语音编码技术课件.ppt

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1、移动通信原理与应用黑龙江大学电子工程学院杨杰2021/10/71目录第一章概述第二章蜂窝移动通信系统第三章无线移动通信信道第四章移动通信的调制技术第五章抗衰落技术第六章语音编码技术第七章移动通信中的多址接入技术第八章移动通信网第九章GSM通信系统第十章IS-95CDMA移动通信及其标准介绍第十一章第三代移动通信及其标准介绍2第六章语音编码技术6.1概述6.1.1语音编码技术6.1.2语音评价6.2语音波形编码6.2.1语音波形编码概述6.2.2脉冲编码调制6.3参量编码6.3.1参量编码

2、的基本原理6.3.2线性预测6.4激励线性预测和矢量编码6.4.1激励源和混合编码6.4.2规则脉冲激励长期预测编码6.4.3矢量量化编码6.4.4码激励线性预测编码6.4.5矢量和激励线性预测编码36.1概述6.1.1语音编码技术移动通信对语音编码的要求是：(1)编码的速率要适合在移动信道内传输，纯编码速率应低于16kbit/s。(2)在一定编码速率下语音质量应尽可能高，即解码后的复原语音的保真度要高，主观评分MOS（MeanOpinionScore）应不低于3.5分（按长途语音质量要

3、求）。(3)编解码时延要短，总时延不得超过65ms。(4)要能适应衰落信道的传输，即抗误码性能要好，以保持较好的语音质量。(5)算法的复杂程度要适中，应易于大规模电路集成。4语音编码：移动通信数字化的基础第1/2代蜂窝系统的根本区别语音编码的意义：提高通话质量(数字化+信道编码纠错)提高频谱利用率(低码率编码)提高系统容量(低码率、语音激活技术)移动通信对语音编码的要求：编码速率低，语音质量好有较强的抗噪声干扰和抗误码的性能编译码延时小、总延时在65ms以内编译码器复杂度低，便于大规模集成化功

4、耗小，便于应用于手持机56.1.2语音评价客观评定方法用客观测量的手段来评价语音编码的质量，常用的方法有信噪比、加权信噪比、平均分段信噪比等。主观评定方法是主观评定等级（SubjectiveOpinionScale），或称平均评定得分（MOS）。MOS得分采用五级评分标准，其方法是由数十名试听者在相同信道环境中试听并给予评分，然后对评分进行统计处理，求出平均得分。质量等级分数收听注意力等级优5可完全放松，不需要注意力良4需要注意，但不需要明显集中注意力满意(正常)3中等程度的注意力差2需要集中注意力

5、劣1即使努力去听，也很难听懂表6.1主观评定等级6语音编码技术分类7语音编码技术分类波形编码：将时域模拟话音的波形信号经过采样、量化和编码形成数字语音信号编码速率较高：16k~64k包括：PCM、ADPCM、ΔM、CVSDM、APC等占用较高带宽，适合有线参量编码：基于人类语音的产生机理建立数学模型，根据输入语音得出模型参数并传输，在收端恢复。编码速率较低：1.2k~4.8kbps包括各种线性预测编码（LPC）方法和余弦声码器等语音质量中等，不满足商用要求混合编码：波形编码+参量编码（LPAS）包括

6、GSM的RPE-LPC编码和VSELP编码8用于移动通信的语音编码9语音编码标准G.711PCM(64kbps)G.721ADPCM(32kbps)G.7227kHz带宽64kbps速率内的音频编码G.7236.3k/5.6k双速率多媒体语音编码G.72816kbps语音编码LD-CELPG.7298kbps多媒体语音编码10语音编码的发展极低速率语音编码，600bps高保真语音编码自适应多速率语音编码新的编码分析技术：非线性预测多精度时频分析技术（子波分析技术）高阶统计分析技术116.2语音波形编

7、码人的语音频带范围为300～3400Hz（一般为0～3400Hz）。波形编码是直接在时间域上将模拟的语音信号变换为数字信号。图6.2示出了语音波形数字编码的原理框图。图6.2语音波形编码原理图波形编码包括两个基本过程：抽样和量化，而这两个过程也是所有语音编码的基础。6.2.1语音波形编码概述126.2.2脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM：PulseCodedModulati-on）定义:直接将样值编码为信号的方法.图6.3PCM的组成在有线数字通信中，常用64kbit/sPCM码传输数字语音信号。对

8、于无线传输来说，由于受频带的限制，必须采用低速率、高质量的编码技术方法，所以，在数字峰窝网中的有线无线接口处，要进行64kbit/sPCM码与其他编码体制的转换。13模数转换要经过抽样、量化和编码三个步骤。脉冲编码调制PCM基本原理14模拟信源预滤波器抽样器波形编码器量化、编码x(t)x(n)模拟信源重建滤波器抽样保持，低通波形解码器数字信道脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制。包括三个过程：抽样、量化、编码。抽样是把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号；量