智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論第5章

智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論第5章第一頁(yè)，共40頁(yè)。目錄第1章緒論第2章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的體系框架第3章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)第4章交通信息采集與處理技術(shù)第5章通信技術(shù)第6章車輛定位技術(shù)第7章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第8章數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)第9章新技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用第10章交通信息服務(wù)系統(tǒng)第二頁(yè)，共40頁(yè)。第5章通信技術(shù)概述5.1通信技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用5.2交通數(shù)據(jù)信源編碼研究5.3第三頁(yè)，共40頁(yè)。5.1概述智能運(yùn)輸系統(tǒng)是利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)建立道路、車輛、行人為一體的綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)。在將道路、車輛、行人整合的過(guò)程中，通信系統(tǒng)起到了關(guān)鍵的作用，通信技術(shù)成為構(gòu)建智能運(yùn)輸系統(tǒng)的基本要素。

現(xiàn)代通信技術(shù)包括數(shù)字通信技術(shù)、程控交換技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)、ISDN與ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)以及接入網(wǎng)與接入技術(shù)等。數(shù)字通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)中的最主要的通信技術(shù)基礎(chǔ)。用數(shù)字信號(hào)作為載體來(lái)傳輸消息，或用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。第四?yè)，共40頁(yè)。5.1概述數(shù)字通信以其抗干擾能力強(qiáng)，便于存儲(chǔ)，處理和交換等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信網(wǎng)的各種通信系統(tǒng)。信息傳輸技術(shù)主要包括光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等。光纖是以光波為載頻，以光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的一種通信方式，主要特點(diǎn)是頻帶寬，比常用微波頻率高104-105倍；損耗低，中繼距離長(zhǎng)；具有抗電磁干擾能力；線經(jīng)細(xì)，重量輕；還有耐腐蝕，不怕高溫等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字微波中繼通信是指利用波長(zhǎng)為1m-1mm范圍內(nèi)的電磁波通過(guò)中繼站傳輸信號(hào)的一種通信方式。第五頁(yè)，共40頁(yè)。5.1概述數(shù)字微波中繼通信主要特點(diǎn)為信號(hào)可以“再生”，具有便于數(shù)字程控交換機(jī)的連接、便于采用大規(guī)模集成電路、保密性好以及占用頻帶較寬等的優(yōu)點(diǎn)。衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單說(shuō)就是地球上的無(wú)線電通信站之間利用人造地球衛(wèi)星作中繼站而進(jìn)行的通信。其具有通信距離遠(yuǎn)、工作頻帶寬、通信容量大、適用于多種業(yè)務(wù)的傳輸、通信線路穩(wěn)定可靠以及通信質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。早期的通信形式屬于固定點(diǎn)之間的通信，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，信息傳遞日益頻繁，移動(dòng)通信正是因?yàn)榫哂行畔⒔涣黛`活，經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)勢(shì)，得到了迅速的發(fā)展，第六頁(yè)，共40頁(yè)。概述5.1交通數(shù)據(jù)信源編碼研究5.3通信技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用5.2第5章通信技術(shù)第七頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.1調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播是以調(diào)頻方式進(jìn)行音頻信號(hào)傳輸?shù)?調(diào)頻波的載波隨著音頻調(diào)制信號(hào)的變化而在載波中心頻率（未調(diào)制以前的中心頻率）兩邊變化，每秒鐘的頻偏變化次數(shù)和音頻信號(hào)的調(diào)制頻率一致。頻偏的大小是隨音頻信號(hào)的振幅大小而定。調(diào)頻廣播是高頻振蕩頻率隨音頻信號(hào)幅度而變化的廣播技術(shù)。具有抗干擾力強(qiáng)、失真小、設(shè)備利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但所占頻帶寬，因此常工作于甚高頻段。第八頁(yè)，共40頁(yè)。由交通部門與廣播電臺(tái)聯(lián)合打造的調(diào)頻廣播臺(tái)不是傳統(tǒng)意義的廣播，而是跨行業(yè)，利用“多路段、差異化、定制化插播”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于智能位置信息的差異化信息服務(wù)，是對(duì)普通調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用。具有緊急廣播和數(shù)據(jù)推送功能，可全面提升現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)水平和效率，提高應(yīng)對(duì)公路突發(fā)事件和應(yīng)急處置能力。5.2.1調(diào)頻廣播第九頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.23G移動(dòng)通信3G（3rdGeneration）指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。與前兩代相比,主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kb/s，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mb/s。目前國(guó)際電聯(lián)接受的3G標(biāo)準(zhǔn)主要有WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA。

