第4章 语音编码、信道编码和交织

移动通信技术第4章语音编码、信道编码和交织编码2023/2/51第4章语音编码、信道编码和交织技术4.1

语音编码

4.2信道编码

4.3交织编码2023/2/52语音编码及信道编码技术语音编码和信道编码是通信数字化的两个重要技术领域。在移动通信数字化中，模拟语音信号的数字化，可提高频带利用率和信道容量。信道编码技术可提高系统的抗干扰能力，从而保证良好的通话质量。第4章语音编码、信道编码和交织技术2023/2/532023/2/54图GSM手机电路基本组成框图2023/2/55图

8210／8850型手机发射信号流程图

2023/2/56图

8210／8850型手机接收信号流程图2023/2/574.1语音编码4.1.1概述4.1.2语音信号特征4.1.3声码器4.1.4线性预测编码器4.1.5移动通信中语音编码器的选择4.1.6GSM系统语音编码器4.1.7IS-95系统语音编码器2023/2/58信源编码的定义与作用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：4.1.1概述

2023/2/59①离散信源编码；②模拟信源编码。(2)根据信源信号是语音还是图像，可以分为：①语音编码；②图像编码。移动通信系统中，信源有语音信号、图像（如可视移动电话）或离散数据(如短信息服务)。本节主要讲语音编码。4.1.1概述

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4语音编码语音编码为信源编码，是将模拟语音信号转变为数字信号以便在信道中传输。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。波形编码是对模拟语音波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字语音信号。为了保证数字语音信号解码后的高保真度，波形编码需要较高的编码速率，一般在16～64kbit/s。可对各种各样的模拟语音波形信号进行编码均可达到很好的效果。优点：适用于很宽范围的语音特性，以及在噪音环境下都能保持稳定。4.1.1概述

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波形编码包括脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM）、连续可变斜率增量调制（CVSDM）、自适应变换编码(ATC)、子带编码（SBC）和自适应预测编码（APC）等。声源编码是基于人类语言的发声机理，找出表征语音的特征参量，对特征参量进行编码的一种方法。在接收端，根据所接收的语音特征参量信息，恢复出原来的语音。由于参量编码只需传送语音特征参数，可实现低速率的语音编码，一般在1.2～4.8kbit/s。4.1.1概述

2023/2/512声源编码的例子线性预测编码（LPC)声码器。这技术可压缩到2Kbit/s，缺点：在于语音质量只能达到中等水平，不能满足商用语音通信的要求。但语音质量不够好，故高速码不用这种技术。对此，综合参量编码和波形编码各自的长点，即保持参量编码的低速率和波形编码的高质量的优点，又提出了混合编码方法。4.1.1概述

2023/2/513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。混合编码技术在数字移动通信中得到了广泛应用。混合编码包括规则脉冲激励长期预测编解码器（RPE-LTP）、矢量和激励线性预测编码（VSELP）和码激励线性预测编码（CELP）等。4.1.1概述

2023/2/514表4.1常用数字移动通信系统语音编解码

标准服务类型语音编码器（比特率：kbps）GSM数字蜂窝网RPE-LTP13USDC（IS-54）数字蜂窝网VSELP16IS-95（CDMA）数字蜂窝网CELP1.2，2.4，4.8，9.6CT2、DECT、PHS数字无绳电话ADPCM32DCS-1800个人通信系统RPE-LTP13PACS个人通信系统ADPCM324.1.1概述

