SCDMA系统语音编码算法的软件实现

SCDMA系统语音编码算法的软件实现

敖秀芝[1]2000年在《SCDMA系统语音编码算法的软件实现》文中研究指明语音信号的压缩编码是提高信道容量的有效途径之一。通信技术的迅速发展要求语音通信能在保证质量的同时可以有更低的编码速率,从而为通信节约频率资源。在这种情况下,语音压缩编码技术得到飞速发展,相继出现了多种语音压缩编码的国际标准,可以用于通信、宽带综合业务数字网、多媒体等广泛领域。 本论文主要研究国际电联(ITU)制定的G.729语音压缩编码标准,并用德州仪器公司(TI)的定点数字信号处理芯片TMS320LC549实时实现该标准。G.729标准采用8kb/s共轭结构代数码激励线性预测算法,该算法具有低延迟、高编码语音质量等特点,尤其是在移动通信领域,有效地节省了相对拥挤的频率资源。

杨蕾[2]2008年在《TD-SCDMA移动通信系统自适应多速率语音编码控制技术研究》文中提出时分-同步码分多址接入(TD-SCDMA)标准是大唐电信集团代表中国提出,国际电信联盟(ITU)批准并加入第三代合作项目(3GPP)的移动通信国际标准之一。该标准采用时分双工的通信方式,在频谱利用和系统性能等方面具有较强的优势。本文所研究的自适应多速率编码控制算法(AMRC算法)就是TD-SCDMA标准中针对第三代移动通信对语音业务多速率环境的需要所采用的语音编码算法。该算法是基于自适应多速率编码(AMR)方式的一种算法,它主要用于完成AMR语音编码的实现,即实现在不同的环境下进行速率调整,选择合适的速率进行语音传输的算法。本文阐述了算法的原理,分析了算法的协议过程、实现方案,并且给出了详细设计,然后针对算法自身的特点,在仿真环境中对其降速率特性、覆盖性能和质量性能三个方面进行仿真测试,最后根据仿真测试的结果进行分析,得出结论充分证明了该算法的优点。本文中的研究成果已经成功应用于大唐移动通信设备有限公司TD-SCDMA系统设备的开发和实现中。经过实际应用的证明,本文所研究的算法实现方式是可行并且有效的。

刘木铃[3]2006年在《G.729D声码器在SCDMA系统中的实现与性能研究》文中研究表明ITU提出的G.729D声码器是G.729的低速率扩展编码标准,在G.729的基础上对码本结构、增益量化、后处理等进行了改进。改进后的算法不仅速率低(6.4kb/s)、时延小,而且话音质量好。本论文主要研究工作是G.729D声码器在C54X上的实时实现以及该声码器在SCDMA系统中的性能分析,最后是声码器鲁棒性的研究,即通过信道编码保护来提高声码器的性能。 本论文分为六章: 第一章介绍了课题研究的背景,分析了SCDMA系统中的声码器存在的问题以及换用G.729D声码器所能带来的性能提升。 第二章介绍了SCDMA无线接入系统及其关键技术。 第三章对G.729D语音编解码算法的原理进行了详细的描述。G.729是ITU-T于1996年制定的适用于PSTN的第4代语音编码标准,该协议采用共轭结构一算术码本激励线性预测(CS-ACELP)算法。G.729D是G.729的低速率扩展编码标准,在G.729的基础上对码本结构、增益量化、后处理等进行了改进。 第四章首先简单介绍了数字信号处理器的原理。然后通过对变量的分类与存储区的分配、运用循环存储区和改写某些32位精度数组等方法优化G.729D算法实时实现过程中的存储区;通过选择不同的寻址方式、在算法实现中应用辅助寄存器、选择不同的参数传递方式、在算法实现中应用特殊指令、改写基本数学函数等方法对代码进行优化。并说明了在优化过程中需要注意的一些问题。最后对G.729D编码部分汇编实现的运算效率与C源码的效率进行了比较。得出的汇编代码完全可以实现在系统中实时运行,证明汇编实现的工作是成功的。 第五章首先简介客观评价语音质量的标准算法PESQ,然后应用PESQ对G.729D在SCDMA系统中仿真实验后的数据进行细致的分析。G.729D声码器是6.4kbps的语音编码器,在SCDMA无线通信系统中,每个话音信道速率为9.6kbps。这样,把该声码器应用到SCDMA系统的时候,还余下3.2kbps的带宽资源,可以利用这部分资源对编码后的语音参数比特进行保护。由于各编码参数对于语音质量的贡献不完全相同,没必要保护一帧的所有64个比特,所以将语音编码比特划分为对信道误码有不同敏感程度的组,然后对每个组实行不同级别的保护,因此有必要分析每个比特对误码的敏感程度。本章主要的贡献在于通过理论分析及实验方法将G.729D的编码参数按敏感度分组,以便接下来采用信道编解码对敏感度高的比特组进行保护。

