利索能及
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专利号: 201910775050X
申请人: 苏州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,包括:移动通信信号自适应混合压缩方法分为线性预测编码LPC(Linear Predictive Coding,LPC)训练阶段、LPC和μ-律对数压缩应用两个阶段,即在应用前需要按不同调制方式、功率及带宽采集相应的移动通信信号构造成一个训练数据集,利用其对移动通信信号自适应混合压缩方法进行训练;

具体的,在构造的训练数据集中任选一组训练数据,进行线性预测分析,获得各阶LPC预测增益,最终根据LPC预测增益的饱和情况选择合适的LPC阶数作为该组数据的期望LPC阶数,同时保存对应阶数下的LPC预测系数;对于该数据集中的每一组数据都进行上述的训练过程,从而构建一个由期望LPC阶数和LPC系数构成的LPC参数表,该表与信号的调制方式、功率及带宽相对应。

2.如权利要求1所述的移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,训练阶段,移动通信信号自适应混合压缩方法的训练过程如下:(1)按不同调制方式、带宽等参数采集相应的移动通信信号构造成训练数据集;

(2)从训练数据集中选取固定调制方式、带宽参数的训练数据,取P个样本点,预测现在或未来样本值,见公式(1)。

则可得预测误差ε(n)为

式中:ai为线性预测系数;

利用测试数据构建线性预测的Yule-Walker方程,见公式(3):

公式(3)共有p+1个方程,当k=0,1,2,…,p的 已知时,利用Levinson-Durbin算法递推公式可以解得apk[k=1,2,…,p]以及即可求解出线性预测的预测系数ai,i=1,2,...,p(即LPC预测系数),并将其和与之对应的调制方式、功率及带宽参数一起存入LPC参数表。

(3)再次从训练数据集中选取不同的固定调制方式、功率及带宽参数的训练数据,取P个样本点,重做步骤(2)从而构建完整的LPC参数表,完成移动通信信号自适应混合压缩方法的训练阶段。

3.如权利要求2所述的移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,利用Levinson-Durbin算法递推公式具体如下:aki=ak-1,i+akkak-1,k-i,i=1,2,…,k-1    (5)

4.如权利要求1所述的移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,在应用阶段,主要调用训练得到的LPC参数表中的lPC预测系数实现移动通信信号自适应混合压缩方法的预测和合成过程,具体如下:(1)对输入的数字化移动通信信号s(n)进行功率检测和带宽检测;

(2)根据其对应的调制方式和带宽参数查询训练得到的LPC参数表,从而得到该信号适用的LPC预测系数ai,i=1,2,...,p;

(3)根据ai,i=1,2,...,p按公式(1)和公式(2)进行LPC预测,由s(n)得到预测误差ε(n)(即预测残差信号)。由于得到的预测残差信号ε(n)一般都是小信号,根据其功率参数对其进行功率调整,然后再对预测残差信号ε(n)进行μ-律对数压缩;

(4)将对应的调制方式、功率参数、带宽参数和μ-律对数压缩的预测残差信号ε(n)打包输出,可以提高信道容量。

5.如权利要求4所述的移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,μ-律对数压缩原理如下:通过脉冲编码调制(PCM)将模拟电话信号进行数字化,一般要经过抽样、量化和编码等主要步骤。所谓量化就是把抽样信号的幅度离散化的过程,根据量化过程中输入与输出的关系,可以分为均匀量化和非均匀量化两种方式。均匀量化时,由于对编码范围内小信号或大信号都采用等量化级进行量化,因此小信号的信号与量化噪声比小,这对小信号来说是不利的。采用压缩的量化特性是改善小信号的信号量噪比的有效方法,它的基本思想是在均匀量化之前先让信号经过一次处理,对大信号进行压缩而对小信号进行放大。

6.如权利要求4所述的移动通信信号自适应混合压缩和解压方法,其特征在于,其中μ-压缩律的公式为:式中:x为压缩器归一化输入;y为压缩器归一化输出;μ为常数,它决定压缩程度,μ越大,则小信号的压扩效益越高。

7.一种与权利要求1到6任一项移动通信信号自适应混合对应的解压方法,在BBU端接收到压缩的采用移动通信信号自适应混合压缩方法压缩的移动通信信号后,其特征在于,包括:(1)对压缩的移动通信信号包进行解包处理,获得该信号的调制方式、功率参数、带宽参数和μ-律对数压缩的预测残差信号;

(2)对μ-律对数压缩的预测残差信号按公式(8)进行基于μ-律对数的对数扩展,并根据功率参数进行功率调整,得到预测残差信号ε(n);

(3)根据解包得到的调制方式查询训练得到的LPC参数表,从而得到该信号适用的LPC预测系数ai,i=1,2,...,p。利用LPC预测系数ai,i=1,2,...,p按公式(1)计算样本的预测值(4)根据公式(2)利用预测残差信号ε(n)和预测值 可以恢复得到移动通信信号s(n);

(5)重复步骤(1)到(4),可以实现信号解压缩输出。

8.一种计算机设备或嵌入式系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的应用程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1到7任一项所述方法的步骤。

9.一种可读写存储介质,其上存储有应用程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1到7任一项所述方法的步骤。

10.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1到7任一项所述的方法。