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通信就是把信息從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。這包括許多形式的信息，例如：電話交談，電視信號(hào)，計(jì)算機(jī)文件以及其他類型的數(shù)據(jù)。要在兩地之間傳遞信息，你需要一個(gè)連接兩地的通道，而這個(gè)通道也可能是雙絞線，無(wú)線電，光纖等形式中的一種。電信公司花錢建立和維護(hù)這些通道，然后通過(guò)給他們的客戶傳送信息來(lái)獲利。并且單一通道傳遞的信息越多，他們就越賺錢。數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)徹底改變了通信的許多領(lǐng)域，用它可以進(jìn)行信號(hào)音的產(chǎn)生和檢測(cè)、頻帶移動(dòng)、濾除電源線的噪音等等。下面就來(lái)看一下電信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字信號(hào)處理兩個(gè)典型的應(yīng)用：多路復(fù)用、數(shù)據(jù)壓縮。
多路復(fù)用省了好多錢
現(xiàn)在全世界有數(shù)十億部電話，如果想要幾秒鐘內(nèi)通過(guò)機(jī)械式的開(kāi)關(guān)來(lái)切換網(wǎng)絡(luò)，讓任何一部電話連接到其他目的電話，是根本不可能完成的任務(wù)。直到上世紀(jì)60年代，兩部電話之間的通話信號(hào)還是模擬語(yǔ)音信號(hào)，而且信號(hào)的傳遞途中還要經(jīng)過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)和功率放大器，一對(duì)電話連接需的兩根導(dǎo)線。
而數(shù)字信號(hào)處理可以將模擬的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行的數(shù)字信號(hào)流。因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)據(jù)可以很容易地交織和分離，所以很多電話交談都可以在單通道中傳輸。例如，T載波系統(tǒng)可以同時(shí)傳送24個(gè)語(yǔ)音信號(hào)，每個(gè)語(yǔ)音信號(hào)的采樣率是每秒鐘8000次，每次采樣的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。這樣的話，每個(gè)語(yǔ)音信號(hào)將被以64000位/秒的采樣率來(lái)采樣，那么24個(gè)通道將以1.544兆位/秒的速度來(lái)傳遞信號(hào)。數(shù)字傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是巨大的，因?yàn)榫€和模擬開(kāi)關(guān)相比數(shù)字邏輯門貴的不是一般的多。
數(shù)據(jù)壓縮
如果以一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)以每秒8000個(gè)采樣的速度進(jìn)行數(shù)字化的話，大多數(shù)的數(shù)字信息是有冗余的。也就是說(shuō)，每個(gè)采樣所攜帶的信息在很大程度上和相鄰的采樣的信息是重復(fù)的。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了很多的數(shù)字信號(hào)處理算法來(lái)將數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，縮減它的數(shù)據(jù)量。這就是傳說(shuō)中的數(shù)據(jù)壓縮算法。無(wú)損壓縮算法是可以恢復(fù)成信號(hào)原始形式的。這些算法在壓縮量和產(chǎn)生的聲音質(zhì)量方面是各不相同的。
在一般情況下，減少將采樣率從64千比特/秒降到到32千比特/秒是不會(huì)損失聲音質(zhì)量的。如果8千比特/秒的采樣速度壓縮的話，會(huì)對(duì)聲音質(zhì)量有明顯的影響，但仍可以用于長(zhǎng)途電話網(wǎng)絡(luò)。最高的壓縮率可以達(dá)到2千比特/秒，但聲音會(huì)產(chǎn)生高度扭曲，但可以用在軍事、海底通信等場(chǎng)景下。
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