3G技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)的交互，例如：與不同城市智能運(yùn)輸系統(tǒng)之間的交互、車與車之間的交互、不同種類的信息平臺(tái)之間交互等。使得車輛在出行前可以選擇更為合理的出行路線，在出行中合理規(guī)避交通堵塞，遇到堵塞可以主動(dòng)上傳相關(guān)路況信息。還可為提供車輛監(jiān)測(cè)。第十頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.23G移動(dòng)通信

3G技術(shù)在快速交通事故處理中的應(yīng)用一般性車輛事故特別是未造成人身傷害的事故，可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)提供的視頻技術(shù)來(lái)解決。3G視頻技術(shù)可以利用高帶寬的無(wú)線接入在任一地點(diǎn)上傳和接受圖像。交警部門可以通過(guò)3G遠(yuǎn)程視頻的方式來(lái)完成事故現(xiàn)場(chǎng)的勘察?？梢钥焖偬幚斫煌ㄊ鹿?，及時(shí)解決事發(fā)路段的交通擁堵?tīng)顩r，并節(jié)約交管部門成本。

3G技術(shù)在交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用傳統(tǒng)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)只能提供單一的道路地圖導(dǎo)航，無(wú)法做到實(shí)時(shí)更新前方路況信息，也就無(wú)法向出行者提供智能便捷的出行服務(wù)。第十一頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.23G移動(dòng)通信

