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

語音信號(hào)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(dòng)通信對(duì)語音編碼的要求有較強(qiáng)的抗噪聲干擾和抗誤碼的性能編譯碼延時(shí)小，總延時(shí)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(jī)編碼速率低，語音質(zhì)量好編碼要求抗干擾速度快編譯簡(jiǎn)單低功耗低速優(yōu)質(zhì)RPE-LTP（規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)編碼）結(jié)合長(zhǎng)期預(yù)測(cè)以消除信號(hào)的冗余度，降低編碼速率，同時(shí)其算法較簡(jiǎn)單，計(jì)算量適中且易于硬件實(shí)現(xiàn)。語音編碼語音編碼260bit分段20ms語音8kHz抽樣160個(gè)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(shí)約為30ms01主觀（MOS）評(píng)分為3.6，抗干擾性能也較好0202對(duì)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(duì)于10-3誤碼，編解碼語音質(zhì)量基本不下降。語音編碼檢測(cè)和糾正傳輸期間引入的誤碼，提高信號(hào)的抗干擾能力，在數(shù)據(jù)流中引入冗余比特用于糾錯(cuò)。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(yàn)+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(yàn)碼53加上較重要的132個(gè)比特，后面加上4位尾比特50+3=53bit奇偶校驗(yàn)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(cuò)開，使原來連續(xù)的文字分散到若干句話中進(jìn)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(cuò)開，使原來連續(xù)的bit分散到若干個(gè)突發(fā)脈沖中進(jìn)行傳輸?shù)姆绞绞惯B續(xù)的長(zhǎng)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(cuò)，提高話音質(zhì)量交織準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)缺點(diǎn)：話音處理的長(zhǎng)時(shí)延；信號(hào)處理的復(fù)雜程度.交織處理的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：可以減少一個(gè)話音幀內(nèi)的誤碼數(shù)量；通過信道解碼，可實(shí)現(xiàn)部分誤碼的糾正.

交織優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)無線接口上傳送的信息（話音或數(shù)據(jù)）進(jìn)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(hù)無線接口.為什么引入加密技術(shù)？++A5A5KcTDMA幀號(hào)KcTDMA幀號(hào)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(gè)114bit的加密塊進(jìn)行加密加密GSM的每個(gè)載頻是時(shí)分復(fù)用的每個(gè)載頻分給八個(gè)全速率用戶使用；每個(gè)用戶在一個(gè)限定的、不連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)占用載頻發(fā)送信號(hào)；——突發(fā)脈沖什么是突發(fā)脈沖？3571261573其中，前后3個(gè)尾比特用于消息定界，26個(gè)訓(xùn)練比特，訓(xùn)練比特的左右各1個(gè)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(hù)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(shí)隙傳輸比特率33.8kbps=每時(shí)隙bit數(shù)/時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)=156.25/（120/26）

每時(shí)隙bit數(shù)=

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

120ms語音信號(hào)=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(gè)突發(fā)A8A7A6A5B4B3B2B1B8B7B6B5C4C3C2C18個(gè)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(hù)間隔評(píng)價(jià)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