在3G中的信道编码技术及其DSP实现
3G中语音编码及其关键技术研究与实现
（ＰＷＩ－－Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）语音编码算法１３ｌ。ＰＷＩ算法是在一定的
时间范围（２０ｍｓ－３０ｍｓ）内以慢渐变的基音周期波形为基础，在浊音帧里提取和传 送一段原型波形，用线性插值恢复未传送的信号。后来，Ｗ．Ｂ．Ｋｌｅｉｊｎ博士又提出了 特征波形（ＣＷ－一Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｗａｖｅｆｏｒｍ）分解语音编码算法Ｉ射。该方法借助滤波 器将ＣＷ分解为慢渐变波形（周期的，浊音）和快渐变波形（非周期的，清音）， 基于感性认识，将这两种成分分别编码。
芙键谶：第三代移动通信Ａ黻声璐器语音激活饺测端点检测
摘要Ａｂｓｔｒａｃｔ NhomakorabeaＴｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ“ＡＭＲ Ｖｏｃｏｄｅｒ＇’ｓｕｂｐｒｏｊｅｃｔ，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ ｔｏ ８６３ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ·－ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｍｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｂｉｌｅ
戳轰弹声鹞器（Ｖｏｃｏｄｅｒ）梵健袭静、基于参数羧蹩方法雏语音编褥熊褥刭更低 的比特率，但其实际音质鼹以达到长途话音质纛。人们逐步认识到裔质难以提高 的原因不猩予目前的声道模烈，而在于对该模裂的激励信号描述不够精确。８０年 代后期出现了合成分析（ＡＢＳ．．－Ａｎａｌｙｓｉｓ．ｂｙ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）线性预测编码。ＡＢＳ－ＬＰＡ 在保留参数摸墼法优点的基戳纛，应薅瞬赏热权技术＿鞍波形编玛准粼滚优纯激励 蕊号，帮巍游繇薹磴主寻我囊鬟褥囊失寞爱夺羽激髓矢量，获瑟戳低挚］６ｋｂ／ｓ羁 率获得较商质量的合成语音。
3G测试系统中的Viterbi译码及其DSP实现及优化
＿
３ ￣ 试 系统 中的Ｖｔ 码 及 其 Ｄ Ｉ Ｇ Ｊ ｉ ｒｉ ｅｂ译 Ｐ Ｓ 实现及优 化
［ 洁 李 小文】 吕圣
Ｉ 译绍种 测ＤＤ 机 测 台关 术Ｖｊ ｌ 码了用试ＳＡ终试 中键 一． 圜 介 一 于ＴＣ手 端平 的技一ｒ —Ｍ １ ｅ ｂ
不 是在 网格 图上 依次 比较所 有 的可能路 径， 而是 接受一 段，计算 、比较一段，保 留最有可能 的路径，从而达到整 个码序列是 一个 最大似然序列 。ｖｔｒｉ 算法优 点是在 ｉ ｂ译码 ｅ 码的约束比较小时，它比序列译码算法效率更高 、速度更
常 数 可 以 不考 虑 。所 以 分 支度 量 值 可 以简 化 为：
圈 圆 口 固
在 实现最大似 然译码 时的优化 方法。 而这点 我们主要 是 通过与硬 件实现相结合做 到的 。Ｖｔｒ 算法主要 由路径 ｉ ｂｉ ｅ 度量 的 “ 比选”运算 、度量 的更新 、路径 的更新 、最 大 加
似 然 路 径 的 回溯 过 程 组 成 。
特数为【ｏ ２（ Ｋ－ ） 】 当 ＝９ 可 以用５比特二进 ｌｇ ２（ １ ）。 时，
（）的度量递推规则， ２ 在第ｉ －１步必有相 邻连 续两状 态的度
ＣＣＳ集成环境 平台和ＴＭＳ３ ０ ５ ２ Ｃ５ Ｘ ＤＳＰ芯片上 实现，其性能指标符合３ Ｐ ＧＰ 通信
协议标 准要 求． 中给 出了适 用于Ｄ Ｐ 文 Ｓ 编程 的算法， 出了Ｄ Ｐ 给 Ｓ 具体 实现． 同时给
出 了硬 件 的仿 真 结 果 。
囤 国 口 固
吕圣 洁
山 东潍坊人 ，重庆邮 电大学通信与信 息工程学 院硕士研 究生 研 究方向： 第
所 以在状 态转 移 图中一级 中的分 支度 量值 的绝对值 只 有两个值 。在译码过程 中， 由于度量 的数值是累加的， 会 造 成溢 出， 决的办法是在 每一步运算 时将各个 状态 的度 解 量 减去前 一步所有状 态度量 的最小值 。 那么度量 的精度 如何控制呢？ 也就是说， 要用多少二进制位来表示度量既不 溢 出又使存储量最小？对于码率为１２ 约束度 为 的卷积 ，， 码 的硬 判决译码， 每一步的度量 的最大值与最 小值 的差 在 不超过２ －１。 由此可 以知道度量跨度 的最小二进制比 ）
3G直播无线传输编解码系统调试与应用
１ ２ 音 频编解 码技 术 ．
音 视频 编解码 传 输 。网络环 境质 量 和编码 时 间会导
致延 时 。ＬｖＳｏ 内部具 备 一个 自动 的解 码 缓 存 管 ｉ ｈｔ ｅ
