浅谈移动通信系统中的语音编码技术

浅谈移动通信系统中的语音编码技术

赵彦辉

（050000　河北坐地管线工程股份有限公司　河北 石家庄）

【摘　要】为提高移动通信系统的抗干扰能力和抗衰弱能力，移动通信采取了多种有效的技术措施，而语音编码技术就是其中非常重要的一种。本文对移动通信中的语音编码技术做出如下论述。

【关键词】语音编码　移动通信　技术

随着科学技术的迅速发展，移动通信技术已成为人们日常生活中的重要组成部分。为了提高数字移动通信中频带的使用率，我们通常使用的是调控解调技术和无线线路控制，在此基础上我们也可以使用语音编码技术，科学有效的去除数字移动通信系统中存在的语音冗余，达到维护优质编码的目的。

一、语音编码技术的种类

（一）参数编码

参数编码就是人们口中常说的声码器。其主要工作原理是通过将频率域内的信源信号或其他正交变化域内信源信号中的特征参量进行提取。然后通过对其进行系统的处理和转换，将其变成易于传输的数字代码，进而完成传输工作。相同的道理，参数解码则是将系统所接受到了数字序列经过系统的处理和转换，将其转变成为与之相对应的特征参量，并依靠所转变出的特征参量对语音信号进行重建。这种算法的最大优点就是其并不依赖于所输入语音的原始波形，而是能够根据其使用者（人类）的听觉特性来进行适当的调整，进而保证所解码的语音在任何时候能够具有一定的清晰度，便于使用者的理解和使用。目前所普遍使用的线性预测编码（LPC）就是参量编码当中最为常见的一种。

（二）波形编码

波形编码在语音编码方法中是最常见的一种，是指通过模拟语音波形的采样，然后量化采样的幅度，对其进行二进制编码。解码器作数模变化之后，低通滤波器会由现在的模式改变为原始模拟语音波形，以上为线性编码调制，也被称之为脉冲编码调制。可以通过自动适应预测、样值差分和非线性量化等方法实现数据的压缩。波形编码的最终目的是尽量使原始波形与解码器所恢复的模拟信号相一致，也就是将失真降到最小。波形编码可以称之为是最简单的方法，数码率相对较高，比较容易达到，当数码频率小于16k b i t音质很差，数码频率小于32k b i t音质会逐渐降低，数码频率为32kbit—64 kbit其音质最优。所以，在普通信号宽带通信中波形编码被有效利用，目前的移动通信中频率资源是非常紧张的，显然波形编码并适合。波形编码技术包括自适应差分编码、脉冲编码调制、增量调制等。

（三）混合编码

混合编码是语音编码方法当中相对困难的一种方法，其主要工作原理就是将参数编码与波形编码两者相结合，去糟取精择两者之优而用。在此基础之上，混合编码相对于参数编码和波形编码而言其音质更好一些，当然其复杂程度与技术含量也更高一些，正因如此笔者才会将混合编码定位于编码程序当中相对困难的依据。目前，规划脉冲、码本脉冲以及多脉冲激励线性预测编码等技术都是混合编码工作当中的主流技术。

二、语音编码技术在移动通信系统中的应用与发展

（一）窄带CDMA系统中的激励和矢量LPC编码

目前，美国的语音编码技术是较为先进的，其所使用的矢量预测和线性预测是构成其数字窝蜂系统的主要编码方式。在该编码系统当中，所使用的矢量预测和线性预测的数字信息速率为4.8k b i t/s，这在很大程度上提高了语音通话的质量。其通过脉冲编码调制技术将语音信号转化为数字信号，然后将数字信号输入到编码器，在编码器当中采用线性预测分析法来实现对语音信号的分析，得到预测参数，进而得到具有逆特性的滤波器。接着以滤波器为标准将声源信号当中的声道特性去除，并得出残差波形。通过残差波形与码本当中的各矢量模块进行加权组合，从而得出残差矢量。

（二）移动通信系统中的RPE-LTP

移动通信的第一代系统所使用的是F D M A模拟蜂窝系统，然而由于该系统的系统容量小、频带利用率低、业务种类有限等多种弊端，使其极大程度上的限制了移动通信系统的发展水平。为此第二代移动通信系统很快的就取代了第一代通信系统。相对于第一代移动通信系统而言，第二代移动通信系统的实际应用水平得到了显著的提高，其将所使用的系统更换为数字窝蜂系统，混合编码技术也成为了该系统当中的语音编码方式。另外根据所使用的激励源不同，第二代移动通信系统还将其编码方案进行了优化和处理。第二代移动通信系统所使用的语音编码方案是以相位间隔相等、幅度优化的规则脉冲信号作为激励源的，这使得所使用的混合波形信号最大程度的接近原始信号。此种方法在结合长期的预测的基础上，有效的降低了编码的速率和信号的多余度，同时此种方法具有语音质量高、计算量适中、易于硬件化和计算简单的优点。

（三）G系统中的VMR-WB编解码器

WCDMA和GSM系统中使用的多速率编码器为窄带的AMR，由于其受到带宽的限制，在语音处理中方面还是存在一些问题的。当宽带AMR音频带宽达到7KHz，采样频率达到16KHz时，其语音的音乐和自然度，尤其是在免提电话中，窄带语音编解码器会得到很大的改变。最初的GSM无线网络定义的宽带编码器为AMR—WB，现已被扩展为有线系统。AMR—WB的计量强度较大，因此，应充分的使用DSP处理能力。

三、结束语

综上所述，随着研发工作的不断深入，在语音编码技术中也在引进高阶统计分析技术、多精度时频分析技术和非线性预测等新分析技术。预计以上这些技术更能贴近于人耳的特性，最真实的分析与合成出最真实的语音，使编译码工作最大化接近于人们的听觉器官处理方式，实现低速率语音编研究工作的新突破。

参考文献：

[1]郑国宏,陈亮,张翼鹏. 宽带语音编码技术专题讲座

(四)第8讲 移动通信中的宽带语音编码[J].军事通信技术，2012，01：100-104.

[2]冯晓荣.分布式电话调度系统语音编解码方案的研究及DSP实现[D].重庆大学，2012.

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浅谈移动通信系统中的语音编码技术

作者：赵彦辉

作者单位：050000,河北坐地管线工程股份有限公司 河北 石家庄

刊名：

数字化用户

英文刊名：ShuZiHua YongHu

年，卷(期)：2013(13)

1.郑国宏;陈亮;张翼鹏宽带语音编码技术专题讲座(四)第8讲移动通信中的宽带语音编码 2012

2.冯晓荣分布式电话调度系统语音编解码方案的研究及DSP实现 2012

引用本文格式：赵彦辉浅谈移动通信系统中的语音编码技术[期刊论文]-数字化用户 2013(13)