3G技術(shù)在交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和普及，車載導(dǎo)航系統(tǒng)將與3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，使其成為交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)中的接收/發(fā)送設(shè)備。目前，在3G網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的移動(dòng)定位技術(shù)有三種：基于網(wǎng)絡(luò)的CELL-ID技術(shù)、OTDOA技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與終端混合的A-GPS技術(shù)。移動(dòng)定位可以實(shí)現(xiàn)援助服務(wù)、基于位置的信息服務(wù)、廣告服務(wù)以及追蹤服務(wù)等多種業(yè)務(wù)。3G通信技術(shù)很好地解決了智能運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中存在的問(wèn)題，給智能運(yùn)輸信息傳輸帶來(lái)無(wú)限機(jī)遇，今后會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間。第十二頁(yè)，共40頁(yè)。專用短程移動(dòng)通信（DedicatedShortRangeCommunications，簡(jiǎn)稱DSRC）是一種無(wú)線通信系統(tǒng)，是將數(shù)字信號(hào)調(diào)制在高頻副載波上，再以此搭載有信號(hào)的副載波調(diào)制到頻率、幅值固定的厘米波上，由天饋線在路面通信站和運(yùn)動(dòng)車輛之間來(lái)回傳播。車輛至地面站的信號(hào)傳送稱為“上行”，地面站至車輛的信號(hào)傳送稱為“下行”。全部信號(hào)的編制、發(fā)射、接收、處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送均由雙方的微處理器按專用軟件控制，并操作硬件執(zhí)行。專用短程移動(dòng)通信5.2.3專用短程移動(dòng)通信第十三頁(yè)，共40頁(yè)。DSRC是ITS的基礎(chǔ)，通過(guò)信息的雙向傳輸將車輛和道路有機(jī)地連接起來(lái)，主要是用來(lái)控制車輛運(yùn)動(dòng)和征收通行費(fèi)?？刂栖囕v運(yùn)動(dòng)包括對(duì)運(yùn)行車輛位置和方向的測(cè)定以及對(duì)車輛縱向和橫向運(yùn)動(dòng)速度的控制等。電子收費(fèi)需要在車輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中查明車輛型別、進(jìn)出高速公路的站號(hào)，并將計(jì)算出的應(yīng)繳通行費(fèi)額通知給用戶。完成這些工作都需要路側(cè)固定通信站與運(yùn)動(dòng)車輛多次交流數(shù)據(jù)，只有高可靠性的移動(dòng)通信才能滿足這些要求。專用短程移動(dòng)通信5.2.3專用短程移動(dòng)通信第十四頁(yè)，共40頁(yè)。短距離信標(biāo)可以提供短程通信，并可在有限的頻譜上以高速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。幾種常見(jiàn)的短距離信標(biāo)特性如表所示。根據(jù)設(shè)計(jì)，信標(biāo)可用于單向周期性廣播、雙向廣播和接收，或者雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。信標(biāo)可以用于車輛定位和導(dǎo)航、電子收費(fèi)、車輛自動(dòng)識(shí)別、商業(yè)車輛運(yùn)營(yíng)、交通管理和車-車的相互通信。專用短程移動(dòng)通信5.2.3專用短程移動(dòng)通信生產(chǎn)廠系統(tǒng)距離數(shù)據(jù)率發(fā)送塊大小Hughes主動(dòng)RF61m(200in.)550KB/s512bitAmtech被動(dòng)RF23-30m（750－100in.）300或600KB/s128bitSiemens紅外60-80m（197－262in.）125KB/s256byte（下行鏈路)128byte（上行鏈路）第十五頁(yè)，共40頁(yè)。車-路旁的信標(biāo)類型有三種：（1）定位信標(biāo)（2）信息信標(biāo)（3）單獨(dú)通信信標(biāo)定位信標(biāo)發(fā)送信號(hào)以確定其位置、地圖坐標(biāo)、路段取向以及信標(biāo)數(shù)目。信息信標(biāo)既發(fā)送定位信號(hào)又通過(guò)電纜中繼當(dāng)前路況和交通信息。單獨(dú)通信信標(biāo)用來(lái)和車輛進(jìn)行雙向通信的。這些信標(biāo)均可用來(lái)收集交通數(shù)據(jù)和引導(dǎo)車輛。信標(biāo)通信5.2.3專用短程移動(dòng)通信第十六頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.3專用短程移動(dòng)通信當(dāng)一輛配置完備的車輛經(jīng)過(guò)通信信標(biāo)時(shí)，就可以通過(guò)信標(biāo)向中心主機(jī)發(fā)送測(cè)得的行程時(shí)間和經(jīng)歷信號(hào)燈的等待時(shí)間。同時(shí)，它可從信標(biāo)接收到返回的相關(guān)定位和引導(dǎo)信息，如圖所示。信標(biāo)通信信標(biāo)通信第十七頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.3專用短程移動(dòng)通信DSRC協(xié)議是DSRC的基礎(chǔ)，美國(guó)、歐洲、日本均建立了自己的DSRC標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織尚未制定出完整的DSRC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。但資料表明，基于5.8gHz的DSRC國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將成為必然。DSRC標(biāo)準(zhǔn)可以分為三個(gè)層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層（PhysicalLayer）規(guī)定了機(jī)械、電器、功能和過(guò)程的參數(shù)，以激活、保持和釋放通信系統(tǒng)之間的物理連接。其中載波頻率是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，它是造成世界上DSRC系統(tǒng)差別的主要原因。DSRC協(xié)議第十八頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.3專用短程移動(dòng)通信數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）制定了媒介訪問(wèn)和邏輯鏈路控制方法，定義了進(jìn)入共享物理媒介、尋址和出錯(cuò)控制的操作。應(yīng)用層（ApplicationLayer）提供了一些DSRC應(yīng)用的基礎(chǔ)性工具。應(yīng)用層中的過(guò)程可以直接使用這些工具，例如：通信初始化過(guò)程、數(shù)據(jù)傳輸和擦去操作等等。另外，應(yīng)用層還提供了支持同時(shí)多請(qǐng)求的功能。DSRC協(xié)議第十九頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.4無(wú)線射頻識(shí)別

無(wú)線射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification，簡(jiǎn)稱RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)可用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。無(wú)線射頻識(shí)別第二十頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.4無(wú)線射頻識(shí)別

