《移动通信技术与系统》 课件 第9次课课件-单元7 语音信号处理过程

语音信号处理过程语音A/D分段语音编码信道编码交织加密突发脉冲调制发送D/A接续语音解码信道解码去交织解密均衡器解调接收33.8kbit/s22.8kbit/s13kbit/s8KHz13bit移动通信对语音编码的要求有较强的抗噪声干扰和抗误码的性能编译码延时小，总延时在65ms以内编译码器复杂度低，便于大规模集成化功耗小，便于应用于手持机编码速率低，语音质量好编码要求抗干扰速度快编译简单低功耗低速优质RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测编码）结合长期预测以消除信号的冗余度，降低编码速率，同时其算法较简单，计算量适中且易于硬件实现。语音编码语音编码260bit分段20ms语音8kHz抽样160个样本编码后语音速度？260bit20ms/=13Kbps比PCM编码速率低得多全速率半速率：6.5kbps语音质量0203编解码延时约为30ms01主观（MOS）评分为3.6，抗干扰性能也较好0202对于10-3误码，编解码语音质量基本不下降。信道编码话音编码260bit分段20ms语音全速率对于10-3误码，编解码语音质量基本不下降。语音编码检测和纠正传输期间引入的误码，提高信号的抗干扰能力，在数据流中引入冗余比特用于纠错。信道编码信道编码260bit很重要50bit较重要132bit不重要78bit奇偶校验+3=53bit185bit尾比特+4189bit卷积x2378bit456bit信道编码加上不重要的78bit将189bit做1:2的卷积378+78=456bit189X2=378bit((50+3)+132）+4=189bit尾比特卷积加不重要50bit很重要加入3位奇偶校验码53加上较重要的132个比特，后面加上4位尾比特50+3=53bit奇偶校验编码后语音速度：456bit20ms/=22.8Kbps导入出现干扰把文字的顺序按一定的规则错开，使原来连续的文字分散到若干句话中进行传输改变文字顺序还原文字顺序解码出现干扰语音交织把话音帧内的bit顺序按一定的规则错开，使原来连续的bit分散到若干个突发脉冲中进行传输的方式使连续的长误码变为若干分散的短误码作用语音交织分散误码，以便于纠错，提高话音质量交织准备12345678...

...452453454455456456已编码比特20ms块内交织12345678...

...452453454455456123456789101112131415161718192021222324••••••••44945045145245345445545657bit••••••••••••••••456bit/20ms语音码分成8个子块，每块57bit块间交织456bit/20ms的话音码575757575757575701234567456bit/20ms的话音码57575757575757570123456757575757456bit/20ms的话音码575757575757575701234567575757575757575757575757从前后两个20ms段中各取一子块交织，组成114bit的块114bit语音交织完整过程57行将456比特分成8个子块一次交织12345678... ... 4524534544554567654321076540123二次交织12345678910111213141516••••••••449450451452453454455456••••••••••••••••比特交织交织处理的两个缺点：话音处理的长时延；信号处理的复杂程度.交织处理的两个优点：可以减少一个话音帧内的误码数量；通过信道解码，可实现部分误码的纠正.

交织优缺点对无线接口上传送的信息（话音或数据）进行加密，防止无线侦听导致失密；GSM系统的加密技术仅仅保护无线接口.为什么引入加密技术？++A5A5KcTDMA帧号KcTDMA帧号未加密话音已加密话音无线传播解密话音MS侧BTS侧把交织后的114bit块和一个114bit的加密块进行加密加密GSM的每个载频是时分复用的每个载频分给八个全速率用户使用；每个用户在一个限定的、不连续的时间段内占用载频发送信号；——突发脉冲什么是突发脉冲？3571261573其中，前后3个尾比特用于消息定界，26个训练比特，训练比特的左右各1个比特作为“挪用标志”。3bit57加密bit57加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据26bit11训练序列偷帧（挪用）标志语音突发脉冲速语音编码速率13kbps=260bit/20ms信道编码速率22.8kbps=456bit/20ms

时隙传输比特率33.8kbps=每时隙bit数/时隙时长=156.25/（120/26）

每时隙bit数=

3+57+1+26+1+57+3+8.25=156.25

120ms语音信号=456*6=2736bit（20ms=456bit）2736/114=24脉冲=24帧120ms内的复帧有26帧，空余两帧一帧传送SACCH，另一帧空闲率小结语音处理的数据变化20ms语音分组20ms20msABC57bits信息11偷帧偷帧33尾尾26bits训练8个突发A8A7A6A5B4B3B2B1B8B7B6B5C4C3C2C18个子块,每块

57比特

语音编码信道编码交织常规突发456bitsA456bitsB456bitsC57bits信息A8B4A7B3A6B2A5B1B8C4B7C3B6C2B5C1260bits260bits260bits13kbps22.8kbps8.25bits保护间隔评价指标：清晰度或可懂度：指语音是否容易听清楚，DRT：DiagnosticRhymerTest音质：指语音听起来有多自然。MOS：MeanOpinionScore平均意见得分