[發明專利]通信調制信號的壓縮及解壓方法

有效

• 申請號: 201410366597.1
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104113394B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 馬詩洋;馬鴻飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/03
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,黎漢華

技術領域

本發明屬于通信技術領域，特別涉及一種壓縮方法和解壓方法，可用于通信調制信號的壓縮編碼和存儲傳輸。

背景技術

隨著通信業務類型和業務量的日益增長，通信網絡中需要進行傳輸的數據量急劇增加，因而需要更多昂貴的信道資源和存儲空間，大大提高了通信系統的復雜度和成本，因此首先需要對所要傳輸的信號或數據進行壓縮編碼，減少數據量，然后再進行傳輸，提高傳輸效率。

現有壓縮解壓方法主要針對語音和視頻等對媒體信號，這些多媒體信號自身具有高度的相關性并具有較好的數學和物理模型，因而具有較好的壓縮編碼方法。然而通信調制信號大都不具備較好的相關特性，也不存在有利于進行壓縮編碼的數學和物理模型，通信調制信號的壓縮編碼具有較大的挑戰性，成為相關研究的關鍵技術之一。因而近年來，在通信領域，尤其是移動通信領域，通信調制信號的壓縮編碼已成為相關領域重要的研究內容。

現有的壓縮方法，是通過子集分離單元將輸入的一幀原始數據分解成第一和第二兩個子集；估計單元利用第一子集數據估計第二子集數據，然后第二子集減去得到的第二子集的估值得到一組誤差數據。第一子集數據經過一個導數編碼單元處理得到子集尾數和子集指數送給格式化模塊，而誤差數據經過另一個導數編碼單元處理得到誤差尾數和誤差指數也送給格式化模塊；同時兩個上述導數編碼單元還輸出反映第一子集編碼信息的子集導數及子集Huffman表，以及反映誤差數據編碼信息的誤差導數及誤差Huffman表，這些導數信息決定了表示一組浮點數據需要的最少存儲量。頭信息編碼單元將接收到的子集導數及子集Huffman表、誤差導數及誤差Huffman表和來自反映編碼單元編碼設置的編碼參數組合成頭信息交給格式化模塊；壓縮數據格式化模塊將接收的頭信息、子集尾數和子集指數以及誤差尾數和誤差指數按照一定的格式組合成編碼數據幀，形成壓縮數據輸出。

現有的解壓方法，壓縮數據分析模塊將接收到的壓縮數據幀分解成頭信息、子集尾數和子集指數以及誤差尾數和誤差指數；頭信息解碼單元將收到的頭信息分離成子集導數及子集Huffman表、誤差導數及誤差Huffman表；兩個集成解碼單元中，一個利用子集導數及子集Huffman表將子集尾數和子集指數重構成第一子集數據，而一個利用誤差導數及誤差Huffman表將誤差尾數和誤差指數重構成誤差數據；估計單元根據解碼得到的第一子集數據估算出第二子集數據，并將其與誤差數據相加，得到第二子集數據，最后第二子集數據與第一子集數據通過子集結合單元處理得到重構數據輸出。

上述現有技術利用相鄰數據之間的相關性進行數據壓縮和編碼，這要求相鄰數據之間要有較好的連續性和相關性。然而，通信調制信號相鄰信號之間隨機性較強，而且不具備較好的相關性或短時平穩特性，因而現有技術不能對其進行有效的壓縮編碼，導致壓縮比低、信道利用率不高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種通信調制信號的壓縮解壓方法，以減小對相鄰數據之間要有較好的連續性和相關性要求，提高壓縮比和編碼效率，進而提高信道利用率。

實現本發明目的的技術方案是：將原始信號進行分幀處理，再將分幀信號的絕對值按照設定的參考數據進行分類重組，然后針對不同分類進行不同的編碼。具體步驟包括如下：

本發明的技術方案是這樣實現的：

技術方案一：

一種通信調制信號的壓縮方法，包括如下步驟：

(1)數據處理步驟：

(1a)按照設定幀長L，將L個通信調制信號的采樣數據組成數據幀Dx，提取數據幀Dx中每個數據的符號組成符號位Sn，并計算數據幀Dx中每個數據的絕對值得到絕對值幀Da；

(1b)設定一個參考數據Dr，將絕對值幀Da中小于參考數據的絕對值標定為0類數據，大于等于參考數據的絕對值標定為1類數據，同時得到分類信息C；

(1c)將所有0類數據組合在一起得到0類數據D0，將所有1類數據組合在一起得到1類數據D1，從1類數據D1的絕對值中減掉參考數據Dr得到1類數據差值D2；

(2)編碼步驟：

(2a)對參考數據Dr進行編碼得到參考數據碼字Cr；

(2b)對0類數據D0進行編碼得到0類數據碼字C0；

(2c)對1類數據差值D2進行編碼得到1類數據差值碼字C1。

(3)幀封裝步驟：

將幀長L、符號位Sn、分類信息C、參考數據碼字Cr，0類數據碼字C0、1類數據差值碼字C1合并，組合成編碼幀Bs，并輸出到傳輸信道或存儲介質。