理 器 以保证永 远 获得最 小 的延时 。 全 双工 实 时视音 频 传 输 。ＬｖＳ ｏ 在 现 场 便 携 ｉｅｈ ｔ 式设 备 Ｐ ｒ ｂｅ ｏｔ ｌ 和机 房 内机 架 式 安装 设 备 之 问建 立 ａ 了一套 双方 向的视频 和立体 声音 频 的通 道 。另 外还
低 延时 。Ｌｖ Ｓ ｏ 可 以达 到低 于 ２ ０ ｉ ｈｔ ｅ ０ ｍｓ延 时 的
术 ， 最 具 价 值 的 部 分 无 疑 是 更 高 的数 据 压 缩 比。 其
压缩 技术 的基 本原 理就是 将 视频 文件 中的非重要 信
息过 滤 ， 以便让 数 据 能 够 更 快 地 在 网络 中传 输 。在
标 准 网络 （ 单 路 拨 号 电话 线 ） 或 传输 双 向 １ ｋ ｚ立 ５Ｈ
话 ” 道进行 对话 。 通 遥控 ： ｉ Ｓ ｏ 可 以通 过 一 个称 为 “ ｉｅｈ ｔ 心 ” Ｌｖ ｈ ｔ ｅ ＬｖＳ ｏ 中 的服务 器 由用 户 在 电视 台机 房 内遥 控 。ＬｖＳ ｏ 中 ｉ ｈｔ ｅ
器 轻松 互连 。
络 覆盖 的地 方就 可 以随时 开展直 播 ， 就此 将 介绍 ３ Ｇ 直播 的实 际应 用 技术 。
２ ３ Ｇ直播 网络传输设备
２ １ Ｃｏ ｅ ｉ Ｓ ｏＴ 无 线传 输编解 码 系统 ） ． ｍｒｘＬｖ ｈ ｔ Ｍ（ ｅ
１ ３ Ｇ直 播 网 络 编解 码 技 术
第２ ８卷 第 １ ７期 ２１ ０ ２年 ９月
通信技术中的信号编码与解码技巧
通信技术中的信号编码与解码技巧在通信技术领域中，信号编码与解码技巧是至关重要的。
通过有效的信号编码与解码技术，可以实现高效、可靠的信号传输，以及有效地处理和恢复信号中的信息。
本文将介绍一些通信技术中常用的信号编码与解码技巧，包括调制与解调、错误检测和纠错码、压缩与解压缩等内容。
调制与解调是通信中常用的信号编码与解码技巧之一。
调制是将信号转换为适合传输的模拟或数字信号的过程，而解调则是将接收到的信号转换回原始信号。
常见的调制方案有脉冲振幅调制（PAM）、频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）等。
调制与解调的目的是在传输信号时提高信号的传输质量、抵抗噪声干扰，并确保信号能够被正确解码。
错误检测和纠错码也是通信技术中常用的信号编码与解码技巧。
在信号传输过程中，噪声和干扰可能引入误码。
错误检测技术可以用于检测传输过程中是否存在错误，而纠错码可以在出现误码时恢复原始信息。
其中，海明码、卷积码等是常见的纠错码，通过添加冗余位对数据进行编码，使其在传输中具备一定的纠错能力。
这样，在接收端解码时，即使出现部分错误也可以恢复原始数据。
压缩与解压缩也是通信技术中的重要信号编码与解码技巧。
随着数据通信需求的不断增长，数据传输的效率和速度成为关键。
压缩技术可以将数据编码为更小的表示形式，从而减少传输所需的带宽和存储空间。
常见的压缩算法有无损压缩算法和有损压缩算法。
无损压缩算法如Huffman编码、Lempel-Ziv-Welch编码等可以保证数据在解压缩后和原始数据完全一致。
而有损压缩算法如JPEG、MPEG等可以在一定程度上牺牲数据的质量以换取更高的压缩比。
还有许多其他的信号编码与解码技巧也在通信技术中被广泛应用。
例如，多址技术可以实现多个用户同时共享同一个信道，提高通信效率。
调制解调器也是一种常见的信号编码与解码设备，可以将数字信号转换为模拟信号用于电话线路的传输。
还有前缀码、循环冗余校验（CRC）等编码与解码技巧，它们在各种通信协议和系统中都有广泛应用。
3.2 3G的关键技术
(2) 3G应用的地址码 ①m序列伪噪声(PN)码。由上一章可知，m序 列又称为伪随机码或伪噪声(PN)码，是由带线性反 馈的移位寄存器产生的，它的周期是P=2n-1 (n是移 位寄存器的级数)。当n=15时，产生的m序列称为 短PN码;当n = 42时，产生的m序列称为长PN码;由 于m序列具有与随机噪声类似的尖锐自相关特性， 因此得到了广泛的应用。
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图3-6 RAKE接收机的基本原理图
3.1 概述
4.多用户检测技术 在3G移动通信系统中，存在比较严重 的干扰问题:一是由于不同的用户同时共享 同一频段的带宽(各个用户之间由于其对应 的地址码存在相关性，不能完全正交)而产 生的多址干扰;二是由于信道特性的不理想 而引起的符号间干扰。
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设1阶OVSF码的初始码字为0，在其对应的行和 列分别置0，在其对角线上放置一个1，这样就生成 了相应的2阶OVSF码。以此类推，每次按行进行复 制或取反操作，将复制后的值放在对应的行和列上， 取反后的值放在对角线上，这样就可以生成4阶、8 阶等2k阶数的OVSF码了。 根据OVSF码生成规则，可以用码树来表示这 一生成过程，如图3-4所示。
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3.1 概述