2023/2/5154.1.2语音信号特征语音是一种波，振荡频率在20HZ-20000HZ之间，喉以上部分称为声道，喉部称为声门。喉部的声带即是阀门又是振动部件。声带的声学功能是为语音提供主要的的激励源。声带的开启闭合使气流形成一系列脉冲。由声带产生的音统称为浊音，不由声带产生的音统称为清音。可见，语音是由气流激励声到最后从嘴和鼻孔或同时从嘴和鼻孔辐射出来而产生的。对于浊音、清音、爆破音来说，激励源是不同的。2023/2/516长期研究证明，发不同性质的音，激励的情况是不同的。大致分为两类。发浊音时，气流通过紧绷的声带，冲击声带产生振荡，是声门处形成准周期的脉冲列，用它来激励声道。发清音时，声带松弛而不振动，气流通过声门直接进入声道。根据以上机理我们构建如图4.1所示语音信号的产生模型。4.1.2语音信号特征2023/2/517图4-1语音信号的产生模型4.1.2语音信号特征2023/2/518由图4-1可见，激励源可由冲击序列发生器或随机噪声发生器来产生，分别对应产生清音和浊音的激励。增益系数AV和AN分别对应清音和浊音时声门激励信号的强度，用以调节信号幅度和能量。声道模型用来模拟声道谐振腔结构，以此形成谐振频率。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。4.1.2语音信号特征2023/2/5194.1.3声码器

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。自1939年来，研制各种声码器如通道声码器、相位声码器、图样匹配声码器、同态声码器、线性预测声码器等。研究最多是线性预测编码声码器如图4-2，也是应用最广泛的。线性预测声码器在发送端进行语音分析，每隔10-20ms取出一帧语音做请浊音区分和音调提取，已给出激励信息，并计算出预测滤波器的各种参数，经量化及编码后送往接收端。2023/2/5204.1.3声码器

图4-2典型的线性预测编码声码器原理框图2023/2/521必须传输的编码量化参数有预测器系数、音调周期、请浊音判决和增益系数。大多数线性预测声码器研究集中在1.2-2.4Kbit/s.理论和实践都表明，用声码器进行语音通信，其语音质量提高主要症结在于模型的激励信号。多年来，一直以准周期和白噪声作为激励源，这对提高语音质量有障碍。混合编码是新一代语音通信编码器的发展方向。4.1.3声码器

2023/2/5224.1.4线性预测编码器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。图4-3三种不同激励的语言合成模型2023/2/5231．多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）

4.1.4线性预测编码器图4-4MPLPC算法基本原理2023/2/524无论合成清音或浊音，激励源一律使用多脉冲序列形式。图4-4给出这一算法基本原理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。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。

4.1.4线性预测编码器2023/2/5252．码激励线性预测编码（CELPC）

4.1.4线性预测编码器图4-5CELPC的基本工作原理图2023/2/5261984年提出的一种新的混合型编码器算法

CELPC与MPLPC比，只是激励源不同，其他相同。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。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。4.1.4线性预测编码器2023/2/5274.1.5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”（MeanOpinionScore）简称MOS。2023/2/528语音质量评估图4-6语音编码的现状4.1.5移动通信中语音编码器的选择

2023/2/5292．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。4.1.5移动通信中语音编码器的选择

2023/2/5304.1.6GSM系统语音编码器

1GSM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。2023/2/531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。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/532在GSM语音编码器网络一端将完成A律或律的PCM变换。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/533（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。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。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/534（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。为此对这两种时延的限定各自可不超过65ms。考虑到二／四线转换阻抗不匹配会导致反射现象发生，上述的时延将给用户带来令人厌烦的回声，因此需要采用回波抑制器来消除时延的影响。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/535（6）硬件实现对语音编码器的要求主要来自手持机。为了保障手持机的轻小和长期工作，需要硬件能够在一块VLSI芯片上实现，并要求功率消耗尽可能的低。2．GSM系统语音处理功能结构RPE-LTP编译码器特性如下:①取样速率为8kHz。②帧长为20ms，每帧编码成为260bit。每帧分为4个子帧，每个子帧长5ms。③纯比特率为13kbit/s。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/536④语音比特分为两类。第一类含182bit/s，它们对误码是敏感的，即这些比特中发生差错会对语音质量产生严重影响。这些比特受到循环冗余校验（CRC）码和一个具有恒定长度为5的1/2率卷积码的保护。第二类含78bit，它们抗差错的能力强，不受保护。同时，为了抗突发差错，编码语音块的交积跨越了8个TDMA帧。分配给编译码器的最大时延为30ms。端对端的最大时延在75ms左右，其中40ms以上分配给时隙交织和信道编译码。为了进行不连续的传输，可应用语音激活检测器。4.1.6GSM系统语音编码器

