【正文】 44 / 45目 錄摘 要 ..........................................................................................................................1ABSTRACT................................................................................................................2前 言 ..........................................................................................................................3第一章 語音編碼概述 ............................................................................................4 語音信號的特性 ............................................................................................4 概率分布密度函數(shù)（PDF） .................................................................5 自相關函數(shù)（ACF） .............................................................................5 功率譜密度函數(shù)（PSD） .....................................................................6 語音中的清音和濁音 ............................................................................6 語音編碼的基本概念 ....................................................................................7 波形編碼 ................................................................................................7 參數(shù)編碼 ................................................................................................8 混合編碼 ................................................................................................9 信息壓縮技術 ........................................................................................9 語音質量的評價 ..................................................................................10 語音編碼技術的進展與現(xiàn)狀 ......................................................................11第二章 移動通信特點對語音編碼技術的要求 ....................................................14 無線通信信道的條件 ..................................................................................14 頻率資源有限 ......................................................................................14 無線信道的衰落 ..................................................................................14 編碼技術特點 ......................................................................................15 激勵源與混合編碼 ......................................................................................15第三章 GSM 系統(tǒng)中的語音編碼技術 ...................................................................17 RPELTP 概述 ..............................................................................................17 RPELTP 編碼器 ..........................................................................................17 RPELTP 解碼器 ......................................................................................22第四章 IS96 系統(tǒng)中的語音編碼技術 ...................................................................24 QCELP 概述 .................................................................................................2445 / 45 8K QCELP 編碼器 ........................................................................................25 8K QCELP 解碼器 ........................................................................................31第五章 第三代移動通信系統(tǒng)的語音編碼技術 ....................................................33 增強型變速率語音編解碼器（EVRC） ....................................................33 自。