语音编码、信道编码和交织
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图5-5 RPE编码方式激励可能模式
语音编码、信道编码和交织
2．码激励线性预测编码（CELPC）
图5-6 CELPC的基本工作原理图
语音编码、信道编码和交织
2．码激励线性预测编码（CELPC）
CELPC应用了矢量量化技术。 在数字移动通信中，码激励的一种变型即
矢量和激励（VSELP）已成为美国和日本 数字蜂窝移动通信系统中的语音编码标准。
MPLPC方案是在给定的一帧N个激励样本 中，保留M个，并确定其幅度与位置，使合 成语音和原始输入语音之间的感知加权误 差最小。
感知加权就是通过线性滤波使客观误差在 不重要的频段上有所衰减，而在一些重要 的频段上得以加强。
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
加上感知加权滤波器后，主观听觉上的语 音质量有明显的提高。
语音编码、信道编码和交织
本章提示
Turbo码是近年来倍受瞩目的一项新技术。 虽然它的复杂性、译码时延对有些应用带 来困难（例如对实时语音），但它是目前 已知的可实现的好的编码技术之一。
语音编码、信道编码和交织
第5章 语音编码、信道编码和交织技术
5.1 语 音 编 码 5.2 信 道 编 码 5.3 交 织 编 码
语音编码、信道编码和交织
5.1.5 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CCITT提议的从1分到5分的主观评定 的方法。 这就是“平均评价得分”（Mean Opinion Score），简称MOS。
语音编码、信道编码和交织
5.1.2 语音信号特征
图5-1 语音信号的产生模型
语音编码、信道编码和交织
5.1.3 声码器
声码器是以人类语音的产生模型为基础， 分析表征语音激励源和声道等的特征参数， 再运用这些特征参数重新合成语音信号的 设备。
声码器又称为“参量编码器”。声码器的 数码率可以压缩到2.4kbit/s以下，但其语 音质量，特别是自然度，大大下降。
语音编码、信道编码和交织
5.1.6 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、信道编码和交织
语音编码、信道编码和交织
5.1 语 音 编 码
5.1.1 概述 5.1.2 语音信号特征 5.1.3 声码器 5.1.4 线性预测编码器 5.1.5 移动通信中语音编码器的选择 5.1.6 GSM系统语音编码器 5.1.7 IS-95系统语音编码器
语音编码、信道编码和交织
5.1.1 概述
语音编码、信道编码和交织
本章提示
突发性干扰是快衰落在衰落深度和持续 时间较长的情况下，对信号造成成串的错 误，用一般信道编码方法很难纠错；只能 用交织技术将成串的错误转换成随机差错 后，再用信道编码方法纠错。
语音编码、信道编码和交织
本章提示
所有纠错编码的设计思路是如何适应信 道，即什么类型信道就采用什么类型对应 的纠错编码。如果是随机独立差错，可采 用BCH码、卷积码等。然而交织编码的设 计思路不是为了适应信道，而是为了改造 信道。它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是无记忆 的随机独立差错的信道，然后用纠随机独 立差错的纠错码来纠错。
脉冲调制 自适应差分脉码调制 自适应子频段编码 多脉冲线性预测编码 随机激励线性预测编码 线性预测编码的声码
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
质量
高级 高级 高级 通信级 通信级 合成级
MPLPC必须进行量化编码，它传输的内容 包括多脉冲激励的脉冲位置和幅度、长时 和短时预测器系数、音调周期等。
MPLPC产生的语音质量和比特率取决于提 供一帧语音激励信号的脉冲数目。
多脉冲激励方式要优化众多脉冲的位置与 幅度参数，计算量大。
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
语音编码、信道编码和交织
1．语音质量评估
图5-7 语音编码的现状
语音编码、信道编码和交织
2．语音编码器的复杂度和处理时延
语音数字编码的算法通常用数字信号处理 器（DSP）来实现。
编码硬件的成本通常随着复杂度的提高而 增加。
语音编码、信道编码和交织
2．语音编码器的复杂度和处理时延
表5-1
编码器类型
语音编码、信道编码和交织
5.1.3 声码器
图5-2 线性预测编码声码器原理框图
语音编码、信道编码和交织Fra Baidu bibliotek
5.1.4 线性预测编码器
图5-3 三种不同激励的语言合成模型
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
图5-4 MPLPC算法基本原理
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
语音编码、信道编 码和交织技术
语音编码、信道编码和交织
本章提示
蜂窝移动通信系统由于频率资源受限， 一般数字语音编码技术如PCM、ADPCM、 M等，因为编码速率高而未被采用。蜂窝 移动通信均采用13kbit/s以下低速率语音编 码。
信道编码是以增加传输码元冗余度，降 低有效码元传输速率为代价，以牺牲通信 的有效性换取通信的可靠性。
语音编码技术通常分为三类：波形编码、 声源编码（或参量编码）和混合编码。
波形编码的目的在于尽可能精确地再现原 来的语音波形。
声源编码是将语音信息用特定的声源模型 表示。
混合编码把波形编码的高质量和声码器的 高效压缩性融为一体，尤其在16bit/s～ 8kbit/s范围内达到了良好的语音质量。
1．GSM系统语音编码器性能要求
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。
在移动台转接移动台时，会出现两套编/译 码器复接的情况。