2023/2/5374.1.7IS-95系统语音编码器

QCELP是Qualcomm公司CDMA系统中的语音编码标准IS-95。QCELP主要是使用码表矢量量化差值信号，然后基于语音的激活程度产生一个可变的输出数据速率。2023/2/5384.1.8移动通信中的信源编码举例12G/3G中的话音信源编码2G/3G中的话音信源编码的基本原理是相同的，都采用了矢量量化和参数编码的方式。IS-95中的变速率码激励线性预测编码(CELP)IS-95中的CELP技术通过四个等级的变速率编码实现话音激活，即使用者发声时进行全速率(9.6kbps)编码，而不发声时仅仅传递八分之一（1.2kbps）的背景噪声，以降低功耗和对其他用户的干扰。2023/2/539(2)GPRS/WCDMA中的自适应多速率编码（AMR）AMR的基本原理是根据环境或应用需求的变化动态调整编码速率，例如在信道条件恶化时，降低编码速率，通过牺牲话音品质以拿出更多的无线资源用于更可靠的信道编码以保证基本的语音可懂，而在信道条件好的时候则采用较高的编码速率保证话音品质。4.1.8移动通信中的信源编码举例2023/2/540(3)CDMA2000演进系统中的可选择模式语声编码（SMV）SMV用于CDMA2000演进系统中，其基本原理与前述两种基本相同，它也是可变速率的，从速率等级上看与IS-95中的CELP一样，有9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps、1.2kbps四种，不同的是，SMV允许有四种模式供系统侧选择，即Mode0（高品质模式）、Mode1（标准模式）、Mode2（经济模式）、Mode3（容量节省模式），不同的模式实现不同程度的话音质量和平均速率的折中，通过调整不同等级速率所占的比例实现不同的模式，从而调整平均数据速率。4.1.8移动通信中的信源编码举例2023/2/54123G系统中的视频信源编码H.264在3GPP的R6、R7以及3GPP2的高演进版本中，视频通信业务采用了H.264/AVC（高级视频编码）视频压缩标准。3G系统中的视频信源编码H.264H.264从某种程度上看是MPEG的扩展。在H.264中，一幅图像可编码成一个或者若干个片(slice，此处与帧的含义相同），每个slice包含整数个MB（MacroBlock），相当于一个完整图像中的不同区域，编码片（slice）共有5中不同的类型，包括I片、B片、P片、SP片、SI片，SP和SI介于I与P4.1.8移动通信中的信源编码举例2023/2/542之间，但考虑了更多数据片之间的相关性，进一步压缩了数据速率。NAL的工作模式分为SSM（孤立片模式）和DPM（数据分区模式），如图3.1所示。在SSM中，属于同一数据片的所有编码信息在一个RTP数据包中通过网络进行传输。在DPM中，每个slice中的MB间彼此联系，利用相邻MB存在空间相关性来进行帧内预测编码。将图像数据分成动态矢量数据（即基本层，需要更好的差错保护）以及剩余的信息。4.1.8移动通信中的信源编码举例2023/2/543图3.1H.264网络自适应层NAL工作模式示意图每个数据片的编码视频信息首先被分割成三部分并分别放到A、B、C数据分区中，每个数据分区中包含的信息被分别封装到相应的RTP数据包中通过网络进行传输。其中，PartA中包含最重要的slice头信息，MB头信息，以及动态矢量信息；PartB中包含帧内和SI片宏块的编码残差数据，能够阻止误码继续传播；PartC中包含帧间宏块的编码残差数据，帧间编码数据块的编码方式信息和帧间变换系数。4.1.8移动通信中的信源编码举例2023/2/5444.2信道编码

