 上。接收机端发生的过程刚好相反,首先是解调载波频率。然 后,将信号转换为数字信号,检查有无错误并解压缩。基带音 频信号转换为模拟信号,最终产生声音。
2
Analog Dialogue 47-01, January (2013)
“频带复制”(SBR)工具将解码采样速率变为 AAC-LC 采样速 率的 2 倍。“参数立体声”(PS)工具将单声道 LC 流解码为立
体声。
RVLC(可逆可变长度编码):避免比例因子数据中的错 误传播。
ER-AAC 特性与 UEP 一起,可以为 DRM 提供足够的容错性。
为 满 足这 一要 求, 必 须采用 高 效音 频编 码: Meltzer-Moser MPEG-4 HE-AAC v2 ( 国 际 标 准 化 组 织 / 国 际 电 工 委 员 会 —ISO/IEC)是一个不错的选择,但容错版本的 HE-AAC v2 (Martin Wolters,2003)在防止信道衰落方面性能更佳,可谓 最佳选择。 表 2. DRM 支持的不同编解码器
除 AAC 外, DRM 标准还定义了用于传输语音的谐波矢量激励 编码(HVXC)和编码激励线性预测(CELP)编解码器。 DRM 标准 还支持流传输图像、幻灯片、HTML 网页之类的原始数据。
DRM 架构
DRM 系统包括三条主要传输路径:主服务通道(MSC)、服务 描述通道(SDC)和快速存取通道(FAC)。FAC 承载正交频分复 用(OFDM)信号属性和 SDC/MSC 配置, 速率以 72 比特/帧为限。 SDC 包含 MSC 解码所需的信息,如复用帧结构等,以及其它 信息。
数字无线电接收机和 DSP
物理世界是模拟性的,但科学家和工程师们发现,在数字域中 更容易进行大量计算和符号操作。采样理论、信号处理技术和 各种数据转换器的出现, 使工程师们得以轻松顺利地利用模数
转换器(ADC)和带可编程内核的数字信号处理器来设计、实现
和测试复杂的数字信号处理(DSP)系统。 强大高效 DSP 的发展以及信息和通信理论的进步,促成了媒 体技术与通信的融合。数字无线电的出现归功于这些技术进 步。 数字无线电接收机最初是作为实验室原型而设计的, 然后投入 试生产。像大多数技术一样,第一代产品一般是利用分立器件 组装而成。随着市场规模和竞争水平的提高,制造商发现,通 过降低成品价格可以进一步扩大市场。 更高出货量的前景吸引 半导体制造商投入资金,努力集成更多分立器件以降低成本。 随着时间推移,不断缩小的芯片尺寸导致成本进一步降低,同 时产品功能愈加完善。许多产品都有过这样的持续演进过程, 包括 FM 收音机和手机。
比特率(kbps) 编解码器 音频速率 SBR PS 双倍带宽 20 至 80 AAC 12、24 或 48 是 是 是 8 至 20 CELP 8 至 16 是 — 是 2至4 8 至 20 2或4 是 — 是
优雅降级/容错性
一般而言,对于给定的流错误水平,压缩程度越高,则音频失 真越多。 例如,MPEG Layer II 流比 AAC 流更能容错。Layer II 频谱数据部分中的单比特错误不会造成任何恼人的失真, 因为 最大频谱值由比特分配值决定。AAC 则不然,同样的单比特 错误会导致霍夫曼解码器发生故障并应用帧错误隐藏, 重复的 帧错误将使音频静音,直到错误率降至最小值为止。长时间的 静默会使系统无法保证优雅降级。 在以下附加工具的帮助下,容错(ER) AAC 编码可以保证系统 在发生比特流错误时优雅降级: HCR(霍夫曼码字重排):通过将频谱数据划分为固定 大小的数段来防止错误在频谱数据内传播。HCR 将最重 要的数据放在各段的起始位置。 VCB11(编码本 11 的虚拟编码本):在特殊码字映射的 帮助下检测频谱数据内的严重错误。
高效音频源编码
活动图像专家组(MPEG)技术可以说是学术界、工业界和技术 论坛有效合作的渠道与框架。在音频领域,这种合作结出了硕 果,例如分别用于广播和存储/分发的 MPEG Layer II、MP3 和 AAC(高级音频编码)等,鼓励着工业界实施进一步的研发计 划。虽然 MP3 仍是网络分发和存储应用最受欢迎的“非官方” 格式, 但 AAC 的授权规范更简单, 外加苹果公司决定采用 AAC 作为 iPod 的媒体格式,使得 AAC 更受业界关注。 下面看看 MPEG 社区开发的 AAC 格式,以便了解信源编码涉 及到的一些重要技术。“心理声学模型”(图 3)和“时域混 叠抵消”(TDAC)可以说是宽带音频源编码领域最初的两大突 破性创新。