语音编码、信道编码和交织
1．GSM系统语音编码器性能要求
语音编码、信道编码和交织
2．码激励线性预测编码（CELPC）
图5-6 CELPC的基本工作原理图
语音编码、信道编码和交织
2．码激励线性预测编码（CELPC）
CELPC应用了矢量量化技术。 在数字移动通信中，码激励的一种变型即
矢量和激励（VSELP）已成为美国和日本 数字蜂窝移动通信系统中的语音编码标准。
MPLPC方案是在给定的一帧N个激励样本 中，保留M个，并确定其幅度与位置，使合 成语音和原始输入语音之间的感知加权误 差最小。
感知加权就是通过线性滤波使客观误差在 不重要的频段上有所衰减，而在一些重要 的频段上得以加强。
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
加上感知加权滤波器后，主观听觉上的语 音质量有明显的提高。
语音编码、信道编码和交织
本章提示
Turbo码是近年来倍受瞩目的一项新技术。 虽然它的复杂性、译码时延对有些应用带 来困难（例如对实时语音），但它是目前 已知的可实现的好的编码技术之一。
语音编码、信道编码和交织
第5章 语音编码、信道编码和交织技术
5.1 语 音 编 码 5.2 信 道 编 码 5.3 交 织 编 码
语音编码、信道编码和交织
5.1.5 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CCITT提议的从1分到5分的主观评定 的方法。 这就是“平均评价得分”（Mean Opinion Score），简称MOS。
语音编码、信道编码和交织
5.1.2 语音信号特征
图5-1 语音信号的产生模型
语音编码、信道编码和交织
5.1.3 声码器
声码器是以人类语音的产生模型为基础， 分析表征语音激励源和声道等的特征参数， 再运用这些特征参数重新合成语音信号的 设备。
声码器又称为“参量编码器”。声码器的 数码率可以压缩到2.4kbit/s以下，但其语 音质量，特别是自然度，大大下降。
语音编码、信道编码和交织
5.1.6 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、信道编码和交织
语音编码、信道编码和交织
5.1 语 音 编 码
5.1.1 概述 5.1.2 语音信号特征 5.1.3 声码器 5.1.4 线性预测编码器 5.1.5 移动通信中语音编码器的选择 5.1.6 GSM系统语音编码器 5.1.7 IS-95系统语音编码器
语音编码、信道编码和交织
5.1.1 概述
语音编码、信道编码和交织
本章提示
突发性干扰是快衰落在衰落深度和持续 时间较长的情况下，对信号造成成串的错 误，用一般信道编码方法很难纠错；只能 用交织技术将成串的错误转换成随机差错 后，再用信道编码方法纠错。
语音编码、信道编码和交织
本章提示
所有纠错编码的设计思路是如何适应信 道，即什么类型信道就采用什么类型对应 的纠错编码。如果是随机独立差错，可采 用BCH码、卷积码等。然而交织编码的设 计思路不是为了适应信道，而是为了改造 信道。它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是无记忆 的随机独立差错的信道，然后用纠随机独 立差错的纠错码来纠错。
脉冲调制 自适应差分脉码调制 自适应子频段编码 多脉冲线性预测编码 随机激励线性预测编码 线性预测编码的声码
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
质量
高级 高级 高级 通信级 通信级 合成级
MPLPC必须进行量化编码，它传输的内容 包括多脉冲激励的脉冲位置和幅度、长时 和短时预测器系数、音调周期等。
MPLPC产生的语音质量和比特率取决于提 供一帧语音激励信号的脉冲数目。
多脉冲激励方式要优化众多脉冲的位置与 幅度参数，计算量大。
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
语音编码、信道编码和交织
1．语音质量评估
图5-7 语音编码的现状
语音编码、信道编码和交织
2．语音编码器的复杂度和处理时延
语音数字编码的算法通常用数字信号处理 器（DSP）来实现。
编码硬件的成本通常随着复杂度的提高而 增加。
语音编码、信道编码和交织
2．语音编码器的复杂度和处理时延
表5-1
编码器类型
语音编码、信道编码和交织
5.1.3 声码器
图5-2 线性预测编码声码器原理框图
语音编码、信道编码和交织Fra Baidu bibliotek
5.1.4 线性预测编码器
图5-3 三种不同激励的语言合成模型
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
图5-4 MPLPC算法基本原理
语音编码、信道编码和交织
1．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）
语音编码、信道编 码和交织技术
语音编码、信道编码和交织
本章提示
蜂窝移动通信系统由于频率资源受限， 一般数字语音编码技术如PCM、ADPCM、 M等，因为编码速率高而未被采用。蜂窝 移动通信均采用13kbit/s以下低速率语音编 码。
信道编码是以增加传输码元冗余度，降 低有效码元传输速率为代价，以牺牲通信 的有效性换取通信的可靠性。
语音编码技术通常分为三类：波形编码、 声源编码（或参量编码）和混合编码。
波形编码的目的在于尽可能精确地再现原 来的语音波形。
声源编码是将语音信息用特定的声源模型 表示。
混合编码把波形编码的高质量和声码器的 高效压缩性融为一体，尤其在16bit/s～ 8kbit/s范围内达到了良好的语音质量。
1．GSM系统语音编码器性能要求
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。
在移动台转接移动台时，会出现两套编/译 码器复接的情况。
语音编码、信道编码和交织
1．GSM系统语音编码器性能要求