CDMA语音编码和信道编码
信源编码与信道编码
信源编码与信道编码⼀．信源编码和信道编码的发展历程信源编码：最原始的信院编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应⽤中常见的信源编码⽅式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是⽆损编码，另外还有⼀些有损的编码⽅式。
信源编码的⽬标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应⽤形式就是压缩。
相对地，信道编码是为了对抗信道中的噪⾳和衰减，通过增加冗余，如校验码等，来提⾼抗⼲扰能⼒以及纠错能⼒。
信道编码：1948年Shannon极限理论→1950年Hamming码→1955年Elias卷积码→1960年 BCH码、RS码、PGZ译码算法→1962年Gallager LDPC（Low Density Parity Check，低密度奇偶校验）码→1965年Ｂ－M译码算法→1967年RRNS码、Viterbi算法→1972年Chase⽒译码算法→1974年Bahl MAP算法→1977年IMaiBCM分组编码调制→1978年Wolf 格状分组码→1986年Padovani恒包络相位／频率编码调制→1987年Ungerboeck TCM格状编码调制、SiMonMTCM多重格状编码调制、WeiL.F.多维星座TCM→1989年Hagenauer SOVA算法→1990年Koch Max－Lg－MAP算法→1993年Berrou Turbo码→1994年Pyndiah 乘积码准最佳译码→1995年 Robertson Log－MAP算法→1996年 Hagenauer TurboBCH码→1996MACKaｙ－Neal重新发掘出LDPC码→1997年 Nick Turbo Hamming码→1998年Tarokh 空－时卷格状码、AlaMouti空－时分组码→1999年删除型Turbo码虽然经过这些创新努⼒，已很接近Shannon极限，例如1997年Nickle的TurboHamming码对⾼斯信道传输时已与Shannon极限仅有0.27dB相差，但⼈们依然不会满意，因为时延、装备复杂性与可⾏性都是实际应⽤的严峻要求，⽽如果不考虑时延因素及复杂性本来就没有意义，因为50多年前的Shannon理论本⾝就已预⽰以接近⽆限的时延总容易找到⼀些⽅法逼近Shannon 极限。
CDMA原理
1、CDMA原理图2、编码技术2-1信源编码2-1-1信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；2-1-2最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。
分为取样、量化和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;2-1-3移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带宽，传8路话音需要512K带宽。
对于1个频点只有200KHZ带宽的GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s；2-1-4第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。
在WCDMA中，采用了自适应多速率语音编码（AMR）技术。
它支持8种编码速率：12.2、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.3、AMR控制AMR:允许系统根据无线接口资源动态调整语音的编码速率负荷重时，降低AMR的语音速率，这样既减轻负载，又增加系统容量。
采用4.75K时相对12.2K容量提高约40%负载轻时，增加AMR语音速率，尽量提高QOS，增加满意度对于上行覆盖受限的情况，降低AMR的语音速率可以有效扩大上行的覆盖范围4、信道编码目的使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差。
同时在原数据流中加入冗余信息，提高数据传输速率。
5、信道编码的特点5-1信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力5-2目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3）5-3使用编码增加了无效负荷和传输时间5-4适合纠正非连续的少量错误6、交织编码技术6-1优点交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。
提高纠错编码的有效性。
6-2缺点：由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错加大了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求选择。
4g和5g通信所采用的信源编码和信道编码
4g和5g通信所采用的信源编码和信道编码4G和5G通信所采用的信源编码和信道编码是不同的，具体如下：1. 4G通信所采用的信源编码4G通信系统采用了多种信源编码方式，其中最常用的是AMR （Adaptive Multi-Rate）编码。
AMR编码是一种自适应多速率语音编解码器，其主要作用是将语音转化为数字数据，并通过无线网络传输。
AMR编码可以根据网络质量自适应调整传输速率，从而提高语音质量。
2. 4G通信所采用的信道编码4G通信系统采用了Turbo编码和LDPC（Low Density Parity Check）编码两种主要的信道编码方式。
Turbo编码是一种迭代式卷积码，能够有效地提高数据传输速率和距离性能。
LDPC编码则是一种基于图像理论的低密度奇偶校验码，具有低复杂度、高效率等优点。
3. 5G通信所采用的信源编码5G通信系统引入了新型的波形调制方式和多路访问技术，因此在信源编解码方面也进行了改进。
