语音编码和信道编码.pptVIP

移 动 通 信 原 理 本章提示 信源编码的目的是压缩数据率，去除信号中的冗余度，其评价标准是在一定失真条件下要求数据速率越低越好。 信道编码（属于纠错编码）是以增加传输码元冗余度，降低有效码元传输速率为代价，以牺牲通信的有效性换取通信的可靠性（低的误码率）。 本章提示 信源编码要完成两大任务： 将信源输出的模拟信号转换成数字信号 实现数据压缩 本章提示 蜂窝移动通信系统由于频率资源受限，一般数字语音编码技术（属于信源编码）如PCM、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、? M（增量调制）等，因为编码速率高而未被采用。蜂窝移动通信均采用13kbit/s以下低速率语音编码。 本章提示 突发性干扰是快衰落在深度衰落和持续时间较长的情况下，对信号造成成串的错误，用一般信道编码方法很难纠错；只能用交织技术将成串的错误转换成随机差错后，再用信道编码方法纠错。 本章提示 所有纠错编码的设计思路是如何适应信道，即什么类型信道就采用什么类型对应的纠错编码。如果是随机独立差错，可采用BCH码、卷积码等。然而交织编码的设计思路不是为了适应信道，而是为了改造信道。它是通过交织与去交织将一个有记忆的突发差错信道改造为基本上是无记忆的随机独立差错的信道，然后用纠随机独立差错的纠错码来纠错。 本章提示 Turbo码是近年来倍受瞩目的一项信道编码新技术。虽然它的复杂性、译码时延对有些应用带来困难（例如对实时语音），但它是目前已知的可实现的最好的编码技术之一。 第6章 语音编码和信道编码技术 6.1 语 音 编 码 6.2 信 道 编 码 1、 概述 语音编码技术通常分为三类 波形编码（如PCM） 声源编码（或参量编码） 混合编码 1、概述 波形编码的目的在于尽可能精确地再现原来的语音波形。 如A/D转换，直接将时域波形变换成数字系列，接收恢复的信号质量好 声源编码是将语音信息用特定的声源模型表示。 传递的是话音信号波形的参数，而不是波形本身，压缩效果好，但质量较差 混合编码把波形编码的高质量和声码器的高效压缩性融为一体，尤其在16bit/s～8kbit/s范围内达到了良好的语音质量。 2、声码器 声码器是以人类语音的产生模型为基础，分析表征语音激励源（激励这个模型的参数，如输入气流等）和声道模型等的特征参数，再运用这些特征参数重新合成语音信号的设备。 声码器的数码率可以压缩到2.4kbit/s以下，但其语音质量，特别是自然度，大大下降。 3、参数编码 当前的研究方向是线性预测编码器（Linear Predictive Coder，LPC）声码器和余弦声码器 基于线性预测（LP）技术，合成编码算法 多脉冲线性预测编码（MP-LPC） 规则脉冲线性预测编码（RPE-LPC） GSM系统采用此方式，标准速率为13kbit/s 码激励线性预测（Code Excited Linear Predictive：CELP），它具有波形编码和参数编码两种特点，属于混合编码，速率为4~16kbit/s 4、移动通信中语音编码器的选择 在低比特率语音编码中，有4个参数是很重要的 比特率 质量 复杂度 处理时延 当前世界上流行的语音质量评估方法是采用原CCITT提议的从1分到5分的主观评定的方法。 这就是“平均评价得分”（Mean Opinion Score），简称MOS。 主观评定等级见下表 （2）语音编码器的复杂度和处理时延 语音数字编码的算法通常用数字信号处理器（DSP）来实现。 编码硬件的成本通常随着复杂度的提高而增加。 5、数字基带信号常用码型 矩形脉冲信号所占频带通常从直流和低频开始到高频的频谱，矩形脉冲信号称为数字基带信号，未经过调制的二进制比特序列数字信号，如PCM和一些信源编码后的信号都是基带信号 构成数字基带信号的脉冲波形并非一定是矩形的，也可以是其它形状，如余弦、三角形等 5、数字基带信号常用码型 在设计数字基带信号码型时，应考虑以下原则 线路传输码的频谱中无直流分量和只有很小的低频分量 便于从基带信号中提取定时信息 尽可能提高传输码型的传输效率 基带传输信号具有内在的检错能力 5、数字基带信号常用码型 数字基带信号的线路传输码型 单极性非归零码（NRZ），含直流 双极性非归零码，直流近似为零 单极性归零码，在码元中间有跳变，可作本地时钟，也可作系统同步用 双极性归零码，性能与单极性归零码同 差分码 交替极性码 多电平码和三阶高密度双极性码 5、数字基带信号常用码型 数字基带信号的线路传输码型 单极性码含直流分量，不宜在线路上传输，通常只用于设备内部 双极性码和交替极性码的直流分量基本等于零，因此适合在线路中传输 多电平