理想的扩频码和地址码应具有如下主要特 性 · 有足够多的地址码。 · 有尖锐的自相关特性。 · 有处处为零的互相关特性。 .不同码元数平衡相等。 · 尽可能大的复杂度。
上一页 是完成“多址”的功能，在上行 方向(反向)区分不同用户，在下行方向(前向) 区分不同小区。地址码不改变已扩信号的带 宽，而只是将来自不同信源的信号区分开来， 同时使扩频信号随机化。
3.1 概述
3G移动通信系统中信道编码TurboDecoder解码器实现简介
cod ing 的过程就可以开始了。 编码器图中复用器的 作用在于便于尾比特的生成处理, 这将在后面说明。 两个 R SC encoder 中的移位寄存器的初始状态为全 零, 上边的 R SC encoder 从存储信息的数据 B lock 中 以 顺 序 地 址 读 取 数 据, 进 行 卷 积 编 码; 下 边 的 R SC encoder 从存储信息的数据 B lock 中以交织地 址进行数据读取, 进行卷积编码。 这样, 就从逻辑上 在上下两个编码器中间设置了一个交织器, 可以使 进入两个编码器的数据具有足够的非相关性。
电子工程师
通信技术与设备
V ol. 27 N o. 4 2001
3G 移动通信系统中信道编码 Turbo D ecoder 解码器实现简介Ξ
An O verv iew of Turbo D ecoder Im plem en ta tion in the Th ird Genera tion M ob ile Comm un ica tion System
华中科技大学电信系 (武汉 430074) 崔景城 汪志冰
【摘 要】 介绍了在第三代移动通信系统中信道编解码使用的 T u rbo2codes 和 T u rbo D ecoder 解码器的原理算法和实现方案。
关键词: Turbo-codes, Turbo decoder, 卷积码, 信道编码,M AP 算法 【Abstract】 T h is p ap er is an overview fo r the im p lem en ta t ion of T u rbo D ecoder, in2 clud ing the a lgo rithm of T u rbo D ecod ing, the st ructu re of T u rbo D ecoder and the sim u la2 t ion.
关于3G移动通信技术及其应用
关于3G移动通信技术及其应用关于3G移动通信技术及其应用飞速发展的科学技术给信息领域带来一次彻底的革命，随着信息产业部3G 牌照的正式颁发，3G 移动通信业务在全国各地的通讯运营商中逐渐开通。
3G技术将日益普及和推广。
3G时代的来临，促使移动通信事业得到了跨时代的进步，3G 移动视频通话给人们带来了超乎寻常的体验，依赖着3G通信技术本身的特点，快捷的网络服务给人们的生活带来了实质性的改变。
1.3G 移动通信技术简介3G即第三代移动通信技术，是指支持本文由收集整理高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。
3G与 2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的大幅提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务、视频交互等多种信息服务，同时兼容已有的第二代系统。
为了提供这种服务，无线网络必须能支持不同的数据传输速度。
目前国际上最具代表性的3G技术标准有 W-CDMA、CDMA2000 和TD-SCDMA 3种。
2.3G 移动通信技术标准及其应用范围目前，联通通信不断推出新的业务要求，用户数量持续增加，所以现有网络容量和频率资源已经难以满足未来业务的发展，为提升移动通信网络的负载能力，必须在空中接口中改变调制方式和技术体制。
以CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA为代表的新一代CDMA技术将为 3G 无限接入所采用。
2.1 CDMA 2000CDMA2000 EV-D0 在 1.25MHz 标准载波中不支持话音，而是在单独的载波上提供分组数据业务，可以支持平均速率为600kbit/s、峰值速率为2.4Mbit/s 的高速数据业务。
该技术是基于窄带CDMA技术发展而来，主要优势体现在带宽的改变，是由美国技术研究人员率先研发而来的，CDMA-2000具有优良的兼容性，具有成本低、搭建方便、安全性较强等特点，目前该标准的应用范围仅限于部分北美国家以及日韩，由于其本身的优势，与其他标准相比，其发展速度处于领先地位。
第二章3G关键技术第三讲
4
2
(b)
准
确6
样 值
4 2
fS(t) 4.2
6.3
6.1 4.2
2.5
1.8 1.9
t
01 2 3 4 5 6 7
量
fq(t) 6 6
t
(c)
化 样
6 4 2
4