5G通信系统主要采用Polar Coding（极化编解码）技术进行数据压缩和解压缩。
Polar Coding是一种基于极化理论的新型编码方式，具有高效率、低复杂度等优点。
4. 5G通信所采用的信道编码5G通信系统主要采用了LDPC编码和Polar Coding两种信道编码方式。
与4G通信系统相比，5G采用了更加先进的LDPC编码技术，能够提高数据传输速率和距离性能。
此外，Polar Coding也可以应用于5G通信系统的信道编码中，进一步提高数据传输效率。
总之，4G和5G通信所采用的信源编码和信道编码各有不同，并且在技术上都进行了不断改进和优化，以满足不断增长的无线通信需求。
CDMA语音编码和信道编码讲解
CDMA的语音编码与信道编码摘要：随着3G移动通信技术的逐步实现以及移动通信与互联网的融合，全球正迅速步入移动信息时代。
CDMA已被广泛接纳为第三代移动通信的核心技术之一，它具有优越的性能。
本文主要介绍CDMA中常用的语音编码技术与信道技术。
关键词：语音编码信道编码受激励线性编码码激励线性预测编码矢量和激励线性预测编码编码器解码器卷积码1 CDMA中的语音编码技术语音编码为信源编码，是将模拟信号转变为数字信号，然后在信道中传输。
在数字移动通信中，语音编码技术具有相当关键的作用，高质量低速率的话音编码技术与高效率数字调制技术相结合，可以为数字移动网提供高于模拟移动网的系统容量。
目前，国际上语音编码技术的研究方向有两个：降低话音编码速率和提高话音质量。
1.1 语音编码技术的分类语音编码技术有三种类型：波形编码、参量编码和混合编码。
●波形编码：是在时域上对模拟话音的电压波形按一定的速率抽样，再将幅度量化，对每个量化点用代码表示。
解码是相反过程，将接收的数字序列经解码和滤波后恢复成模拟信号。
波形编码能提供很好的话音质量，但编码信号的速率较高，一般应用在信号带宽要求不高的通信中。
脉冲编码调制（PCM）和增量调制（ΔM）常见的波形编码，其编码速率在16～64kbps。
●参量编码：又称声源编码，是以发音模型作基础，从模拟话音提取各个特征参量并进行量化编码，可实现低速率语音编码，达到2～4.8kbps。
但话音质量只能达到中等。
●混合编码：是将波形编码和参量编码结合起来，既有波形编码的高质量优点又有参量编码的低速率优点。
其压缩比达到4～16kbps。
泛欧GSM系统的规则脉冲激励-长期预测编码（RPE-LTP）就是混合编码方案。
1.2 CDMA的语音编码CDMA系统如同其它数字式移动电话系统，它也采用语音编码技术来降低语音的编码速率。
CDMA系统的语音编码主要有从线性预测编码技术发展而来的激励线性预测编码QCELP和增强型可变速率编码EVRC。
移动通信技术与网络优化第3章 语音编码信道编码和交织
• 源编码就是信源信号的模数（A∕D）变换，即将 模拟的信源信号转化成适于在信道中传输的数字 信号形式。 • 在数字系统中，信源编码的基本目的就是通过压 缩信源产生的冗余信息来提高整个传输链路的有 效性。 2 信源编码的分类
(1) 根据信源信号是离散的信号还是连续的信号， 可以将信源编码分为：
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3.1.6 GSM系统语音编码器
1 GSM系统语音编码器性能要求
（1）语音质量
• 对语音编码最基本的要求就是用户角度测试，在 可工作的范围内，平均语音质量应至少不低于 900MHz模拟移动系统。 • 语音编码算法应具有很强的适应频谱以及电平变 化的能力。 • 语音编码器能够不受环境噪声以及很多语音信号 混杂的干扰。
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3.1.6 GSM系统语音编码器
• 在GSM语音编码器网络一端将完成A律或律的 PCM变换。
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3.1.6 GSM系统语音编码器
（4）非话信号的传输 • 语音编译码器没有对语音频段的数据做出要求， 然而，必须要求语音编译器能够传输由网络提供 给用户的各种音频信号音，如拨号音、振铃音、 忙音等。
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3.1.6 GSM系统语音编码器
• 在移动台转接移动台时，会出现两套编/译码器复 接的情况。
（2）码速率
• 仍然使用8kHz取样率，以便于和PSTN的接口连 接。基于对频率利用率和语音质量相矛盾的协调， 将16kbit/s作为可接受的工作比特率。 • （3）码变换 • GSM系统所确定的基本语音编码的变码器可将13 位线性PCM码流变换成16kbit/s的无线传输比特率。
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CDMA移动通信基础
CDMA移动通信基础CDMA移动通信基础CDMA（ Division Multiple Access）是一种移动通信技术，是利用信道编码技术实现多用户使用同一频段的一种通信方式。
CDMA移动通信基础是了解CDMA技术的基本原理和核心技术的基础知识。
1. CDMA技术的原理CDMA技术的基本原理是将不同的用户数据按照一定的编码方式进行编码，然后通过扩频技术将编码后的数据发送到整个频段。
接收端通过解码和去除其他用户干扰的方式，将特定用户的数据还原出来。
CDMA技术主要包括信道编码、信道容量和干扰抑制三个方面。
1.1 信道编码CDMA技术通过采用码片作为信号的传输方式，将用户数据进行编码与解码过程。
码片是一种特殊的伪随机序列，能够使信息在传输过程中增加冗余度，提高信号的鲁棒性和抗干扰能力。
1.2 信道容量CDMA技术具有高信道容量的特点。
由于CDMA技术采用扩频技术，可以在同一频段内传输多个用户的数据，从而提高了频段的利用率。
CDMA技术的信道容量远高于传统的时分多路复用和频分多路复用技术。