张林[4]2008年在《自适应多速率语音编码在TD-SCDMA系统中应用的研究》文中研究说明自适应多速率(AMR Adaptive Multi Rate)语音编码是由3GPP(3~(rd)generation Partnership Project)制定的应用于第三代移动通信WCDMA系统中的语音压缩编码。TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,时分同步的码分多址技术),是由中国无线通信标准化组织(CWTS)提出,并得到国际电信联盟(ITU)通过的3G无线通信标准。自适应多速率语音编码能以更加智能的方式解决信源和信道编码的速率分配问题,使得无线资源的配置和利用更加灵活和高效。将自适应多速率语音编码应用到TD-SCDMA系统中,不仅可以提供更高语音质量语音服务而且可以更好的利用TD-SCDMA系统的资源。本文主要对自适应多速率的系统应用方案进行研究。我们采用测量MEL倒谱间距(MEL-Cepstral Distance)的方法对自适应多速率语音编码各速率语音编码的性能进行了分析。为了制定速率切换策略,我们以载干比为门限对这八种速率进行了分类。最后我们根据TD-SCDMA系统的特点提出了在TD-SCDMA中应用自适应多速率语音编码的系统结构,与WCDMA中的自适应多速率语音编码结构相比较,该结构简化了移动终端的速率选择模块,降低了移动终端的计算复杂度,减小了语音的传输时延,具有很高的实用价值。

熊晓竹[5]2006年在《G.729D语音编解码器性能仿真分析和工程实现》文中研究表明在无线通信领域语音编码一直是人们很关注的技术,因为编码的算法,码率和时延直接关系到语音的质量和通信网络的容量。语音编解码的算法有很多,如G.711的PCM编码,速率为64kbits/s;G.721的ADPCM编码,速率为32kbits/s;G.728的LD-CELP编码,速率为16kbits/s;G.723.1的MP-MLQ/ACELP编码,速率为6.3/5.3kbits/s;还有更低速率的FS-1015 LPC-10e编码,速率只有2.4kbits/s。这些语音编解码算法根据需要应用在不同的场合,如果只关心编码器的语音质量,就需要中高速率的编解码算法;如果传输的带宽有限,常常选择低速率的语音编解码器。但是作为中低速率语音编码算法中的佼佼者G.729越来越受到广泛的重视。 ITU-T G.729语音编码方案采用共轭结构代数码本激励线性预测技术,具有8Kbit/s的编码速率、较低的延迟和高编码语音质量等优点并且已经为SCDMA无线接入网络的语音编码器所采用。为了进一步提高语音质量,特别是高速移动状态下的语音质量,SCDMA网络改进了切换机制。新的切换机制要求更低编码速率的语音编解码器。为了和以前的G.729A语音编解码器兼容,选择了G.729家族的低速率的G.729D语音编解码器,编码速率只有6.4kbits/s。 本论文在坏帧隐藏方面对G.729D语音编解码器的性能进行了仿真,从置坏帧的方案和优化坏帧隐藏算法两个方面,对G.729D声码器性能进行了仿真,用MOS评分标准对语音质量进行评估。论文详细