4 3 22
值0 1 2 3 4 5 6 7 t
(d)
单 极
6 4
性2
码 01 2 3 4 5 6 7 t
PCM抽样、量化、编码波形图
7
低比特率语音编码器的性能比较
比特率/（kbit/s）
复杂度 MIPS
64
0.01
32
0.1
16
1
8
10
4
100
2
1
时延/ms
0 0 25 35 35 35
低比特率语音编码器的性能比较
质量
高级 高级 高级 通信级 通信级 合成级
15
信源编码技术
3G中的语音编码
▪ WCDMA：AMR ▪ TD-SCDMA：AMR ▪ CDMA2000 ：EVRC
数字基带 信号
C (t )
正弦载波
1001 s(t)
2PSK
t
2FSK
t
2 ASK
t
7
数字调制技术
二进制振幅调制(2ASK)
1、数学表达式 在幅移键控中，载波幅度随调制信号而变化，即用
二进制数字信号的“1”和“0”控制载波的通和断， 所以又称之为通—断键控(OOK)。2ASK信号的表达式 可写为
S
示数字信号。 相对相位△φ：是指本码元的初相与前一码元的初相(或
3g使用的编码技术
3g使用的编码技术3G使用的编码技术主要包括以下几种：1. WCDMA编码技术：WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）是3G移动通信系统中最主要的编码技术之一。
它采用CDMA技术和正交代码分多址（OCDMA）技术，通过对用户数据进行编码和分割，在多用户间实现频谱的共享。
2. CDMA2000编码技术：CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）是3G的一种演进技术，它基于CDMA技术，用于提供3G移动通信服务。
CDMA2000采用改进后的码分多址技术，可以提供更高的带宽和更好的语音质量。
3. TD-SCDMA编码技术：TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）是中国自主研发的3G标准之一。
它是基于TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）和CDMA技术的融合，通过时分多址和码分多址技术实现多用户之间的同时通信。
4. HSPA编码技术：HSPA（High Speed Packet Access，高速分组接入）是3G网络中的一种增强型技术，旨在提供更高的数据传输速率。
HSPA采用了多个编码技术，包括AMR （Adaptive Multi-Rate，自适应多速率）语音编码和高速分组链路（HSUPA和HSDPA）技术，从而实现更高的数据传输速度。
5. EV-DO编码技术：EV-DO（Evolution-Data Optimized，演进数据优化）是一种基于CDMA的3G技术，用于提供宽带数据服务。
EV-DO通过使用协议优化和调制解调器技术，提供高速的数据传输速率，适用于互联网接入和多媒体应用。
这些编码技术在3G网络中起到了关键作用，为用户提供高质量、高速度的语音和数据通信服务。
无线通信中的信道编码与解码技术研究
无线通信中的信道编码与解码技术研究无线通信作为现代通信技术的重要组成部分之一，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而在无线通信系统中，信道编码与解码技术是保障通信质量的重要环节。
本文将探讨无线通信中的信道编码与解码技术的研究。
1. 无线通信中的信道编码技术1.1 前向错误纠正码前向错误纠正码（Forward Error Correction，FEC）是一种常用的信道编码技术，用于在数据传输过程中检测和纠正可能的错误。
FEC技术通过在发送端对数据进行编码，并在接收端进行解码来实现。
1.2 重复编码重复编码是FEC的一种简单形式，其思想是将原始数据进行多次重复发送，并在接收端选择多数投票来决定最终结果。
重复编码虽然简单，但对错误的纠正效果有一定的限制。
1.3 奇偶校验码奇偶校验码是一种基于二进制位数的简单编码技术。
在传输过程中，发送端将数据进行奇偶校验，通过检验位来判断数据是否正确。
然而，奇偶校验码只能检测并无法纠正错误。
1.4 海明码海明码是一种常用的前向错误纠正码，广泛应用于无线通信系统中。
海明码通过添加校验位来纠正错误，并提供了较高的纠错能力和检测性能。
2. 无线通信中的信道解码技术2.1 最大似然解码最大似然解码是一种常用的信道解码技术，基于最大似然准则来确定最可能的原始信息。
最大似然解码通过计算不同可能解的概率，并选择概率最高的解码方式。
2.2 Viterbi解码Viterbi解码是一种基于动态规划的信道解码技术，常用于卷积码解码。
Viterbi算法通过计算不同解码路径的权重，并选择最可能的路径来进行解码。
2.3 近似解码为了降低解码复杂性，近似解码技术被广泛应用于无线通信系统中。
近似解码技术通过对解空间进行适当的简化和近似来实现高效的解码。