1.3 干扰抑制CDMA技术可以通过编码和解码的过程对其他用户的信号进行抑制。
由于CDMA技术是将所有用户的信号混合传输，所以没有固定的时间、频率和位序来分离不同用户的信号。
其他用户的信号会被视为干扰信号，需要通过解码过程进行抑制。
2. CDMA系统的结构CDMA系统由基站、移动台和交换网三部分组成。
基站负责与移动台进行无线通信，传输和接收数据，以及与交换网连接进行调度管理。
移动台是用户使用的移动终端设备，在与基站建立通信连接后可以进行语音通话或数据传输。
交换网则负责处理和转发数据，实现移动通信的集中管理。
3. CDMA系统的优点和应用CDMA技术具有以下优点：抗干扰能力强，能有效抵抗同频干扰和多径干扰。
高带宽利用率，实现多用户使用同一频段。
通信质量稳定，支持高速数据传输和语音通话。
系统容量大，能够容纳大量用户通信。
第4章 语音编码、信道编码和交织讲解
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4.1.1 概述
• 混合编码基于参量编码和波形编码发展的一类新的 编码技术。在混合编码的信号中，既含有若干语音 特征参量又含有部分波形编码信息。其编码速率一 般在4～16kbit/s。当编码速率在8～16kbit/s范围时， 其语音质量可达到商用语音通信标准的要求。
• 考虑到中、低比特率的编译码器将尽量利用语音 中的一些特征，将语音以及语音频段内的数据一 起协调的编码算法必将降低语音的质量。因此， 在设计语音编码器时，应首先考虑语音的质量， 而对于语音频段内的数据信号，则通过特殊的终 端适配器来实现。
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4.1.6 GSM系统语音编码器
（5）传输时延 造成传输时延的主要原因有以下两方面。 ① 语音编码的时延。 ② 无线分系统中的时延。
• 目前较成功的混合编码方案有两种，多脉冲激励 线性预测编码（MPLPC)和码激励线性预测编码 （CELPC),前者使用一个数目有限且幅度和位置 要调整的脉冲序列作为激励源。后者使用一个波 形矢量作为激励源。图4-3给出三种不同激励序列 及其产生语音方法。
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图4-3 三种不同激励的语言合成模型
• 三种编码技术同时存在通信系统中，波形编码以 其高质量用于长途传输和宽带语音；声码器以高效 压缩性用于保密通信；混合编码以其独有特性用于 各种通信系统。
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4.1.5 移动通信中语音编码器的选择
在低比特率语音编码中，有4个参数是很重要的， 即比特率、质量、复杂度和处理时延。 1．语音质量评估 • 当前世界上流行的语音质量评估方法是采用原
5 移动通信原理 第五章 语音编码、信道编码和交织技术
第5章语音编码、信道编码和交织技术引言一般的数字通信系统都包含信源编解码、信道编解码和调制解调这三对功能模块，语音编码是一种信源编码的，在移动通信中由于信道的特点，往往还需要交织和去交织这一对功能模块。
为什么要进行信源编码、信道编码和交织呢？从实现过程分析：信源编码——原理：去掉一些信息（信源中统计特性具有相关性的信息）；（有效性）目的：尽可能用最少的信息比特表示信源，从而达到压缩信息速率，以较少的信息速率传送信息；信道编码——原理：加入一些信息（监督码或检验码）；（可靠性）目的：用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时，由于干扰、噪声或衰落等所造成的误码。
交织——原理：不改变信息量，只改变信息的排序；（可靠性）目的：克服信道中由于深衰落而造成的突发的成串的误码。
对本章的学习，我们复习信源编码和信道编码的基础上，重点掌握：1．移动通信对编码的要求；2．蜂窝移动通信典型系统用到的编码方式；3．在这些系统中的实现过程；4．交织的原理和作用。
5.1 语音编码通信系统中的语音编码的目的是解除语音信源的统计相关性，语音编码大致分为三类。
一．语音编码的分类（参考：《吴伟陵，《移动通信原理》，电子工业出版社，P72）1．波形编码波形编码是以精确再现语音波形为目的，并以保真度即自然度为度量标准的编码方法。
这类编码是保留语音个性特征为主要目标的方法，其码速较高。
常用的波形编码及其原理：PCM、DPCM、ADPCM应用：适用于骨干（固定）通信网。
2．参量编码利用人类的发声机制，仅传送反映语音波形变化主要参量的编码方法。
在接收端，可根据发声模型，由传送过来的变化参量激励产生人工合成的语音。
参量编码的主要标准是可懂度。
显然，这类编码是以提取并传送语音的共性特征参量为目的的编码方式，其码速较低。
（声码器）常用的参量编码及其原理：LPC应用：主要用于军事保密通信。
3．混合编码混合编码是吸取上述两类编码的优点，以参量编码为基础，并附加一定的波形编码特征，以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方式。
语音编码和信道编码
动
度为 P(W/Hz)，其信道容量可由下面的
通 信
香农公式给出：
原
理
C = B l o g 2 1 N P 0 B B l o g 2 1 N S （ 5 - 1 ）
动 通
对有些应用带来困难（例如对实时语
信 音），但它是目前已知的可实现的最好
原 的编码技术之一。
理
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第6章 语音编码和信道编码技术
• 6.1 语 音 编 码
移 动
• 6.2 信 道 编 码
通
信
原
理
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1、 概述
• 语音编码技术通常分为三类
移
– 波形编码（如PCM）
动
– 声源编码（或参量编码）
通 信
编码器类型
比特率/（kbit/s）
复杂度MIPS
