cdma的语音编码与信道编码(编辑修改稿)

cdma的语音编码与信道编码(编辑修改稿)内容摘要：

可能出现的各种样值的组合按一定规则排列构成一个码本，编码时从本地码本中搜索出一组索引 a增益 a0255子帧延迟自适应码本索引 s随机码本0511 增益 s线性预测滤波器线谱参数语音信号更新最接近的残差信号，然后对该组残差信号对应 的地址编码并传送，解码端也设置一个同样的码本，按照接收到的地址取出相应的残差信号加到滤波器上完成话音重建，则显然可以大大减少传输比特数，提高编码效率。 这就是 CELP 编码的基本原理。 它有两个预测滤波器，短时预测计算每一采样的残差，长时预测计算每个子帧 (5ms)的残差。 由码本取出的激励 e(n)经长短时预测后得到预测值 ,与输入信号s(n)相减得到差值，将此差值通过感知加权滤波器，以最小均方误差准则 (LMS)判定最佳激励码本 e(n)。 对 CELP 来说关键是码本。 如果码本编得好，就可以在低码率下获得较好 的语音质量。 由于自 80 年代以来，国际上一些著名的通信研究机构和大学大力开展了这种高质量低码率编码技术的研究，一些算法迅速走向了成熟，见表 1。 进入 90 年代，随着 DSP 技术的发展，这些成果得到了广泛应用。 如 1989 年通过的数码率为 、采用规则脉冲激励 长时预测算法的语音编码标准，在误码率为 103 的 GSM 用信道中传输，话音质量不降低；而码速率为 VSELP 编码则足以使现有的 GSM 扩容 1 倍； ITU 于 1995 年下半年通过了具有长话音质的 8Kbit/s 编码标准，它采用共轭结构代数 (CSACELP)算法，将用于第三代移动通信系统；具有多种码率的 IS96 则是美国 Qualm 公司为 CDMA研制的又一种 CELP 编码。 总的来说，语音压缩倍率越高，数码率越低，编码算法也越复杂，在实时压缩的条件下就不可能用逻辑电路实现，也不会用体积大、速度慢、成本高的微机实现，此时 DSP 是一种合适的选择。 有资料表明，在无线基站系统中，单片 TMS320C6201 可实时完成 30 个信道的语音编解码任务。 CELP 码激励线性预测编码的特点： 改善语音的质量： 1. 对误差信号进行感觉加权，利用人类听觉的掩蔽特性来提高 语音的主观质量； 2. 用分数延迟改进基音预测，使浊音的表达更为准确，尤其改善了女性语音的质量； 3. 使用修正的 MSPE 准则来寻找 “最佳”的延迟，使得基音周期延迟的外形更为平滑； 4. 根据长时预测的效率，调整随机激励矢量的大小，提高语音的主观质量； 5. 使用基于信道错误率估计的自适应平滑器，在信道误码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。 结论： 1. CELP 算法在低速率编码环境下可以得到令人满意的压缩效果。 2. 使用快速算法，可以有效地降低 CELP 算法的复杂度，使它完全可以实时地实现。 3. CELP 可以成功地对各种不同类型的语音信 号进行编码，这种适应性对于真实环境，尤其是背景噪声存在时更为重要。 (3) VSELP 矢量和激励线性预测编码 VSELP 矢量和激励线性预测编码 是 Vector Sum Excited Linear Prediction 的缩写。 这种算法采用三个码本作为激励信号，其中两个是随机码本，一个是自适应码本，最终的激励信号是三个激励矢量的和。 美国电信工业协会（ TIA）选择8kbit／ sVSELP 算法作为北美第一代数字蜂窝移动电话的编码标准（ IS54）。 日本的全速率数字移动电话也采用 VSELP 算法作为语音 编码标准（ JDC），速率为／ s。 VSELP 语音编码器可以利用合理的计算复杂性达到最高的可能的语音质量，同时提供给信道误差韧性，这些目标对于远程通信应用中的公认的低数据率( 8kpbs)语音编码至关重要。 VSELP 语音编码器通过有效利用构造的激励码本达到上述目标，这种结构的激励码本降低了计算的复杂性并提高了对信道误差的韧性，两个 VSELP 激励码本便可以达到上述性能，同时。