3. 信道编码与解码技术的研究进展3.1 码率匹配技术码率匹配技术是一种通过适应不同信道条件来选择合适的编码方式的技术。
码率匹配技术可以根据信道质量进行自适应的编码和解码选择，从而提高通信系统的性能和容错能力。
通信电子中的信道编码技巧
通信电子中的信道编码技巧通信电子是现代社会的重要组成部分，无论是商用通信、军事通信还是普通用户间的通信，都需要信道编码技巧来保证信息能够有效地传输。
本文将介绍一些通信电子中常用的信道编码技巧。
一、前向纠错编码前向纠错编码是一种在传输过程中利用冗余信息进行错误校正的技术。
传统的前向纠错编码方法主要有海明码、循环冗余校验码、卷积码等。
海明码是一种通过添加校验位的方式来实现前向纠错的编码技术。
编码过程中，将原数据分成若干份，每份中加上一定数量的校验位。
当数据传输时，接收端会根据校验位来检测数据有没有错误，并尝试进行错误的纠正。
循环冗余校验码和卷积码则是利用二进制码的定理构造出一系列编码多项式，通过把信息编码成多项式并通过传输，接收端对接收到的多项式进行解码，从而检测出和纠正错误。
二、调制编码调制编码是一种将数字信号转换成模拟信号的技术。
在数字通信中，数字信号会被传输成为模拟信号，具体的传输方式有模拟调制、频移键控调制、正交振幅调制等。
其中最常用的是正交振幅调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）。
QAM是一种将数字信号转换为模拟信号的技术。
其原理是根据载波的不同相位和不同幅度来表示数字信号，从而传递数字信息。
OFDM则是一种通过将原始数字信号切分成多子载波模块来传输数字信息的技术。
OFDM通过将原始信号写成多个小信号的形式，在有噪声的环境下更容易传输。
三、分组处理编码分组处理编码是一种对数据进行分组处理，降低误码率的技术。
这种编码技术可以通过不同的方式进行实现，例如Turbo编码、LDPC编码等。
Turbo编码是一种将原始数据分割成小块进行编码的技术。
其编码的原理是，在编码一个块时，使用另一个块的信息进行相互校验，从而降低误码率。
LDPC编码则是利用矩阵乘法实现对数据进行编码，并在解码时进行矩阵逆乘法，从而实现数据的重构。
四、压缩编码压缩编码是一种通过压缩数字信息来降低传输中所需要的带宽的技术。
其原理是把数据压缩成尽可能小的形式，使得传输所需的带宽最小化。
影视录放设备的智能音频稳定优化技术发展考核试卷
B. 声音增强
C. 总谐波失真
D. 频率响应调整
2. 以下哪些设备常用于影视录放设备的音频捕捉？（ ）
A. 麦克风
B. 摄像头
C. 扬声器
D. 话筒
3. 影视录放设备中，哪些技术可以用于降低背景噪音？（ ）
A. 自动降噪
B. 声音抑制
C. 回声消除
D. 声源定位
4. 以下哪些是智能音频处理技术的应用？（ ）
A. 声音增强
B. 自动降噪
C. 声音抑制
D. 语音合成
13. 以下哪些技术可以用于智能音频信号的处理？（ ）
A. 数字信号处理
B. 模拟信号处理
C. 量子计算
D. 光学处理
14. 影视录放设备中，以下哪些技术可以减少音频信号抖动？（ ）
A. 帧同步
B. 时钟同步
C. 采样率转换
D. 信号调制
15. 以下哪些技术不属于智能音频稳定优化技术？（ ）
A. LPC编码
B. MP3编码
C. AAC编码
D. JPEG编码
8. 以下哪些技术可以用于提高智能音频处理的实时性？（ ）
A. 硬件加速
B. 软件优化
C. GPU加速
D. 云计算
9. 影视录放设备中，以下哪些技术可以提升音频的空间感？（ ）
A. 虚拟环绕声
B. 立体声
C. 单声道
D. 3D声音处理
4. 在智能音频处理中，______是衡量音频信号处理性能的重要指标之一。（ ）
5. 智能音频稳定优化技术中，______技术可以消除或减少多径效应的影响。（ ）
6. 评估智能音频稳定优化技术的效果时，我们通常会关注______和总谐波失真等参数。（ ）
在3G中的信道编码技术及其DSP实现
2 3 4 .)6&7&（ +）
&3" 54O N ］ 2 3 .［ )6& 4 7&（ +） &3"
（ O） (N+
卷积编码的实现过程分为初始化、计算分支度量、度量 更新和反向跟踪 （ 即回溯 ） 几个部分。 对于 U9?2I69 译码的初始 化，因为系统中卷积编码总是从零状态开始的，所以要给状 态零赋予合适的初始度量值， 以保证译码从零状态开始并防
54O
检错码。 .R. 检错码对进入信道编码过程的数据组进行 .R. 检错以保证数据的可靠性； " 卷积码。卷积码是一种非常好 的纠错码， 适合在受衰减和干扰的信道中纠正随机和突发错 误。# ,<I67 码。它具有卓越纠错性能和带宽效率。 $ 交织 编码。 交织编码采用交织编码技术可以使成群误差趋向于随 机分布，降低码组的误码率，同时也可以有效提高纠错性 能。下面就对每种编码技术进行一一介绍。 OK O .R. 检错码 即循环冗余检验码。 .R. 编码通过计算待编码 .R. 码， 数据的校验比特，加在输入数据后，在接收时确定帧是否发 生了错误， 从而判断信道的传输质量的好坏。根据不同的传 输信道， .R. - # 、 .R. - P 、 .R. - O) 的编码方案被采用。 .R. 检错码的 %&’ 的实现过程的处理关键就是把待编 码数据移位与生成多项式相除， 在发送端把余式附加在数据 后传送， 在接收端则通过数据与生成多项式相除判断结果是 否为零来检错。 OK N 卷积码 在 #$ 系统中采用的是约束长度为 S 的 O T N 和 O T # 两种
