《移動通信技術(shù)與系統(tǒng)》 課件 第9次課課件-單元7 語音信號處理過程

語音信號處理過程語音A/D分段語音編碼信道編碼交織加密突發(fā)脈沖調(diào)制發(fā)送D/A接續(xù)語音解碼信道解碼去交織解密均衡器解調(diào)接收33.8kbit/s22.8kbit/s13kbit/s8KHz13bit移動通信對語音編碼的要求有較強的抗噪聲干擾和抗誤碼的性能編譯碼延時小，總延時在65ms以內(nèi)編譯碼器復(fù)雜度低，便于大規(guī)模集成化功耗小，便于應(yīng)用于手持機編碼速率低，語音質(zhì)量好編碼要求抗干擾速度快編譯簡單低功耗低速優(yōu)質(zhì)RPE-LTP（規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測編碼）結(jié)合長期預(yù)測以消除信號的冗余度，降低編碼速率，同時其算法較簡單，計算量適中且易于硬件實現(xiàn)。語音編碼語音編碼260bit分段20ms語音8kHz抽樣160個樣本編碼后語音速度？260bit20ms/=13Kbps比PCM編碼速率低得多全速率半速率：6.5kbps語音質(zhì)量0203編解碼延時約為30ms01主觀（MOS）評分為3.6，抗干擾性能也較好0202對于10-3誤碼，編解碼語音質(zhì)量基本不下降。信道編碼話音編碼260bit分段20ms語音全速率對于10-3誤碼，編解碼語音質(zhì)量基本不下降。語音編碼檢測和糾正傳輸期間引入的誤碼，提高信號的抗干擾能力，在數(shù)據(jù)流中引入冗余比特用于糾錯。信道編碼信道編碼260bit很重要50bit較重要132bit不重要78bit奇偶校驗+3=53bit185bit尾比特+4189bit卷積x2378bit456bit信道編碼加上不重要的78bit將189bit做1:2的卷積378+78=456bit189X2=378bit((50+3)+132）+4=189bit尾比特卷積加不重要50bit很重要加入3位奇偶校驗碼53加上較重要的132個比特，后面加上4位尾比特50+3=53bit奇偶校驗編碼后語音速度：456bit20ms/=22.8Kbps導(dǎo)入出現(xiàn)干擾把文字的順序按一定的規(guī)則錯開，使原來連續(xù)的文字分散到若干句話中進行傳輸改變文字順序還原文字順序解碼出現(xiàn)干擾語音交織把話音幀內(nèi)的bit順序按一定的規(guī)則錯開，使原來連續(xù)的bit分散到若干個突發(fā)脈沖中進行傳輸?shù)姆绞绞惯B續(xù)的長誤碼變?yōu)槿舾煞稚⒌亩陶`碼作用語音交織分散誤碼，以便于糾錯，提高話音質(zhì)量交織準備12345678...

...452453454455456456已編碼比特20ms塊內(nèi)交織12345678...

...452453454455456123456789101112131415161718192021222324????????44945045145245345445545657bit????????????????456bit/20ms語音碼分成8個子塊，每塊57bit塊間交織456bit/20ms的話音碼575757575757575701234567456bit/20ms的話音碼57575757575757570123456757575757456bit/20ms的話音碼575757575757575701234567575757575757575757575757從前后兩個20ms段中各取一子塊交織，組成114bit的塊114bit語音交織完整過程57行將456比特分成8個子塊一次交織12345678... ... 4524534544554567654321076540123二次交織12345678910111213141516????????449450451452453454455456????????????????比特交織交織處理的兩個缺點：話音處理的長時延；信號處理的復(fù)雜程度.交織處理的兩個優(yōu)點：可以減少一個話音幀內(nèi)的誤碼數(shù)量；通過信道解碼，可實現(xiàn)部分誤碼的糾正.

交織優(yōu)缺點對無線接口上傳送的信息（話音或數(shù)據(jù)）進行加密，防止無線偵聽導(dǎo)致失密；GSM系統(tǒng)的加密技術(shù)僅僅保護無線接口.為什么引入加密技術(shù)？++A5A5KcTDMA幀號KcTDMA幀號未加密話音已加密話音無線傳播解密話音MS側(cè)BTS側(cè)把交織后的114bit塊和一個114bit的加密塊進行加密加密GSM的每個載頻是時分復(fù)用的每個載頻分給八個全速率用戶使用；每個用戶在一個限定的、不連續(xù)的時間段內(nèi)占用載頻發(fā)送信號；——突發(fā)脈沖什么是突發(fā)脈沖？3571261573其中，前后3個尾比特用于消息定界，26個訓(xùn)練比特，訓(xùn)練比特的左右各1個比特作為“挪用標(biāo)志”。3bit57加密bit57加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)26bit11訓(xùn)練序列偷幀（挪用）標(biāo)志語音突發(fā)脈沖速語音編碼速率13kbps=260bit/20ms信道編碼速率22.8kbps=456bit/20ms

時隙傳輸比特率33.8kbps=每時隙bit數(shù)/時隙時長=156.25/（120/26）

每時隙bit數(shù)=

3+57+1+26+1+57+3+8.25=156.25

120ms語音信號=456*6=2736bit（20ms=456bit）2736/114=24脈沖=24幀120ms內(nèi)的復(fù)幀有26幀，空余兩幀一幀傳送SACCH，另一幀空閑率小結(jié)語音處理的數(shù)據(jù)變化20ms語音分組20ms20msABC57bits信息11偷幀偷幀33尾尾26bits訓(xùn)練8個突發(fā)A8A7A6A5B4B3B2B1B8B7B6B5C4C3C2C18個子塊,每塊

57比特

語音編碼信道編碼交織常規(guī)突發(fā)456bitsA456bitsB456bitsC57bits信息A8B4A7B3A6B2A5B1B8C4B7C3B6C2B5C1260bits260bits260bits13kbps22.8kbps8.25bits保護間隔評價指標(biāo)：清晰度或可懂度：指語音是否容易聽清楚，DRT：DiagnosticRhymerTest音質(zhì)：指語音聽起來有多自然。MOS：MeanOpinionScore平均意見得分