【2017年整理】移动通信技术及应用-3关键技术1.ppt

第3章 关键技术;学习目标 ;学习指导 ;知识地图 ;语音编解码技术 1; 语音编码技术是将语音波形通过采样、量化，然后利用二进制码表示出来，即是将模拟信号转变为数字信号，然后在信道中传输；语音解码技术是上述过程的逆过程。主要分为: ;1、 GSM语音编解码技术简介 ; GSM数字移动通信系统采用13 kbit/s 的“规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LTP）”语音编码技术，它包括预处理、LPC分析、短时分析滤波、长时预测和规则码激励编码等5个主要部分，如图3-1所示。为使合成波形更接近于原信号，该方案采用间隔相等、相位和幅度优化的规则脉冲作为激励源，并结合长期预测，从而消除信号冗余度，降低了编码速率，且易于实现。;语音编解码技术 1;2、 CDMA中的语音编解码技术简介;（1）CELP（码激励线性预测）编码概述; CELP的解码过程已经包含在编码过程中。在解码时，根据编码传输过来的信息从自适应码本和随机码本中找出最佳码矢量，分别乘以各自的最佳增益并相加，可以得到激励信号e(n)，将i(n)输入到合成滤波器H(z)，便可得到合成语音s(n),如图3-3所示。 ; 对CELP算法来说码本是关键。如果码本编得好，就可以在低码率的情况下获得较好的语音质量。CELP 码激励线性预测编码的主要特点是利用了人类听觉的掩蔽性等特性，采用了对误差信号进行感觉加权、用分数延迟改进基音预测、用修正的MSPE准则来寻找“最佳”的延迟、基于信道错误率估计的自适应平滑器等多项技术，从而大大改善了语音的质量，尤其改善了女性语音的质量，在信道误码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。; （2）QCELP 受激线性预测编码 QCELP的编码原理图如图3-4，采用了三种滤波器：动态音调合成滤波器、线性预测编码滤波器和自适应滤波器，从而使得话音的自然度更好。QCELP采用动态可变速率，大大降低了码的平均速率。 ; 1） 对模拟话音按8kHz采样； 2） 按20ms划分一个话音帧，每帧有160个样本点； 3) 160个样本点生成3个参数子帧并不断更新后按一定帧结构送至接收端：滤波参数a1、a2、…、a12对任何速率每20ms更新一次，音调参数和码表参数是不同速率更新次数不一样； ;表3-2 QCELP的参数;3 、AMR语音编码技术简介;（1） AMR支持的速率;（2） 实际系统中AMR语音传输处理;语音传输的具体过程; （3） AMR语音编码的关键技术;调制与解调技术 2; 调制解调技术的宗旨是为了使通信系统的抗干扰、抗衰落性能得到提高并使频率资源得到更充分的利用。 一般在通信系统的发端进行调制，调制后的信号称为已调信号。 解调制或解调，接收机端要将已调信号还原成要传输的原始信号。 ;1、四相移相键控(QPSK)调制 ;调制与解调技术 2;　　 大多数实际的载波恢复电路在恢复载波过程中将产生一个相位模糊度。对QPSK系统很可能出现四相位模糊，产生严重的误比特率。为清除相位模糊，可在调制器中使用差分编码器，在解调器中使用差分解码器。图3-8给出了差分QPSK解调器框图。;一个未滤波QPSK信号的功率谱密度为：;2、π/4移位QPSK(π/4-QPSK)调制;信号映射电路输出端的第k个同相和正交脉冲由它的前一个脉冲电平Ik-1 、Qk-1及输入符号ak 、bk决定。 ; (1)基带差分检测：;3、 高斯最小移频键控(GMSK) ; GMSK调制器的一个简单实现方法就是用带调制前加高斯成形LPF，用VCO来实现，如图3-15所示。由图可见??VCO输出已调波的频谱由LPF的特性来决定， LPF的输出直接对VCO调频，以保持已调波包络恒定和相位连续。LPF的脉冲响应函数为;4 、 多进制正交振幅调制（MQAM）;（2）星座图; 若信号点之间的最小距离为2A，且所有信号点等概率出现，则平均发射信号功率为;（3） MQAM的调制与解调