蜂窝移动通信技术__第5篇.pdf

第5章 语音编码及信道编码 第5章 语音编码及信道编码 5.1 概述 5.2 参量编码和声码器 5.3 矢量和激励线性预测编码（VSELP ） 5.4 线性分组码 5.5 循环码 5.6 交织编码和卷积码 5.7 格形码 习题 第5章 语音编码及信道编码 5.1 概 述 5.1.1 语音编码 语音编码的基本方法可分为波形编码和参量编码两 种。 波形编码是将时域的模拟语音的( 电压)波形信号 经过取样、 量化、 编码而形成的数字语音信号。 为了 保证数字语音信号解码后的高保真度， 取样速率应满 足奈奎斯特取样定理，并且量化分层数要足够大。 第5章 语音编码及信道编码 在选择各种不同的数字语音编码方案时， 应考虑 以下一些基本要求： ①编码速率要低，语音质量要高； ②应有较强的抗噪声干扰和抗误码的性能； ③编译码时延应在几十毫秒以内； ④编译码器复杂度要低，便于大规模集成； ⑤功耗要小，以便适应手持机。 第5章 语音编码及信道编码 5.1.2 信道编码 著名的仙农(Shannon)定理为实现有效和可靠的通 信奠定了理论基础。该定理指出：在有噪声的信道环 境下，只要信源的信息速率不超过信道容量，就可以 找到一种编码方法，使信息的传输速率任意地逼近信 道容量，而传输的错误概率任意地逼近于零，或者传 输的失真度能够任意地逼近给定的要求。这里指出了 信道编码在实现有效和可靠的通信方面的重要作用和 地位，并从理论上为信道编码的发展指出了努力方向。 第5章 语音编码及信道编码 所谓信道编码， 就是按一定的规律给待传送的数 字序列{d}增加一些多余的码元， 称之为监督码元。 使不具有规律性的信息序列{d}变换为具有某种规律性 的数字序列{c}， 称之为码序列。 经变换后得到的码 序列的诸码元与多余码元之间是相关的； 接收端的译 码器则根据这种相关性来检测和纠正传输过程中产生 的差错。 第5章 语音编码及信道编码 信道编码的方法有许多种， 一般可按下列方式分类： (1) 按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同， 可分为分组码和卷积码。 (2) 按照信息码元与监督码元之间的关系又可分为线 性码和非线性码。 (3) 按照编码后每个码字的结构可分为系统码和非系 统码。 (4) 按照修正错误的类型不同，可以分为纠正随机错 误和纠正突发错误的码。 (5) 按照码字中每个码元的取值不同，还可分为二进 制码和多进制码等。 第5章 语音编码及信道编码 5.2 参量编码和声码器 5.2.1 参量编码的基本原理 1. 语音信号产生 人类的发音器官是一个相当复杂的系统。 来自肺 部的气流通过气管、 喉部、 声门进入口腔及鼻腔。 口 腔形成一个声道， 并由舌头、 下颌和嘴唇的位置决定 其形状。 第5章 语音编码及信道编码 图5 - 1及图5 - 2分别示出浊音及清音的频谱。 从 图中可以看出， 浊音的频谱包络有三个峰值处， 即共 振峰频率。 图中的小尖峰点， 即基音f p 的谐波， 能量 集中在其附近， 相关性较强。 清音的频谱包络没有共 振峰和小尖峰点存在，时间波形特性没有准周期性。 第5章 语音编码及信道编码 40 B d / 2 | )  ( X | g l 0 2 －60 0 f 2f 3.3 p p f / kHz