通過這次畢業(yè)論文的寫作，不僅鞏固了我的專業(yè)基礎知識，更重要的是提高了我查閱資料，獨立思考、分析資料的能力。4． 當今的社會是信息時代，我們要很好地利用互聯(lián)網(wǎng)，從中得到自己想要的資料。2． 對學過的專業(yè)課的基礎要牢固，只有把下面的根基打牢固了，才能夠更好地學習新的知識，在此次論文的撰寫過程中，由于數(shù)學基礎的欠缺，不得不經(jīng)常停下來翻閱數(shù)學書籍，才使得論文得以順利地進行。在老師的指導下，我查閱了《電子學報》 、 《電子與信息學報》等刊物，為以后的論文寫作打下了堅實的理論基礎。當今技術發(fā)展很迅速，從一種技術的提出到產業(yè)化的投入的周期變得越來越短，而教材的出版要經(jīng)過很長的一個周期。 （3）研究CDMA 系統(tǒng)的特性，改進語音編碼算法。作者認為未來的移動通信編碼技術將在以下幾個方面作出更多的研究：（1）除了源、信道控制外，用戶控制也將成一種控制編碼速率的方式。41 / 45結 束 語語音編碼技術在數(shù)字移動通信中起著相當關鍵的作用，隨著移動通信技術的蓬勃發(fā)展，要從根本上提高系統(tǒng)容量，對語音編碼技術的研究顯得極為重要。當發(fā)現(xiàn)與 SMV的規(guī)定不符時，置 BFI=1，利用差錯隱藏模塊對各種參數(shù)進行推斷。SMV 解碼器原理框圖如圖 5－6 所示，由四部分組成：激勵合成、差錯隱藏、LPC 合成濾波和后置濾波。對每一個語音幀，速率判決模塊根據(jù)語音參數(shù)和模式信息對輸入語音進行分類，并選擇適當?shù)木幋a類型和編碼速率，再根據(jù)選擇的類型和編碼速率對語音參數(shù)進行量化和編碼。輸入語音預處理 幀處理 速率判決模式信息全 / 半速率 1 / 4 和 1 / 8 速率類型 0 類型 1圖 5－5 SMV 編碼器原理圖其中預處理模塊包括靜音增強、高通濾波、噪聲抑制和自適應傾斜濾波。SMV 的可選性不僅體現(xiàn)在其工作模式可選，而且其39 / 45噪聲抑制算法和語音活性檢測算法都各有兩種模式可供選擇，其差錯隱藏算法和后處理算法也可以根據(jù)實際情況選擇用或不用。 可選模式聲碼器（SMV）可選模式聲碼器采用變速率編碼機制，可以根據(jù)工作模式動態(tài)地調整平均碼率。()Az??圖 5－4 AMR 解碼器原理圖AMR 語音解碼器原理圖見框圖 5－4。（3） 代數(shù)碼本搜索經(jīng)過代數(shù)碼本搜索，可得到代數(shù)碼本索引和代數(shù)碼本增益兩個參數(shù)，并對碼本增益進行量化。預處理加窗和自相關 R [ ]L e v i n s o n D u r b i n L S P 量化為四個子幀插值計算加權的語音（ 四個子幀 ）尋找開環(huán)基音為自適應碼本計算目標尋找最佳遲延和增益量化 L T P的增益計算自適應碼本貢獻計算沖激響 應[]()Az?()Az?為 4 個子幀插值 ()SPz為更新計 算目標 為下個子幀修改濾波器的存 儲器計 算激勵信號固定碼本增益量化尋 找最佳更新固定碼本增益索引碼索引基音索引L T P 增益索引A?()Az?()hn()zxn()2xnL S P 指示預處理線性預測系數(shù) （ L P C ）分析 （ 每幀兩次 ）開環(huán)基音尋找（ 每幀兩次 ）自適應碼本搜尋更新的碼本搜尋濾波器存儲器更新幀 子幀圖 5－3 AMR 編碼器原理圖（1） LPC 分析 信號經(jīng)過 LPC 分析，獲得 10 階 LPC 濾波器的 10 個系數(shù)，并將他們轉38 / 45化成線譜對參數(shù) LSF，以及對 LSF 進行量化。AMR 編碼器根據(jù)其實現(xiàn)功能大致可分為 LPC 分析、基音搜索、代數(shù)碼本搜索三大部分。在 AMR 編碼中，語音編碼模式的選擇是由基站和移動臺聯(lián)合完成的。與現(xiàn)在的 GSM 語音編碼采用固定的編碼速率和相同的容錯度相比，AMR 可根據(jù)無線信道和傳輸狀況來自適應地選擇一種最佳信道模式（全速率和半速率）和編碼模式（以比特率區(qū)分）進行編碼傳輸，在總的信道傳輸速37 / 45率不變的情況下，改變信源和信道的編碼速率, 使容錯度和語音質量兩者間自適應變化，達到一個很好的平衡。 自適應多速率（AMR）語音編碼前面介紹的 QCELP 和 EVRC 編碼技術都是在信源編碼的時候根據(jù)輸入信號能量大小對其速率進行控制，稱之為信源編碼模式；在接下來介紹的AMR 和 SMV 編碼技術中，對速率的判決，不僅僅依靠當前語音幀的能量，還跟當前所使用的信道質量有關，根據(jù)估計的信道質量自適應切換信源編碼速率和信道編碼速率。RCELP 解碼器根據(jù)速率把接收到的數(shù)據(jù)包進行解碼，提取語音參數(shù)，恢復激勵信號，用得到參數(shù)重建語音信號。差錯隱藏模塊利用包類型指示決定本幀的速率以及信道設備是否檢測出了差錯幀。解碼器的原理框圖見圖 5－2。編碼器根據(jù)速率判決算法決定本幀的編碼速率。用分裂矢量量化（SVQ）方法來量化，不同的速率采用不同的分裂碼本和編碼比特；對 LSF 參數(shù)跟 作短時預測分析可得到輸入語音信號的殘差信號；39。在編碼端，編碼器首先對輸入的 PCM語音信號 進行預處理，預處理包括高通濾波和噪聲抑制。預處理共振峰濾波器參數(shù)估計短時預測殘差產生長時預測延時及增益估計速率判決判決算法1 / 8 速率編碼 1 ， 1 / 2 速率編碼格式化輸出數(shù)據(jù)包()sn39。EVRC 聲碼器用下列三種編碼速率對這些樣本進行編35 / 45碼：全速率，1/2 速率、1/8 速率，還可以依指令產生空包。 增強型變速率語音編解碼器（EVRC）EVRC 與 8k QCELP 相比，合成音質有了很大的提高；與 13k QCELP 相比，既保持了與 13kQCELP 相近的合成語音音質，又具有較低的平均碼率。這三大技術都采用了變速率語音編碼技術?，F(xiàn)在大家使用的 GSM 和 CDMA 屬于第 代移動通信，它的語音編碼技術與第二代移動通信一樣，但它可以提供除語音通信以外的高速數(shù)據(jù)業(yè)務。34 / 45第五章 第三代移動通信系統(tǒng)的語音編碼技術第一代移動通信系統(tǒng)是指模擬制式蜂窩移動通信系統(tǒng)，大家曾經(jīng)使用的“大哥大”就屬于第一代，它采用的是模擬式語音通信，僅能提供語音服務。激勵序列通過基音合成濾波器、LPC 合成濾波器得到重構的語音信