3G中语音编码及其关键技术研究与实现
取得了极大的成功。 （２）正弦变换编码（ＳＴＣ．－Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ）
最早的ＳＴＣ编码器由美国麻省理工学院的林肯实验室发明。音频波形的正弦 模型使用了由正弦波的幅度、频率和相位表征的分析，合成技术。 （３）混合激励线性预测编码（ＭＥＬＰ－－～ｆｉｘｅｄ－Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃａｔｉｏｎ）
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＡｉＲ Ｖｏｃｏｄｅｒ ＷａＳ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ ｉｎ
Ｓｅｐｔ．２００１．
Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ １６－ｃｈａｎｎｅｌ ＡｌＶｌＲ Ｖｏｃｏｄｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ＴＭＳ３２０Ｃ６２０３．Ｔｈｅ
由亚特兰大佐治亚州理工学院Ａ．Ｖ．ＭｃＣｒｅｅ博士提出【２ｌ。ＭＥＬＰ编码器以传统 的ＬＰＣ参数模型为基础，并引入了四个附加特征：混合激励、非周期脉冲、脉冲 散布和自适应谱滤波。
（４）波形内插编码（、Ⅳｌ一－Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ） １９９１年美国ＡＴ＆Ｔ贝尔实验室Ｗ．Ｂ．Ｋｌｅｉｊｎ博士提出了原型波形内插
Ｖｏｃｏｄｅｒ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｇＰＥ－ＬＴＰ（ｇｅｇｕｌａｒ Ｐｕｌｓｅ ＥｘｃＲｅｄ－Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ
Ｐｒｅｄｉｃａｔｉｏｎ）ｉｎ ＧＳＭ，ａｎｄ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｏｌｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ＡＭＲ
3G的三种制式编码方式
编码方式：CDMA2000和UMTS的扰码均采用的是伪随机序列PN Code。
CDMA2000：其中CDMA2000采用的是伪随机码自相关特性，整个系统只有一个短码215和一个长码242。
整个系统是在GPS同步时钟的控制下，按照一定的规则，每个基站和手机得到相应的短码和长码的时间偏置PN Offset，从而实现扇区以及手机反向信道的区分，同时又保证所有在空中出现的信号近似于噪声，以减少相互之间的干扰。
技术上实现最简单。
Short PN（15位）用于区分不同的基站或扇区沃尔什码(64位Walsh code)用于区分不同的前向信道Long PN （42位）用于分不同的反向信道相同的伪随机码当时间对齐时,其自相关的归一化值为1.相同的伪随机码当时间不对齐时,其自相关的归一化值为-1/L.当L趋于较大值时, 该值趋于0.UMTS-FDD：伪随机码的互相关特性没有自相关特性那样强的规律性. 只有一些特殊的码组之间有一定的规律性.•优选对‘Preferred Pair’的概念:–优选对是指一对相同长度的m-sequences相互之间的互相关值只有三个取值.-1- [2 +1] and + [2 -1] n=odd- [2 +1] and + [2 -1] n=even例: n=3, {-1, -5, +3}n=4, {-1, -9, +7}•GOLD CODE的产生:–利用一对优选对‘Preferred Pair’,将各自产生的序列相对移位,然后模二相加, 即可得到一个新的序列GOLD CODE.–当两个m-squences长度为 2 -1,即可以产生该长度的移位时,可以产生的总的GOLD CODE的数量为:2 +1(包含两个原始preferred pair m-sequences)–GOLD CODE互相关特性优于m-sequence互相关特性. (三值特性)•GOLD CODE的自相关特性(Auto-correlation):归一化值: Ci(t)Cj(t) = 1 i = j•GOLD CODE的互相关特性(Cross-correlation)(三值特性):归一化值: | Ci(t)Cj(t) | ≪1 i ≠ j(最大不超过 | 2 | )•WCDMA中, Uplink n=25(0~24); Downlink n=18(0~17)则有,最差情况为: Uplink |[2 + 1 ]/ 2 |= 0.00024由于每个扇区分配不同的扰码，相互之间的互相关特性与时间没有对应关系，因此UMTS FDD系统可以不使用GPS，但技术实现相对复杂。