时延/ms
质量
脉冲调制
64
自适应差分脉码调制
32
自适应子频段编码
16
多脉冲线性预测编码
8
随机激励线性预测编码
4
线性预测编码的声码
2
0.01 0.1 1 10 100 1
0
高级
0
高级
25
高级
35
通信级
35
通信级
35
合成级
16
5、数字基带信号常用码型
• 矩形脉冲信号所占频带通常从直流和低频
理
对语音进行编码
– 发声时全速率9.6kbit/s编码
– 不发声时为全速率的1/8速率（1.2kbit/s）编码
– 其余就是发声和不发声的过度速率，即全速率的1/2 和1/4速率
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IS-95系统语音编码器
• QCELP方案即码激励线性预测的可变速
5 移动通信原理 第五章 语音编码、信道编码和交织技术
第5章语音编码、信道编码和交织技术引言一般的数字通信系统都包含信源编解码、信道编解码和调制解调这三对功能模块，语音编码是一种信源编码的，在移动通信中由于信道的特点，往往还需要交织和去交织这一对功能模块。
为什么要进行信源编码、信道编码和交织呢？从实现过程分析：信源编码——原理：去掉一些信息（信源中统计特性具有相关性的信息）；（有效性）目的：尽可能用最少的信息比特表示信源，从而达到压缩信息速率，以较少的信息速率传送信息；信道编码——原理：加入一些信息（监督码或检验码）；（可靠性）目的：用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时，由于干扰、噪声或衰落等所造成的误码。
交织——原理：不改变信息量，只改变信息的排序；（可靠性）目的：克服信道中由于深衰落而造成的突发的成串的误码。
对本章的学习，我们复习信源编码和信道编码的基础上，重点掌握：1．移动通信对编码的要求；2．蜂窝移动通信典型系统用到的编码方式；3．在这些系统中的实现过程；4．交织的原理和作用。
5.1 语音编码通信系统中的语音编码的目的是解除语音信源的统计相关性，语音编码大致分为三类。
一．语音编码的分类（参考：《吴伟陵，《移动通信原理》，电子工业出版社，P72）1．波形编码波形编码是以精确再现语音波形为目的，并以保真度即自然度为度量标准的编码方法。
这类编码是保留语音个性特征为主要目标的方法，其码速较高。
常用的波形编码及其原理：PCM、DPCM、ADPCM应用：适用于骨干（固定）通信网。
2．参量编码利用人类的发声机制，仅传送反映语音波形变化主要参量的编码方法。
在接收端，可根据发声模型，由传送过来的变化参量激励产生人工合成的语音。
参量编码的主要标准是可懂度。
显然，这类编码是以提取并传送语音的共性特征参量为目的的编码方式，其码速较低。
（声码器）常用的参量编码及其原理：LPC应用：主要用于军事保密通信。
3．混合编码混合编码是吸取上述两类编码的优点，以参量编码为基础，并附加一定的波形编码特征，以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方式。
信源编码和信道编码
信源编码：主要是利用信源的统计特性，解决信源的相关性，去掉信源冗余信息，从而达到压缩信源输出的信息率，提高系统有效性的目的。
第三代移动通信中的信源编码包括语音压缩编码、各类图像压缩编码及多媒体数据压缩编码。
信道编码：为了保证通信系统的传输可靠性，克服信道中的噪声和干扰的。
它根据一定的（监督）规律在待发送的信息码元中（人为的）加入一些必要的（监督）码元，在接受端利用这些监督码元与信息码元之间的监督规律，发现和纠正差错，以提高信息码元传输的可靠性。
信道编码的目的是试图以最少的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性的提高。
信道编码从功能上可分为3类：仅具有发现差错功能的检错码，如循环冗余校验码、自动请求重传ARQ等具有自动纠正差错功能的纠错码，如循环码中的BCH码、RS码及卷积码、级联码、Turbo 码等既能检错又能纠错功能的信道编码，最典型的是混合ARQ信道编码从结构和规律上分两大类线性码：监督关系方程是线性方程的信道编码非线性码：监督关系方程是非线性的FEC是前向就错码，在不同系统中，不同信道采用的FEC都不一样，有卷积码，Turbo码等信源编码&信道编码区别（通院的必杀技）：官方课本如是介绍：信源编码：表示信源和降低信源的信息速率。
信道编码：消除或减轻信道错误的影响。
通过适当的调制方式来运载信息，以适应信道特征。
本人总结：一．信源编码信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩。
码元速率将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的有效性。
作用之二是，当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。
模拟信号数字化传输的两种方式：脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)。
信源译码是信源编码的逆过程。
1.脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制:一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。
由于这种通信方式抗干扰能力强，它在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用。
TDCDMA系统中的信源编解码
TDCDMA系统中的信源编解码第三代移动通信系统TDCDMA中多采用自适应多速率(AMR)语音编码器。
自适应多速率(AMR)是以智能的方式解决信源编码和信道编码的速率分配问题。
实际的语音速率取决于信道条件,它是信道质量的函数。
通过对AMR编码器的速率选择,背景噪声的处理以及编,解码原理的分析研究,可以证明,AMR编码器采用自适应算法选择了最佳的语音编码速率。