4.2.1信道编码原理4.2.2分组码4.2.3卷积码4.2.4其他信道编码2023/2/5454.2.1信道编码原理移动通信系统使用信道编码技术可以降低信道突发的和随机的差错。信道编码是通过在发送信息时加入冗余的数据位来改善信道链路的性能的。在发射机的基带部分，信道编码器按照某种确定的约束规则，把一段数字信息映射成另一段包含更多数字比特的码序列，然后把已被编码的码序列进行调制以便在无线信道中传送。信道编码的检错和纠错是利用传输数据的冗余量来实现的。2023/2/546用于检测错误的信道编码称做检错编码；可纠错的信道编码被称做纠错编码。信道编码是通过增加相关的冗余数据来提高系统性能，也就是以增加传输带宽为代价来取得编码增益的。检错码和纠错码有两种基本类型：分组码和卷积码。编码增加了数据比特，这使得信道中传输的总的数据速率提高，也就会占用更大的信道带宽。传统的信道编码：分组码和卷积码上世纪90年代出现Turbo码把调制和编码看作是一个整体来考虑的网格编码调制TCM（Trelliscodedmodulation）4.2.1信道编码原理2023/2/5471有关通信信道概念：信道指信号传输的媒质。通信系统可为有线（包括光纤）通信和无线通信两大类。（1）有线信道：双绞线，同轴电缆，光纤。特点是低损耗，传输频带宽。（2）无线信道：光视距、微波、短波、中号波、卫星通信等。（3）狭义信道：有线信道和无线信道的总称（4）广义信道：扩大范围象天线、发收设备等，一般情况下讨论均指广义信道。4.2.1信道编码原理2023/2/548（5）无记忆信道：是随机差错，即前后码元发生差错是独立、互不依赖，产生这种差错的信道称为无记忆信道。（6）有记忆信道：是一种突发差错，即前后码元发生差错有关联性，一个差错出现影响后面差错的出现，产生这种差错的信道称为有记忆信道。例如发往信道序列00000000，受干扰后变成01100100，其中11001称为差错图样，这里突发长度是5。4.2.1

信道编码原理2023/2/549（7）

二进对称信道（BSC）：信道干扰使“1”变“0”的可能性和“0”变“1”的可能性相等，且互不依赖，则这种信道称二进对称信道。如下图4-8示：4.2.1信道编码原理图4-82023/2/550（8）不对称二进信道：反之，如两种差错可能性不等就称为不对称二进信道。（9）二进删除信道：在传输过程中，凡受干扰而无法正确判为“0”或“1”码，被删除，这种信道称二进删除信道。2.码组结构码元：二进制数据的每一位“0”码或“1”码。码组：每一个m进制码元由n位二进制码的码组代表，称这n位为一个码组。码集：例如8种不同的3位二进制码组称为一个码集。4.2.1信道编码原理2023/2/551码距：在任何两个不同的码组中，对应码位的码元不同的个数，称为这两个码组间的码距。例如：（100）和（000）的码距为1；（110）和（101）的码距为2。最小码距（汉明码距）：一个码集中两个码组间的距离有一最小值，称为最小码距。4.2.1信道编码原理2023/2/552

3码组检错和纠错的基本原理

例子:(000),(001),(010),(011),(100),(101),(110),(111)(1)8个码组全部作为有用码组，在这种情况下，任一码组中有一位发生差错，就成为其它码组，收端不能察觉差错，所以使用8个码组的码没有抗干扰能力。(2)如果码集中(000),(011),(101),(110)四个作为许用码组,其余4种(001),(010),(100),(111)为禁用码组，则任一许用码组中在传输中受干扰而造成一位差错，不论其差错位置在何处，都变成禁用码组，收端能发现差错，但不能纠正。4.2.1信道编码原理2023/2/553(3)若取码集中的(000),(111)作为许用码组，其余6种(001),(010),(011),(100),(101),(110)为禁用码组,则任一许用码组在传输中受干扰造成二位差错，收端能发现差错，如果造成一位差错，发现差错且能纠正它。抗干扰力强。这种码有可能纠正一位差错，原因是码组分成两类：{(000),(001),(010),(100)}和{(111),(011),(101),(110)}。如(000)或(111)发生一位差错，都不会超越任何一类的范围。收端收到第一类中任一码组就判为(000)，反之收到第二类中任一码组，就判为(111)，所以说可自动纠正一位错码。4.2.1信道编码原理2023/2/554这种码组可以发现二位差错；或者可以发现一位差错时并纠正一位差错。在第一种情况中无抗干扰能力。在第二种情况中可以发现一位差错，也表明有抗干扰能力。既然许用4个码组，即代表4个消息，现用3位二进制码有8个码组，有一半多余度（多余码元)。可见引入一定多余度后加强码的抗干扰能力。在第三种情况中，可以发现二位差错，并纠正一位差错，表明抗干扰能力更好。所以d越大，抗干扰能力越大。4.2.1信道编码原理2023/2/5554.2.1信道编码原理2023/2/5564.2.2