WCDMA技术的信源编码和信道编码
WCDMA技术的信源编码和信道编码WCDMA网络是全球商用时间最长，技术成熟、可演进性最好的，全球第一个3G商用网络就是采用WCDMA制式。
我国采用了全球广泛应用的WCDMA 3G技术，目前已全面支持HSDPA/HSUPA，网络下载理论最高速率达到14.4Mbps。
2G无线宽带的最高下载速度约为150Kbps，我国的WCDMA网络速度几乎是2G网络速度的100倍。
支持业务最广泛，基于WCDMA成熟的网络和业务支撑平台，其所能实现的3G业务非常丰富。
无线上网卡、手机上网、手机音乐、手机电视、手机搜索、可视电话、即时通讯、手机邮箱、手机报等业务应用可为用户的工作、生活带来更多的便利和美妙享受。
终端种类最多，截至2008年底，支持WCDMA商用终端的款式数量超过2000款，全球主要手机厂商都推出了为数众多的WCDMA手机。
国内覆盖广泛，截至2009年9月28日，联通3G网络已成功在中国大陆285个地市完成覆盖并正式商用，新覆盖的城镇数量还在不断增长中，联通3G网络和业务已经覆盖了中国绝大部分的人口和地域。
开通国家最广，可漫游的国家和地区最多，截至2008年底，全球已有115个国家开通了264个WCDMA网络，占全球3G商用网络的71.3%。
截至2009年9月28日，中国联通已与全球215个国家的395个运营商开通了。
WCDMA的优势明显，技术成熟，在WCDMA物理层来看，信源编码和信道编码是WCDMA技术的基础，信源编码是采用语音编码技术，AMR语音编码技术是由基于变速率多模式语音编码技术发展而来，主要原理在于：语音编码器模型由一系列能提供多种编码输出速率与合成质量的声码器构成AMR支持八种速率。
鉴于不同信源比特对合成语音质量的影响不同AMR 语音编码器输出的话音比特在传输之前需要按照它们的主观重要性来排序分类，分别采用不同保护程度的信道编码对其进行编码保护。
信源编码AMR模式自适应选择编码器模式以更加智能的方式解决信源和信道编码的速率匹配问题，使得无线资源的配置和利用更加灵活和高效。
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卷积编码的实现过程分为初始化、计算分支度量、度量 更新和反向跟踪 （ 即回溯 ） 几个部分。 对于 U9?2I69 译码的初始 化，因为系统中卷积编码总是从零状态开始的，所以要给状 态零赋予合适的初始度量值， 以保证译码从零状态开始并防
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止溢出。 计算分支度量时， 由网格图单元的对称性， 可减少一 半的计算量。度量更新是通过比较累加度量值， 依次进行状 态度量更新的过程。这种更新实际上是一个加比选 （ 的 #$%） 过程，即先计算出汇入某状态的 & 条分支的分支度量，在此 基础上，将 & 个分支度量分别与其前面的状态度量相加，比 较 & 个相加的结果， 选择较大者存储起来作为该状态新的度 量值。 在每个符号时间间隔内， 通过 #$% 更改 & ! ’ " 个状态的 度量值， 并保存每个状态相应的转移比特。而回溯过程就是 通过这些转移比特构成的转移表，反向追踪最大似然路径， 完成原始数据的译码。 当编码约束长度不太大， 或者误码率要求不太高（ 约 "( ’ )） 时，*+,-./+ 译码的设备比较简单，计算速度很快，因此在语 音、 低速率和对译码时延要求比较苛刻的数据链路中大都采 用卷积码。 "0 1 23./4 码 15 系统在信道编码中使用 23./4 码，用以传输高速率、 高质量的通信业务。 23./4 码把信息源比特流通过交织卷积 后的各子码组合成并行级联卷积码， 然后通过译码器的反复 迭代反馈后， 得到卓越的译码性能。 但是目前 23./4 码用于第 三代移动通信系统， 还存在一些困难， 主要是基于 6#7 的软 输出解码算法所需计算量和存储量较大，而基于软输出 *+,-./+ 的算法所需迭代次数往往难以保证。 1577 标准中的 23./4 编码器的编码率是 " 8 1 。编码时， 其输入信息序列在经过交织器送入 9%$ 编码器的同时送到 编码器输出端。 其中两个 : ’ 状态分支编码器的传递函数为： ］ ，（ 其 中 $( ; # < = " > #& > #1 ， "， $" （ #） % $( （ #） "; #< = ［ 。 $" ; # < = " > # > #1 ） 23./4 码的实现过程就是卷积码的实现 过程再加上一个交织过程。 23./4 译码器主要由两个 %?