第三代移动通信系统将支持语音、视频和数据等多媒体业务,但语音业务仍然是3G的最基本的业务。
语音编码技术经过几十年的发展,已经有很多种可以实现在4.8kbit/s甚至更低的速率上提供接近长途语言质量高效的语音编码方法。
TCDMA的语音编码标准为AMR声码器标准。
它由多速率语音编码器,含有话音激活检测器(VAD)与舒适背景噪声(SID)产生系统的源控速率方案(SCR)和能减小传输误码与包丢失对合成语音影响的消除错误机制(ECU)3部分组成。
其中,多速率语音编码器是一个编码速率和背景噪声低速率编码模式的一个整体语音编解码器。
它允许每一帧信号(20ms)的编码速率可以不同,是AMR语音编码标准的核心;其余几部分则用语改善声码器的性能和提高网络的用户容量,是可选的组件。
一． AMR语音编码器的速率选择多速率语音编码器是一种单个集成的语音编码器,它有8种固定的信源速率模式,从4.75kbit/s到12.2kbit/s。
此外,还有低速率的噪声编码模式,此编码器能够根据命令在每20ms语音帧中改变它的速率。
经测试表明:从信噪比的角度来看,对没有背景噪声的纯语音序列,AMR声码器的8种速率表现出相对接近的语音质量;而对有背景噪声的语音,8种速率的语音质量有明显区别。
根据此时的语音质量可以把8种速率分成高、中、低3类速率,高速率提供的语音质量比低速率提供的语音质量有很大提高;各类中不同速率提供较接近的语音质量。
考虑到可能存在的应用要求。
也可以将中速率再细分为两个子类,分别拥有7.95kps、7.40kps和6.70kps、5.90kps。
cdma技术简介
第1章CDMA概述：知识点●介绍移动通信发展的来龙去脉。
●介绍CDMA标准及其演进。
1.1 引言通过本章的学习，你会在短时间内，对移动通信的发展有一个全面的认识，为后面的学习铺路。
1.2 移动通信发展史及CDMA标准移动通信的历史可以追溯到20世纪初，但在近20年来才得到飞速发展。
移动通信技术基本上以开辟新的移动通信频段、有效利用频率和移动台的小型化、轻便化为中心而发展，其中有效利用频率技术是移动通信的核心。
20世纪40年代，第一个移动电话系统在美国开通。
70年代初，美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念和理论。
此后，蜂窝移动通信系统经历了三代演变，见表1.2-1。
表1.2-1 蜂窝移动通信系统的演变AMPS：Advanced Mobile Phone SystemTACS：Total Access Communication SystemGPRS：General Packet Radio Services1.2.1 第一代蜂窝移动通信系统70年代末，第一代蜂窝移动通信系统诞生于美国贝尔实验室，即著名的先进移动电话系统AMPS。
其后，北欧（丹麦、挪威、瑞典、芬兰）和英国相继研制和开发了类似的NMTS（Nordic Mobile Telephone System）和TACS（Total Access Communication System）移动通信系统。
中国在1987年开始使用模拟制式蜂窝电话通信。
1987年11月，第一个移动电话局在广州开通。
仅仅几年后，采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统就暴露出了容量不足、业务形式单一及语音质量不高等严重弊端，这就促使了对第二代蜂窝移动通信系统的研发。
1.2.2 第二代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统（2G）采用数字制式，提供了更高的频谱利用率、更好的数据业务和通信质量以及比第一代系统更先进的漫游功能。
典型的第二代蜂窝移动通信系统包括：居于主导地位的GSM系统（全球移动通信系统）、美国IS-54/IS-136与IS-95系统、日本PDC（PersonalDigital Celluar）系统。
移动通信中的语音编码和信道编码
图1 GSM编码器框图（1）预处理：去除语音的直流分量，进行预加重；（2）LPC分析：预测滤波器的系数，每帧(20 ms)计算一次滤波器的系数，GSM方案中取滤波器的阶数为8。
（3）短时分析滤波：对信号做短时预测分析，产生短时残差信号。
（4）长时预测：在RPE中用规则脉冲来代替残差信号，因此直接用短时预测的残差信号，未必是最佳效果，此外，C D M A2000中采用的语音编码EVRC(Enhanced Variable Rate Code),它是一种可变速率语音编译码算法，根据噪音情况采用3种不同速率：全速率，半速率和1/8速率，对应9.6 kbit/s，4.8 kbit/s 1.2 kbit/s，平均编码速率为8 kbit/s，其质量与13 kbit/s QCELP算法相当。
WCDMA中优选的语音编码方案是自适应多速率语音编码(AMR)，全速率模式下有8种编码速率，半速率模式下有6种编码速率，其目的是优化当前信道下的语音质量。
AMR编码是以自适应码本激励线性预测编码ACELP 技术为基础。
图2 不同系统的语音编码的可造速率从PHS到GSM到IS-95再到3G中的变速率及语音激活技术，正体现了这一发展趋势。
我们可以发现，在3G 系统中编码速率根据不同的环境特点有了更多的选择，以期达到传输效率和语音质量的更好平衡。
从另一个角度来看，由于3G是从不同的2G标准发展而来，考虑平滑过渡，必然导致3G标准各不相同；同时，3G又提供多种多样的服务业务；这两点必然导致一种编码速率无法满足所有标准、无法满足所有业务要求。
3 信道编码无线环境的恶劣性对接收信号的错误率有很大影响，这正是信道编码要解决的问题。
GSM与IS95中的信道编码：主要采用卷积编码，还有FIRE码及卷积和RS的级联码。
卷积编码就是将信息序列以ko个码元分段，通过编从上面的描述中，我们可以看到：卷积编码应用于低速率的话音业务，误码率BER=10-3级；Turbo编码用于传输速率高于32 kbit/s的业务，误码率BER=10-3~10-6级。
无线通信资料整理
