移动通信第3章..ppt

中国移动用的标准是TD-SCDMA，虽然现在用的是3G手机，实际上上网用的是3G网络，而话音用的是2G网络，即GSM网络。 目前，降低话音编码速率和提高话音质量是国际上语音编码技术的两个主要研究方向。 因为，语音编码速率与传输信号带宽成比例关系。 即语音编码速率减半，则传输信号所占用带宽也减半，这样系统容量就增加1倍。（即原来是5个用户，现在可变为10个用户了）。 注意：带宽=速率 抽取的第1个点为1.4v，量化为1v，编码为01。 抽取的第2个点为2.4v，量化为2v，编码为10。 最后得到的数字信号为01 10。波形为： 语音编码主要分为: 1 波形编码：压缩数据量不大，话音失真小 2 参数编码 ：压缩数据量大，话音失真大 3 混合编码 1．波形编码 该技术主要用于有线电话网上，它压缩的数据量少，话音质量高。它基于时域模拟话音的波形，按一定的速率采样、量化，对每个量化点用代码表示。 解码是相反过程，将接收的数字信号经解码和滤波后恢复成模拟信号。 波形编码能提供很好的话音质量，但编码速率较高，为16kbps-64kbps，适合有线。 常见的波形编码技术包括有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）等。 PCM带宽计算： 如采样频率为8kHz,量化位数为8bit，则带宽为 8kHz*8bit=64kbps。即 8000次/秒*8bit/次=64000bit/秒=64kbps 因此PCM编码速率较高。 音频数据量（B）=采样时间(s)*采样频率(Hz,次数/s)*量化位数(bit/次)/8 例如计算3分钟，16位量化位数,44.1kHz采样频率声音的数据量为： 音频数据量=180*44100*16/8=15.14MB 2．参数编码 参数编码又称声源编码，该技术考虑了人的发声的机理，并建立数学模型，根据输入语音得出模型参数并传输，在收端恢复。 它从模拟话音中提取各个特征参量并进行量化编码，可实现低速率语音编码，即1.2-4.8kbps，但话音质量只能达到中等。 常见的参数编码技术包括有线性预测（LPC）声码器和余弦声码器等。 80年代中期人们又对LPC声码器进行了改进，提出了混合激励、规则激励等。 3．混合编码 混合编码是将波形编码和参数编码结合起来，吸收有波形编码的高质量和参数编码的低速率这两者之优点。 常见的混合编码技术有基于线性预测技术的分析-合成编码算法，如GSM系统的规则脉冲激励-长期预测编码（RPE-LTP）混合编码方案等。 因此，可以用周期性的波形来模拟浊音，而用白噪声来模拟清音。 所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声。 我们说一个字，维持在零点几秒到几秒的时间。这段时间语音变化并不大。 这样我们在几十个或几百个毫秒才传输这样一个参数，这样就可以大大降低编码的速率。 不同激励语音合成模型 CELP是对人的语音进行大量的统计，形成一个码本，就象字典一样。 它传输时，不是传输脉冲的周期及幅度，而是传输码本的编号。相当于传字典中那一页中的那一个字。这样减小传输的信息量。 这是在IS-95，即CDMA系统中采用的方式。 它比GSM传输的信息更少，但能达到更好的语音质量。 GSM语音编码 GSM语音译码 QCELP： Qualcomm Code Excited Linear Prediction: Qualcomm 码激励线性预测 码表矢量即码本，它是一个表，每次传时只需传这个表的地址，而不需传整个码表本身。 整个码表在发端和收端共同保存着。因此传输的信息更少。 码表需要大量地统计人们发声的数据，是一个统计出来的表。 QCELP的特点 只需传码表的地址，而不需传码表的内容，因此传输的信息量降低。 通过选择速率，有效地降低发射功率。使系统的干扰减少， 自适应多速率语音编码(AMR) AMR（Adaptive Multi-Rate）自适应多速率 例：幅度调制，即调幅波 数字调制技术概述（一） 基带信号调制即把比特流调制成IQ两路的符号，调制成星座上的一个相位点。 IQ信号：一路相位是0°，另一路相位是90°，叫做I路和Q路，它们就是两路正交的信号。 正交分量就是两个信号矢量正交（相位差90°）；如sin(t)和cos(t)。 第2个是把IQ两路的信号经过一个上变频，搬到相应的射频上去，这是射频的调制。对于GSM来说，即把基带信号搬到900MHz上去。 频带利用率如BPSK，即在一个调制符号上，就只能传一个bit。 QPSK，即在一个调制符号上，能传两个bit。 BFSK：当传输0时，用f1这个频率发出去。当传输1时，用f2这个频率发出去。 BPSK：频率是一样的。 当传输0时，频率是f，相位是0； 当传输1时，频率是f，相位是π；