%@（ A4B, ’ +CD3, A4B, ’ 43,D3,） 译码器 （ EF$" 和 EF$& ）组成的基本译码模块多次迭代级联 而成。编码后的数据 & 经过信道后接收到的序列为 ’， ’在 经过解复用得到序列 ()，(*" ，(*& ， 它们和外部信息 !" ，!& 一 起分别作为 EF$" 和 EF$& 的译码器的软输入。 对于 23./4 码译码， 笔者在译码迭代次数为 : ， 交织长度 为 &G(! 的情况下完成了 E%7 实现。其实现流程如图 " 。在 E%7 的实现中，一个要注意的关键问题是如何防止数据的溢 出， 如果处理不好， 将得不到正确的结果。 当 %H9 = (0 &IJ 时误码率已经近似 在 E%7 定点实现中， 为 ( 。但理论上性能应该更好， 这与笔者采用的交织长度、 迭 代次数以及编码器约束长度等都有关系。随着 15 研发工作 的深入， 23./4 译码的算法及其实现还会得到进一步改进。 "0 ! 交织码 无线信道的多经和衰落特性， 使数据传输产生突发性错 误，为了防止突发错误造成译码不能正确进行，通常采用具 有时间分集功能的交织技术。 交织编码的设计思想是通过交 织与去交织将一个有记忆的突发差错信道， 改造为基本上无 记忆的随机独立差错信道， 然后再用纠随机独立差错的纠错 码来纠错。 如果交织器设计得较好， 那么对随机分布的错误， 用编码技术就更容易纠正。 在 15 系统中采用了两种交织方案，块内交织和块间交 织。因为交织前后的数据存在一一对应的关系，很容易用 $ 语言程序生成交织前后的比特位置对应表， 在 E%7 的实现过 程中，则根据表中的位置关系把数据重新排列完成交织，解 交织则反之。 对于块间交织， 其原理与块内交织类似， 但块间 交织还有一个参数 5，5 是指联合的交织块数。块间交织的 只是解码时需要保存 5 块的 E%7 实现过程与块内交织相同， 数据， 才能输出一块完整的交织块。 图 " 23./4 码译码流程
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检错码。 .R. 检错码对进入信道编码过程的数据组进行 .R. 检错以保证数据的可靠性； " 卷积码。卷积码是一种非常好 的纠错码， 适合在受衰减和干扰的信道中纠正随机和突发错 误。# ,<I67 码。它具有卓越纠错性能和带宽效率。 $ 交织 编码。 交织编码采用交织编码技术可以使成群误差趋向于随 机分布，降低码组的误码率，同时也可以有效提高纠错性 能。下面就对每种编码技术进行一一介绍。 OK O .R. 检错码 即循环冗余检验码。 .R. 编码通过计算待编码 .R. 码， 数据的校验比特，加在输入数据后，在接收时确定帧是否发 生了错误， 从而判断信道的传输质量的好坏。根据不同的传 输信道， .R. - # 、 .R. - P 、 .R. - O) 的编码方案被采用。 .R. 检错码的 %&’ 的实现过程的处理关键就是把待编 码数据移位与生成多项式相除， 在发送端把余式附加在数据 后传送， 在接收端则通过数据与生成多项式相除判断结果是 否为零来检错。 OK N 卷积码 在 #$ 系统中采用的是约束长度为 S 的 O T N 和 O T # 两种
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信道编码技术的编译码原理， 并讨论了在 ,% - &.%/0 系统中的相应的 %&’ 实现问题。 【 关键词 】 信道编码 ,% - &.%/0
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在 #$ 系统中的信道编码技术
在 #$’’ 标准中主要采用了以下几种编码技术：! .R.
编码速率的卷积码。 经过编码后的数据序列为生成多项式的 输出交错排列。卷积编码的 %&’ 实现主要有两步， 首先是输 入数据的移位相加， 然后将计算结果交错组合输出。 卷积码的译码方法采用的是软判决 U9?2I69 译码。U9?2I69 算法就是通过计算累积码距， 在相应的卷积码网格图上寻找 唯一的最大似然路径， 再根据这条路径所通过的延迟寄存器 状态， 重构发送数据的过程。 对于软判决 U9?2I69 译码， 在卷积 码网格图上寻找最大似然路径就是寻找欧氏距离最小的路 径。速率为 R V O T . 的卷积码， 其欧氏距离的计算方法如 （ O） 式展开， 略去常数部分可得到简化的分支度量计算 式， 把（ O） 式如 （ 式。然后利用简化的度量值累加比较更新状态并保 N） 存转移路径， 最后反向跟踪最大似然移动通信系统中的数据能可靠传
输的重要手段之一，这里着重介绍了 1577 标准中采用的几 种主要的信道编码技术，以及在 2E ’ %$E6# 系统中的 E%7 实现，这对于开发符合 15 标准的终端产品具有十分重要的 实用意义。 参考文献
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