每载频64个信道，每小区可分3 个扇区，3扇区可共用一个载频 1.25MHz
载频间隔
0.2MHz
10/24/2014
青农大理信学院通信教研室李爱涛
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（1）国际移动用户识别码（IMSI）
GSM移动通信网给移动客户分配一个特定的识别码。 存储在客户识别模块（SIM）、HLR、VLR中。
IMSI号码结构为：
MCC(3位) MNC(1或2位) MSIN |------------国际移动客户识别 ------------| |--国内移动客户识别 --|
MCC: 移动国家号码，我国为460。 MNC: 移动网号，由2位数字组成，用于识别移动用户所归属 的通信网。 中国移动 GSM PLMN 网为00 、 02 、 07 ，中国 联通GSM PLMN网为0l，中国联通CDMA PLMN网为03。 MSIN: 移动客户识别码，采用等长数字构成。
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（7）全球小区识别码（CGI） CGI是用来识别一个位置区内的小区，它 是在位置区识别码（ LAI）后加上一个小 区识别码（CI），其结构是：
3位数字 2位数字 最大16bit MCC MNC LAC CI |---------------------LAI-----| |---------------------------------------CGI-------|
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（2）临时移动用户识别码（TMSI）
为了对IMSI保密，MSC／VLR可给来访移动
客户分配一个唯一的 TMSI号码，仅限在本 MSC业务区内使用。
2021年CDMA试题库含答案
CDMA试题库一、单选题（共118题）1.当右旋圆极化接受天线接受左旋圆极化来波时，如下表述错误是（C）（A）极化完全隔离（B）极化损失最大（C）极化无损失（D）天线完全接受不到来波能量2.如下不是衡量通信系统指标。
（D）（A）有效性（B）可靠性（C）安全性（D）时效性3.普通保安使用对讲机属于（B）系统。
（A）单工（B）半双工（C）全双工4.关于天线增益，下列说法错误是？（ D ）（A）可以用dBi为单位来表达；（B）可以用dBd为单位来表达；（C）天线增益越高，接受到信号越强；（D）表征天线将信号放大能力。
5.如下不是移动通信信道重要特点。
（A）（A）稳定性（B）传播开放性（C）接受点地理环境复杂性与多样性（D）通信顾客随机移动性6.直射波是指。
（A）（A）指在视距覆盖区内无遮挡传播信号（B）指从不同建筑物或其他物体反射后到达接受点传播信号（C）指从较大山丘或建筑物绕射后到达接受点传播信号（D）指由空气中离子受激后二次反射所引起慢反射后到达接受点传播信号7.散射波是指。
（D）（A）指在视距覆盖区内无遮挡传播信号（B）指从不同建筑物或其他物体反射后到达接受点传播信号（C）指从较大山丘或建筑物绕射后到达接受点传播信号（D）指由空气中离子受激后二次反射所引起慢反射后到达接受点传播信号8.从信号强度来看，信号强度最强；和信号强度相称；信号强度最弱。
如下对的选项是。
（A）（A）直射波；反射波、绕射波；散射波（B）反射波；直射波、绕射波；散射波（C）直射波；反射波、散射波；绕射波（D）反射波；直射波、散射波；绕射波9.快衰落是指；途径传播损耗是指；慢衰落是指。
如下对的选项是（C）（a）由于电波在空间传播所产生损耗。
（b）由于在电波传播途径上受到建筑物及山丘等阻挡所产生阴影效应而产生损耗。
（c）由于多径传播而产生衰落。
（B）cba（C）cab（D）acb10.慢衰落普通遵从分布。
（A）对数正态分布（B）瑞利分布（C）莱斯分布（D）二项分布11.（B）反映了微观小范畴内（数十波长量级）接受电平均值变化而产生损耗。
CDMA原理
CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA 允许所有的使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞(collision) 的问题。
CDMA的优点包括：CDMA中所提供的语音编码技术，其通话品质比目前的GSM好，而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低，使通话更为清晰。
所谓CDMA，即在发送端使用各不相同的、相互（准）正交的伪随机地址码调制其所发送的信号；在收端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号，信道带宽是1.2288M。
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。
第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。
1995年，第一个CDMA商用系统运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。
全球许多国家和地区，包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。
在美国和日本，CDMA成为国内的主要移动通信技术。
在美国，10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。
到今年4月，韩国有60%的人口成为CDMA用户。
CDMA信道编码及结构解析
北京市电信规划设计院王珏【概述】本文以cdma的两个主要技术——码分技术和多址技术为基础，图文并茂的介绍了cdma(IS95和20001x)技术体制的信道编码和信道结构。
信道编码技术包括沃尔什码（WalshCode）、长短PN码（伪随机噪声序列）。
信道结构包括IS-95和20001x体制中的前反向信道结构，以及它们间的异同。