RFID系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成：標(biāo)簽（Tag）由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器（Reader）讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，當(dāng)裝有標(biāo)簽的物體通過(guò)閱讀器時(shí)，及時(shí)讀出標(biāo)簽的ID信息，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。天線（ANTENNA）在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。系統(tǒng)組成第二十一頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.4無(wú)線射頻識(shí)別

標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在標(biāo)簽芯片中的產(chǎn)品信息（該標(biāo)簽稱為PassiveTag，即無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（該標(biāo)簽稱為ActiveTag，即有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）。閱讀器讀取信息并解碼后，送至后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。一套完整的RFID系統(tǒng)，由電子標(biāo)簽、閱讀器、應(yīng)用軟件三部分組成。閱讀器發(fā)射某一特定頻率的無(wú)線電波能量給標(biāo)簽，用以驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，發(fā)送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理?；竟ぷ髟鞷FID基本工作原理第二十二頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.4無(wú)線射頻識(shí)別

RFID技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用：不停車收費(fèi)：RFID在路費(fèi)征稽、高速公路或各種停車場(chǎng)收費(fèi)中的應(yīng)用體現(xiàn)為不停車收費(fèi)。交通意外救援和特殊車輛監(jiān)控：通常在主干道上、各高速公路出入口及交叉路口設(shè)立RFID信息采集點(diǎn)。當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)，閱讀器得到通過(guò)車輛的ID及經(jīng)過(guò)時(shí)間，并形成記錄。交通流檢測(cè)及交通違章取證：采用RFID的交通流檢測(cè)系統(tǒng)，精度高、受環(huán)境影響小、識(shí)別車型、安裝維護(hù)較方便。通過(guò)在關(guān)鍵路口設(shè)置閱讀器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于車輛闖紅燈或禁令的違章取證。RFID應(yīng)用第二十三頁(yè)，共40頁(yè)。5.2.4無(wú)線射頻識(shí)別