线性分组码分组编码的原理框图见图4.9。分组编码是把信息序列以k个码元分组，通过编码器将每组的k元信息按一定规律产生r个多余码元(称为检验元或监督元)，输出长n＝k十r的一个码组。图4.9

分组编码2023/2/557要使信道编码具有一定的检错或纠错能力，必须加入一定的多余码元。信息码元先按组进行划分，然后对各信息组按一定规则加入多余码元，这些附加监督码元仅与本组的信息码元有关，而与其他码组的信息无关，这种编码方法称为分组编码。

4.2.2线性分组码2023/2/5584.2.3卷积码图4.10卷积编码的原理框图2023/2/5594.2.3卷积码图4.11（2，1）卷积码的编码器框图图4-12卷积编码器的通用结构图2023/2/560图中有两级移位寄存器和一个模2加器。它的工作过程是：电子开关其换接周期正好是等于一位码元时间，上半周期向上接，下半周期向下接。例如第一位已从第二级移位寄存器移出，而第二位已从第一级移位寄存器移出。这时开关向上接，一路经开关输出，另一路与进行模2加，按方程，当开关向下接时，经开关输出，完成一个周期时间。同理从寄存器2出，从寄存器1出，这时开关上接，一路经开关输出，另一路与前一码元模2加得，当开关下接输出，完成第二个周期，如此下去……，发端编码器产生编码序列，这就编成卷积码。4.2.3卷积码2023/2/5614.2.3卷积码图4.13（2，1）卷积码的解码器框图2023/2/562图中已包含本地编码器从接收的信息码编成监督码，这监督码与接收的监督码实行模2加，产生检校子。所以收端由移位寄存器1、2和模2加（1）构成本地编码器，再加模2加（2）一起组成检校子运算器。而移位寄存器3和一个与门组成正交运算器，作为判决之用，其输出加上模2加（3），用作自动纠错。这样解码器把接收的可能有差错的卷积码还原为正确的信息码序列。4.2.3卷积码2023/2/563解码器工作过程是：电子开关上半周上接，让信息码进入移位寄存器，先经过移位寄存器1，后经移位寄存器2移出，于是从1移出，两者经模2加（1）得监督码，加到模2加（2），这时开关下半周下接，让接收的也加到模2加，产生，完成一个周期。同样，开关又上接从移位寄存器2移出，从移位寄存器1移出，两者经模2加（1）得监督码，加到模2加（2），这时开关下接让接收的也加到模2加（2），产生。从移位寄存器3移出，到达寄存器3的输入，两者都加到与门。如和都是1，与门通过1，加到模2加（3）。如果和不都是1，则与门把0加到模2加（3）。这时正好到达模2加（3），因为已发生差错，例如由0错成1，4.2.3卷积码2023/2/564现在正交运算器产生的1，可以把的1纠正为原来的为0的状态（或把的0纠正为原来的1），得到正确信息码输出。同样，如有错，则和都是1，正交运算器也通过1，把它加到模2加（3），纠正还原成。4.2.3卷积码2023/2/5651．Turbo码Turbo码的基本原理是通过编码器的巧妙构造，即多个子码通过交织器进行并行或串行级联（PCC/SCC），然后以类似内燃机引擎废气反复利用的机理进行迭代译码，从而获得卓越的纠错性能，Turbo码也因此得名。它不仅在信噪比较低的高噪声环境下性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力，其纠错性能接近香农极限。这使得Turbo码在信道条件较差的移动通信系统中有很大的应用潜力。4.2.4其他信道编码