【关键词】cdma、码分多址、扩频增益（SpreadSpectrumGain）、信道编码（CodingChannel）、沃尔什码（Walsh Code）、伪随机噪声序列（PN码）、长PN码、短PN码、码分调制、前向信道（Forward Channel）、反向信道（Reverse Channel）。
【正文】随着亚太地区等新兴市场的潜力被大力开发，CDMA进入了高速发展期，在2002年一年中，全球共增用户数3400多万。
截至2004年2月，中国联通在CDMA用户已达2000万用户，成为全球第二大cdma移动通信运营商。
cdma技术体制上的优势使其成为移动数据通信的首选，即将到来的第三代移动通信（3G）技术都是基于cdma技术体制的。
cdma，即码分多址包含两个基本技术：一个是码分技术，其基础是扩频通信；另一个是多址技术。
将这两个基本技术结合在一起，并吸收其他一些关键技术，形成了今天码分多址移动通信系统的技术支撑。
本文将从这两个主要技术入手介绍cdma信道编码及前反向信道结构。
1扩频增益扩频调制是一种无线通信技术。
他所用的传送频带比任何用户的信息频带和数据速率都大许多倍。
用W表示传送带宽（单位为Hz），用R表示数据速率（单位为bit/s），W/R被称为扩展系数或处理增益。
W/R的值一般可以在一百到一百万的范围（20db—60db）。
1.1仙农容量公式（Shannon’scapacityequation）C=Blog2[1 + S/N]其中：B为传送带宽（单位为Hz）；C为信道容量（单位为bit/s）；S/N为信号噪声功率比。
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CDMA的语音编码与信道编码摘要：随着3G移动通信技术的逐步实现以及移动通信与互联网的融合，全球正迅速步入移动信息时代。
CDMA已被广泛接纳为第三代移动通信的核心技术之一，它具有优越的性能。
本文主要介绍CDMA中常用的语音编码技术与信道技术。
关键词：语音编码信道编码受激励线性编码码激励线性预测编码矢量和激励线性预测编码编码器解码器卷积码1 CDMA中的语音编码技术语音编码为信源编码，是将模拟信号转变为数字信号，然后在信道中传输。
在数字移动通信中，语音编码技术具有相当关键的作用，高质量低速率的话音编码技术与高效率数字调制技术相结合，可以为数字移动网提供高于模拟移动网的系统容量。
目前，国际上语音编码技术的研究方向有两个：降低话音编码速率和提高话音质量。
1.1 语音编码技术的分类语音编码技术有三种类型：波形编码、参量编码和混合编码。
●波形编码：是在时域上对模拟话音的电压波形按一定的速率抽样，再将幅度量化，对每个量化点用代码表示。
解码是相反过程，将接收的数字序列经解码和滤波后恢复成模拟信号。
波形编码能提供很好的话音质量，但编码信号的速率较高，一般应用在信号带宽要求不高的通信中。
脉冲编码调制（PCM）和增量调制（ΔM）常见的波形编码，其编码速率在16～64kbps。
●参量编码：又称声源编码，是以发音模型作基础，从模拟话音提取各个特征参量并进行量化编码，可实现低速率语音编码，达到2～4.8kbps。
但话音质量只能达到中等。
●混合编码：是将波形编码和参量编码结合起来，既有波形编码的高质量优点又有参量编码的低速率优点。
其压缩比达到4～16kbps。
泛欧GSM系统的规则脉冲激励-长期预测编码（RPE-LTP）就是混合编码方案。
1.2 CDMA的语音编码CDMA系统如同其它数字式移动电话系统，它也采用语音编码技术来降低语音的编码速率。
CDMA系统的语音编码主要有从线性预测编码技术发展而来的激励线性预测编码QCELP和增强型可变速率编码EVRC。
目前13kbpsCELP语音编码已达到有线长途的音质水平，我国已正式将CELP编码列入CDMA标准中。
总之，CDMA系统中所使用的编码技术是对现有编码技术的有机组合和高效利用。
(1) QCELP 受激线性预测编码QCELP，即QualComm Code Excited Linear Predictive（QualComm受激线性预测编码）。
美国Qualcomm通信公司的专利语音编码算法，是北美第二代数字移动电话（CDMA）的语音编码标准（IS95）。
这种算法不仅可工作于4/4.8/8/9.6kbps等固定速率上，而且可变速率地工作于800bps～9600bps之间。
Q4401、Q4413单片语音编码器就是基于这种编码算法。
QCELP算法被认为是到目前为止效率最高的一种算法，它的主要特点之一是使用适当的门限值来决定所需速率。
门限值随着噪声电平变化而变化，这样就抑制了背景噪声，使得即使在喧闹的环境中，也能得到良好的话音质量，CDMA8Kbps的话音近似GSM 13Mbps的话音。
CDMA采用QCELP编码等一系列技术，具有话音清晰、背景噪声小等优势，其性能明显优于其他无线移动通信系统，语音质量可以与有线电话媲美，并且无线辐射低。
(2) CELP 码激励线性预测编码CELP 码激励线性预测编码是Code Excited Linear Prediction的缩写。
CELP 是近10年来最成功的语音编码算法。
CELP语音编码算法用线性预测提取声道参数，用一个包含许多典型的激励矢量的码本作为激励参数，每次编码时都在这个码本中搜索一个最佳的激励矢量，这个激励矢量的编码值就是这个序列的码本中的序号。
CELP已经被许多语音编码标准所采用，美国联邦标准FS1016就是采用CELP的编码方法，主要用于高质量的窄带语音保密通信。
CELP (Code-Excited Linear Prediction) 这是一个简化的LPC 算法，以其低比特率著称(4800-9600Kbps)，具有很清晰的语音品质和很高的背景噪音免疫性。
CELP是一种在中低速率上广泛使用的语音压缩编码方案。
它综合使用了线性预测、矢量量化、感觉加权、A-B-S（综合分析法）等技术，在4～16kbps的速率上，是电话宽带语音编码得到很高的编码质量。
编码器的基本原理框图如图1.2-1所示。
与LPC模型类似，CELP模型中也有激励信号和声道滤波器，但它的激励信号不再是LPC模型中的二元激励信号。
