數字信號處理在電信網(wǎng)絡(luò )中的應用

　　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(huà)交談，電視信號，計算機文件以及其他類(lèi)型的數據。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(xiàn)，無(wú)線(xiàn)電，光纖等形式中的一種。電信公司花錢(qián)建立和維護這些通道，然后通過(guò)給他們的客戶(hù)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(qián)。數字信號處理已經(jīng)徹底改變了通信的許多領(lǐng)域，用它可以進(jìn)行信號音的產(chǎn)生和檢測、頻帶移動(dòng)、濾除電源線(xiàn)的噪音等等。下面就來(lái)看一下電信網(wǎng)絡(luò )中數字信號處理兩個(gè)典型的應用：多路復用、數據壓縮。

　　多路復用省了好多錢(qián)

　　現在全世界有數十億部電話(huà)，如果想要幾秒鐘內通過(guò)機械式的開(kāi)關(guān)來(lái)切換網(wǎng)絡(luò )，讓任何一部電話(huà)連接到其他目的電話(huà)，是根本不可能完成的任務(wù)。直到上世紀60年代，兩部電話(huà)之間的通話(huà)信號還是模擬語(yǔ)音信號，而且信號的傳遞途中還要經(jīng)過(guò)機械開(kāi)關(guān)和功率放大器，一對電話(huà)連接需的兩根導線(xiàn)。

　　而數字信號處理可以將模擬的音頻信號轉換成串行的數字信號流。因為二進(jìn)制數據可以很容易地交織和分離，所以很多電話(huà)交談都可以在單通道中傳輸。例如，T載波系統可以同時(shí)傳送24個(gè)語(yǔ)音信號，每個(gè)語(yǔ)音信號的采樣率是每秒鐘8000次，每次采樣的模擬信號轉換成8位的二進(jìn)制數字信號。這樣的話(huà)，每個(gè)語(yǔ)音信號將被以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。數字傳輸的經(jīng)濟優(yōu)勢是巨大的，因為線(xiàn)和模擬開(kāi)關(guān)相比數字邏輯門(mén)貴的不是一般的多。

　　數據壓縮

　　如果以一個(gè)語(yǔ)音信號以每秒8000個(gè)采樣的速度進(jìn)行數字化的話(huà)，大多數的數字信息是有冗余的。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的。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了很多的數字信號處理算法來(lái)將數字化語(yǔ)音信號進(jìn)行優(yōu)化，縮減它的數據量。這就是傳說(shuō)中的數據壓縮算法。無(wú)損壓縮算法是可以恢復成信號原始形式的。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(huà)，會(huì )對聲音質(zhì)量有明顯的影響，但仍可以用于長(cháng)途電話(huà)網(wǎng)絡(luò )。最高的壓縮率可以達到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。