2023/2/566输入的数据比特流直接输入到编码器1，同时也把这数据流经过交织器重新排列次序后输入到编码2。由这两组编码器产生的奇偶校验比特，连同输入的信息比特组成Turbo码编码器的输出。其编码率为1/3图4-15Turbo码编码原理图4.2.4其他信道编码

2023/2/567图中b为带噪声的系统比特，Z1、Z2是两个带噪声的奇偶校验比特。Turbo码译采用后验概率译码APP。两个译码器均采用BCJR算法。图4-16Turbo码译码原理图4.2.4其他信道编码

2023/2/5684.2.4其他信道编码

2．网格编码调制（TCM）网格编码调制技术是通过把有限状态编码器和有冗余度的多进制调制器结合起来，可在不扩展占用带宽的前提下获得可观的编码增益。如图4-17所示。图4-172023/2/569采用R=2/3卷积码和8PSK调制结合，未编码流为2比特(a,b)本来可以采用4个状态的4PSK信号来传送，现经过R=2/3卷积码编码后增加一个比特，变成3比特(a,b,c)，采用具有8个状态的8PSK来传送。由此可见，编码后增加的冗余度不是通过提高码元速率实现的，而是通过扩展信号空间的状态数实现的，这样就可以在保持占有带宽不变的情况下获得编码增益。4.2.4其他信道编码

2023/2/5704.3交织编码

突发错误是指一个错误序列，错误序列的长度称为突发长度。交织编码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信道，改造为基本上是无记忆的随机独立差错的信道，然后再用随机独立差错的纠错码来纠错。图4-17分组交织码的实现框图2023/2/571假设发送一组信息流交织存储器为一交织存储矩阵，它按列写入，按行读出。交织存储器输出到突发信道的信息为4.3交织编码

2023/2/572假设突发信道产生两个突发：第一个突发产生于连错五位；第二个突发产生于连错四位。突发信道输出信息为z,可表示为进入去交织存储器后，它按行写入，按列读出。4.3交织编码

2023/2/573去交织存储器输出为有上述分析可见，经过交织存储器与去交织存储器变换后，原来信道中突发5位连错和突发4位连错，变成了中的随机性的独立差错。4.3交织编码

2023/2/574GSM系统的数字信号形成GSM系统终端设备BTS的信号形成过程与GSM移动台MS的基本相同GSM移动台原理框图如下：4.4GSM数字信号的形成2023/2/575过程：发送部分电路由信源编码、信道编码、交织、加密、突发脉冲串形成等功能模块完成基带数字信号的形成过程。数字信号经过调制及上变频、功率放大，由天线将信号发射出去。接收部分电路由高频电路、数字解调等电路组成。数字解调后，进行Viterbi均衡、去交织、解密、话音解码，最后将信号还原为模拟信号4.4GSM数字信号的形成2023/2/5761语音编码用于将模拟话音信号变成数字信号话音编码器类型三种类型：波形编码、参量编码和混合编码GSM系统采用混合编码方式------规则脉冲激励长期线性预测（RPE-LTP）语音信号处理：模数变换A/D：在MS中，PCM编码。根据抽样定理fs≥2fm

，输出：8KHz，13bit信号4.4GSM数字信号的形成2023/2/577在BTS中，8bit的A律量化转变为13bit均匀量化信号在BTS中，8bit的A律量化转变为13bit均匀量化信号分段：按20ms分段有声段，进行语音编码产生语音帧无声段，分析背景噪声，产生静寂描述帧SID，在语音结束时发射RPE-LTP语音编码过程：RPE-LTP语音编码过程如下图：4.4GSM数字信号的形成2023/2/5784.4GSM数字信号的形成2023/2/579RPE-LTP语音编码过程：数模变换预处理线