在目前常用的CELP模型中，激励信号来自两个方面：长时基音预测器（又称自适应码本）和随机码本。
自适应码本被用来描述语音信号的周期性（基音信息）。
固定的随机码本则被用来逼近语音信号经过短时和长时预测后的线性预测余量信号。
从自适应码本和随机码本中搜索出的最佳激励矢量乘以各自的最佳增益后相加，便可得到激励e(n)。
它一方面被用来更新自适应码本，另一方面则被输入到合成滤波器H(z)以得到合成语音^s(n)。
^s(n)与原始语音s(n)的误差通过感觉加权滤波器W(z)后可得到感觉加权误差信号e(n)。
使e(n)均方误差为最小的激励矢量就是最佳激励矢量。
图 1.2-1 CELP编码其原理框图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e(n)输入到合成滤波器H(z)，便可得到合成语音s(n)。
可以看出，搜索最佳激励矢量是通过综合出重建语音信号进行的。
这种通过综合来分析语音编码参数的优化方法称为综合分析法，即A-B-S 方法。
采用这种方法明显提高了合成语音的质量，但也使编码运算量增加不少。
固定码本采用不同的结构形式，就构成不同类型的CELP。
例如采用代数码本、多脉冲码本、矢量和码本的CELP分别称为ACELP、MP-CELP和VSELP编码。
CELP算法简介：线性预测：∑=--=p1ii)in(ya)n (yˆy(n)从语音产生的机理出发，对人发音模型的有关参数进行编码，即分析-合成编码，可获得较好音质的同时有效降低编码率，其中最具代表性的是线性预测编码(Linear Prediction Code-LPC)和码激励线性预测编码(Code Excited Linear Prediction Code-CELP)。
LPC 的基本原理是根据人发声特点来建立语音产生的 数学模型。
人发声时有清音和浊音之分，清音无基音，呈现与白噪声类似的平坦频谱，所以可用白噪声作为清音的激励；浊音则有振动的基本频率(基音)，故可用具有一定基音频率的脉冲源作激励；而人的声管相当于一组滤波器，对不同的激励产生不同的响应，形成特定声音的输出。
为了提高重建话音的自然度，编码端可以增加一组预测滤波器，采用闭环LPC 结构，由特征参数激励得到预测信号，将此信号与原信号s(n)相减得到残差信号e(n)，把此信号与有关参数一并编码传送，在解码端进行误差修正可有效改索引a 增益a0255子帧延迟自适应码本⊗索引s随机码本511增益s ⊗⊕线性预测滤波器线谱参数语音信号更新善语音质量。
但此时将降低编码效率。
不过如果我们能对一定时间内残差信号可能出现的各种样值的组合按一定规则排列构成一个码本，编码时从本地码本中搜索出一组最接近的残差信号，然后对该组残差信号对应的地址编码并传送，解码端也设置一个同样的码本，按照接收到的地址取出相应的残差信号加到滤波器上完成话音重建，则显然可以大大减少传输比特数，提高编码效率。
这就是CELP编码的基本原理。
它有两个预测滤波器，短时预测计算每一采样的残差，长时预测计算每个子帧(5ms)的残差。
由码本取出的激励e(n)经长短时预测后得到预测值,与输入信号s(n)相减得到差值，将此差值通过感知加权滤波器，以最小均方误差准则(LMS)判定最佳激励码本e(n)。
对CELP来说关键是码本。
如果码本编得好，就可以在低码率下获得较好的语音质量。
由于自80年代以来，国际上一些著名的通信研究机构和大学大力开展了这种高质量低码率编码技术的研究，一些算法迅速走向了成熟，见表1。
进入90年代，随着DSP技术的发展，这些成果得到了广泛应用。
如1989年通过的数码率为13.6Kbps，采用规则脉冲激励-长时预测算法的语音编码标准，在误码率为10-3的GSM用信道中传输，话音质量不降低；而码速率为5.6Kbps的VSELP编码则足以使现有的GSM扩容1倍；ITU于1995年下半年通过了具有长话音质的8Kbps编码标准，它采用共轭结构代数(CSA-CELP)算法，将用于第三代移动通信系统；具有多种码率的IS-96则是美国Qualcomm公司为CDMA 研制的又一种CELP编码。
总的来说，语音压缩倍率越高，数码率越低，编码算法也越复杂，在实时压缩的条件下就不可能用逻辑电路实现，也不会用体积大、速度慢、成本高的微机实现，此时DSP是一种合适的选择。
有资料表明，在无线基站系统中，单片机TMS320C6201可实时完成30个信道的语音编解码任务。
CELP 码激励线性预测编码的特点：改善语音的质量：1.对误差信号进行感觉加权，利用人类听觉的掩蔽特性来提高语音的主观质量；2.用分数延迟改进基音预测，使浊音的表达更为准确，尤其改善了女性语音的质量；3.使用修正的MSPE准则来寻找“最佳”的延迟，使得基音周期延迟的外形更为平滑；4.根据长时预测的效率，调整随机激励矢量的大小，提高语音的主观质量；5.使用基于信道错误率估计的自适应平滑器，在信道误码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。
结论：1.CELP算法在低速率编码环境下可以得到令人满意的压缩效果。
2.使用快速算法，可以有效地降低CELP算法的复杂度，使它完全可以实时地实现。
3.CELP可以成功地对各种不同类型的语音信号进行编码，这种适应性对于真实环境，尤其是背景噪声存在时更为重要。
(3) VSELP 矢量和激励线性预测编码VSELP矢量和激励线性预测编码是Vector Sum Excited Linear Prediction的缩写。
这种算法采用三个码本作为激励信号，其中两个是随机码本，一个是自适应码本，最终的激励信号是三个激励矢量的和。
美国电信工业协会（TIA）选择8kbpsVSELP算法作为北美第一代数字蜂窝移动电话的编码标准（IS54）。
日本的全速率数字移动电话也采用VSELP算法作为语音编码标准（JDC），速率为6.7kbps。
VSELP语音编码器可以利用合理的计算复杂性达到最高的可能的语音质量，同时提供给信道误差韧性，这些目标对于远程通信应用中的公认的低数据率(4.8～8kpbs)语音编码至关重要。