GSM系统的语音编码技术浅析

GSM系统的语音编码技术浅析

长沙通信职业技术学院学报

第３卷第３期２００４年９月

Ｊｏｕｍａｌｏｆ

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ＧＳＭ系统的语音编码技术浅析

张敏

（长沙通信职业技术学院，湖南长沙４１００１５）

［摘要］文章针对ＧｓＭ系统的现状，对目前常用的几种语音编码技术进行了分析，对ＧｓＭ移动电话系统使用的低比特

率参量编码技术及应用标准进行了探讨。

［关键词］ＧｓＭ；编码技术：语音编码：参量编码［中图分类号］ＴＮ９１２．３

［文献标识码］Ｂ

［文章编号］１６７ｌ一９５８ｌ（２００．４卜０３一００４８埘

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Ｋｅｙ

Ｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ；ｃｏｄｅ

ｃｏｄｅ；ｐ啪ｍｅｔｅｒ

ｃｏｄｅ

１

前言

在通信系统中，语音编码是很重要的，因为语音

中，低速率语音编码技术仍然有广泛的应用前景．，在编码器能够传送高质量语音的前提下，如果比特率低，就能够在一定的带宽内容纳更多的语音通道。

编码往往决定了接收到的语音质量和系统的容量。由于大容量通信信道的引入，一段时间内曾认为语音压缩技术已没有研究的必要，因为语音压缩量相对于光纤信道容量来说已微不足道。实际上，光纤信道目前也只是在骨干网上得到应用，在接入网及支线的大规模应用仍需一定时间。另外，在移动通信系统中，信道带宽始终是一个突出的问题。因此，业务提供商面临的问题是：如何在有限的可分配的带宽内容纳更多的用户。由此可见在ＧＳＭ移动电话系统

２语音编码质量的评定

在语音编码技术中，对语音质量的评价是一个很重要的问题。如何评价语音编码质量归纳起来大致可分为两类，即客观评定方法和主观评定方法。２．１客观评定方法

用客观测量的手段来评价语音编码的质量，常用的方法有信噪比、加权信噪比、平均分段信噪比等。它们都是建立在度量均方误差的基础上，其特点

［收稿日期】２００４—０６—３０

【作者简介］张敏（１９７仁），女，湖南岳阳人，长沙通信职业技术学院通信工程系教师，研究方向：移动图像处理。

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万方数据　

GSM系统的语音编码技术浅析

第３期

ＧＳＭ系统的语音编码技术浅析

是计算简单，但不能完全反映人对语音质量的感觉。后对评分进行统计处理，求出平均得分。由于主观和这个问题对于速率为１６Ｋｂｉ话以下的中、低速率语客观上的种种原因，每次试听所得的评分会有波动。音编码尤为突出，因此主要适用于速率较高的波形为了减小波动的误差，除了试听者人数要足够多之编码类型。

外，所测语音材料也要足够丰富，试听环境也应尽量２．２主观评定方法

保持相同。

该方法符合人类听话时对语音质量的感觉，因另外，试听者对语音质量的主观感觉往往是和而目前得到广泛应用。最主要的主观评定方法是主其注意力集中程度相联系的，因而，对应于主观评定观评定等级（Ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ０ｐｉｎｉｏｎ

Ｓｃａｌｅ），或称平均

等级，还有一个收听注意力等级（ＬｉｓｔｅｎｉｎｇＥ能ｃｔ

评价得分（Ｍｅａｎ

Ｏｐｉｎｉｏｎ

Ｓｃｏｒｅ）ＭＯＳ等级。

Ｓｃａｌｅ）。

ＭＯＳ得分采用五级评分标准，其方法是，由数下表给出主观评定等级的质量等级、分数和相十名试听者在相同信道环境中试听并给予评分，然

应的收听注意力等级。

质量等级分数

收听注意力等级

优５

可完全放松，不需要注意力良４

需要注意，但不需明显集中注意力满意（正常）３中等程度的注意力差２需要集中注意力

劣

１

即使努力去听，也很难听懂

从用户角度看，通常认为ＭＯＳ分４．Ｏ～４．５分为等，都属于波形编码技术。波形编码器从６４ｋｂｉ诟到高质量语音编码，达到长途电话网的质量要求。ＭＯＳ１６Ｋｂｉ诟的比特率，如果速率在１６ｋｂｉ魄以下，语音分３．５分左右称作通信质量，这时听者能感觉到语波形编码的话音质量通常迅速下降。

音质量有所下降，但不影响正常的通话，可以满足多波形编码适用于很宽范围的语音特性，以及在数通信系统使用要求。ＭＯＳ分３．０分以下常称为合噪音环境下，它们都保持稳定。因此，它具有适应能成语音质量，这种语音一般只有足够高的可懂度，但力强、语音质量（“ｋｂｐｓＰＣＭ的ＭＯＳ一般为４．３分）是自然度较差，不容易识别讲话者，这样话音质量通好等优点。但所用的编码速率高，在对信号带宽要求常不超过３分。

不太严格的通信中得到应用，而对频率资源相对紧３语音编码技术的分类

张的ＧＳＭ系统来说，这种编码方式显然不合适。语音的编码技术通常分为三类：波形编码、参量３．２参量编码又称为声源编码（声码器），是将信编码和混合编码。

源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参量，３．１

波形编码是将时间域信号直接变换为数字代

并将其变换成数字代码进行传输。解码为其反过程，码，力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形将收到的数字序列经变换恢复特征参量，再根据特状。波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音征参量重建语音信号。简单地说，声码器是以发声机按一定的速率抽样，然后将幅度样本分层量化，并用制的模型为基础，确定了一套模拟声带频谱特性的代码表示。解码是其反过程，将收到的数字序列经过滤波系数和若干声源参数，把这一套滤波器系数和解码和滤波恢复成模拟信号。可以看出，波形编码的声源参数传送到接收机，在接收机里合成话音。

设计基本上是与信号源分离的，因此对各种各样的相位声码器、共振峰声码器、同态声码器、分段信号进行编码均可以达到很好的效果。

声码器、线性预测声码器等都属于参量编码技术。

脉冲编码调制（ＰＣＭ）、差分脉冲编码调制ＬＰＣ为线性预测分析，是声源编码技术之一。它（ＤＰＣＭ）、自适应差分脉冲编码调制（ＡＤＰＣＭ）、增提供一组语音信号模型参数，该参数较精确地表征量调制（△Ｍ）、自适应增量调制（ＡＤＭ）、连续可变了语音信号的频率幅度。线性预测由过去的样本值斜率增量调制（ＣＶＳＤＭ）、自适 …… 此处隐藏：2346字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……