車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用RFID識(shí)別技術(shù)可以讀取裝載在車輛上的電子標(biāo)簽，結(jié)合數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等現(xiàn)代化科技手段，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。RFID應(yīng)用第二十四頁(yè)，共40頁(yè)。第5章通信技術(shù)概述5.1交通數(shù)據(jù)信息源編碼研究5.3通信技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用5.2第二十五頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.1問(wèn)題的提出技術(shù)體系結(jié)構(gòu)在道路交通系統(tǒng)中，道路路況信息越多、越精確、越及時(shí)，就越能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)前方路段在未來(lái)時(shí)刻的擁擠程度。因此，從這一方面考慮，我們希望把更多路段的交通信息從通信基站傳送給車輛。但是，從另一方面考慮，交通數(shù)據(jù)是路況信息中的常規(guī)數(shù)據(jù)，需要連續(xù)不斷地由基站向外廣播，而路況信息還要包括諸如交通事故、緊急通知、各種時(shí)間表以及各種廣告等數(shù)據(jù)。但無(wú)線信道的容量是有限的，所以希望用更少位數(shù)盡量精確地傳送交通數(shù)據(jù)。為此，提出了交通流數(shù)據(jù)的信源編碼問(wèn)題。第二十六頁(yè)，共40頁(yè)。進(jìn)行數(shù)據(jù)通信需要考慮的問(wèn)題：采用何種通信方式；如何保證通信的速度和質(zhì)量。通信系統(tǒng)的主要指標(biāo)是通信的有效性和可靠性。在數(shù)字通信系統(tǒng)中信源編碼旨在解決有效性指標(biāo)；而信道編碼，又稱為差錯(cuò)控制編碼，是用來(lái)提高通信的可靠性指標(biāo)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的框架如圖。為了有效、安全地傳輸數(shù)據(jù)，引入信源編碼（指數(shù)據(jù)編碼）、信道編碼（指誤差糾錯(cuò)編碼）。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框架第二十七頁(yè)，共40頁(yè)。信源編碼，解決的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行詥?wèn)題，即通過(guò)對(duì)信源的處理，力求用最少數(shù)碼傳遞最大信息量，使信號(hào)更適宜傳輸。信源編碼的一個(gè)主要目的就是要解決數(shù)據(jù)的壓縮問(wèn)題，即以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)的信號(hào)，減少容納給定消息集合或數(shù)據(jù)采樣集合的信號(hào)空間，其中信號(hào)空間是指某信號(hào)集合所占的空間域、時(shí)域和頻域空間。近代信源編碼的理論與方法，主要也是以壓縮數(shù)字編碼的數(shù)碼率為目標(biāo)。因此在今天，“數(shù)據(jù)壓縮”與“信源編碼”已是兩個(gè)具有相同含義的術(shù)語(yǔ)了。信源編碼的理論依據(jù)5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)第二十八頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)對(duì)于一個(gè)信源而言，它既可以送出事件a1，也可以送出別的事件ai。因此從統(tǒng)計(jì)平均觀點(diǎn)來(lái)看，它所含有的信息量就是平均信息量的概念。借用熱力學(xué)的名詞，把它叫做熵（Entropy）。因此，若信源的概率模型寫為：其中，為信源的字母集。則該信源熵可定義為：各事件不肯定性的數(shù)學(xué)期望，即：熵的意義第二十九頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)對(duì)于一個(gè)信源而言，它既可以送出事件a1，也可以送出別的事件ai。因此從統(tǒng)計(jì)平均觀點(diǎn)來(lái)看，它所含有的信息量就是平均信息量的概念。借用熱力學(xué)的名詞，把它叫做熵（Entropy）。因此，若信源的概率模型寫為：其中，為信源的字母集。則該信源熵可定義為：各事件不肯定性的數(shù)學(xué)期望，即：熵的意義第三十頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)其中，可以證明就是離散無(wú)記憶信源進(jìn)行無(wú)失真編碼時(shí)的基本極限。根據(jù)編碼定理，對(duì)于二進(jìn)制系統(tǒng)，滿足：的編碼方案一定存在。其中，為平均碼長(zhǎng)。當(dāng)要求無(wú)損傳送數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于一個(gè)固定信源在二進(jìn)制系統(tǒng)中由變長(zhǎng)編碼定理，滿足熵的意義第三十一頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)的編碼方案一定存在。其中，為概率已知的信源，為信源的熵，為編碼后的平均碼長(zhǎng)，為信源中第個(gè)符號(hào)的碼長(zhǎng)，為信源的總字符數(shù)。熵的意義熵有下式成立，式中，即為最大熵。熵的最大性第三十二頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)信源只要不是等概率分布，就存在著數(shù)據(jù)壓縮的可能性，而其基本途徑就是改變?cè)械母怕史植?，使之逼近或達(dá)到等概率分布。離散無(wú)記憶信源的冗余度寓于概率的非等分布之中。因此數(shù)據(jù)壓縮的基本途徑之一，就是改變信源的概率分布，以期盡可能達(dá)到等概率分布之目的，即統(tǒng)計(jì)編碼。數(shù)據(jù)壓縮基本途徑第三十三頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.2信源編碼的理論基礎(chǔ)編碼效率很清楚，只要，就表明信源編碼后，仍有冗度存在。故還可得相對(duì)冗余度為：可見(jiàn)，統(tǒng)計(jì)編碼的實(shí)質(zhì)問(wèn)題就在于減低，以使趨近于1，趨近0。第三十四頁(yè)，共40頁(yè)。5.3.3車輛飽和度數(shù)據(jù)流的編碼方案城市車輛飽和度數(shù)據(jù)是指城市中同一時(shí)刻所有路段的車輛飽和度。當(dāng)時(shí)間變化時(shí)，形成了一個(gè)時(shí)間序列，即車輛飽和度數(shù)據(jù)流。這一時(shí)間序列可以認(rèn)為是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。更確切地說(shuō)，是一個(gè)馬爾可夫隨機(jī)過(guò)程，而交通量在總體上是符合正態(tài)分布的。根據(jù)編碼定理可知，平均碼長(zhǎng)有一個(gè)下限（見(jiàn)5-4），任何編碼得到的如果小于必然存在失真。即對(duì)概率已知的信源，任何編碼的平均碼長(zhǎng)下限是已知的，若要找到更小的，就必須對(duì)信源進(jìn)行變換，使變換后的信源熵值比原始信源的熵值更小