佚名[6]2006年在《通信》文中指出TN912006010862CVAAS自适应动态电源管理策略/卜爱国,胡晨,刘昊,李杰(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心)//应用科学学报.―2005,23(3).―269~273.在嵌入式和便携式系统的低功耗设计中,动态电源管理(dynam

吴菁晶[7]2005年在《GSM系统中的语音编码算法研究及RPE-LTP编码系统的DSP实现》文中研究表明近几十年来,语音编码技术发展非常迅速。高速发展的DSP技术为语音信号处理提供了强有力的工具,使得实时实现各种各样的复杂算法成为可能。针对不同的应用,国际标准组织制定了一系列的语音压缩编码标准。其中,RPE-LTP语音编码算法是由英国、芬兰、原西德、法国、意大利、荷兰、挪威及瑞典等国组成的语音编码专家小组从最初提交的20多种语音编码方案中优选6种进行了测试,最后以MPE-LTP和RPE-LTP两种为蓝本,制定的码速率为13kbit/s的、带有长时预测环节的规则脉冲激励线性预测编码器。 随着超大规模集成电路技术上取得的突破进展,集成化的DSP数字信号处理器具有体积小、功耗低和运算速度快等诸多优点,因此非常适用于语音信号的压缩处理。目前的DSP芯片以其强大的数据处理功能而在通信和其他信号处理领域得到广泛注意,并己成为开发应用的热点技术。 本文首先对当前语音压缩编码技术和标准进行综述,并对RPE-LTP语音压缩编码标准做了介绍。然后研究算法原理,并对RPE-LTP算法的实现过程做了深入的分析。分析了TI定点DSP的结构特点。最后,实现了RPE-LTP编码器: (1)硬件平台的设计,主要完成DSP部分的设计,完成DSP部分的电路原理图和PCB图。 (2)着重分析了语音压缩编码技术中最重要的几种实现技术:短时域处理技术、线性预测分析、矢量量化、合成分析等。 (3)用C语言的方式,在TMS320C5409上部分的实时实现了RPE-LTP编码器。对实现过程中的存储器分配、指令选择、函数展开、寻址方式选择和寄存器使用等方面的问题进行了分析和优化。测试结果表明,该编码器可以应用于多通道通信等对时延要求较高的领域。 另外,对编码器系统软件设计作了分析和介绍,并给出了测试结果。

李天新[8]2003年在《SCDMA系统G.729声码器的实现与保护》文中进行了进一步梳理SCDMA(同步码分多址)系统是使用智能天线、同步码分多址和SWAP~(TM)(同步无线接入信令规范)信令、用软件无线电实现的无线通信系统。受多种因素影响,SCDMA系统的语音质量一直不理想,有时表现还很严重,这大大阻碍了该系统的商用进度,也有悖于SCDMA系统为用户提供高品质服务的初衷。 本文从更新声码器及增强其抗噪声能力入手解决语音质量问题,经过分析比较,选择了ITU-T G.729的简化算法G.729A实现声码器,以代替目前性能不稳定的基于QCELP算法的声码器。论文的主要任务是在TMS320C54x上实时实现G.729A算法,并设计和实现有效保护该声码器的方案以增强其噪声鲁棒性。 ITU-T提供了可供16位定点DSP实现G.729A算法的C源码和标准测试向量,由于运算量很大,直接编译该源码不能满足在C54x实时实现的要求。本文从改写C源码为C54x汇编代码着手,对实现过程中的变量存储区分配、参数的传递、寻址方式的选择、循环的嵌套与控制、辅助寄存器的使用、流水线等方面的问题进行了设计和优化,在C54x上实时实现了G.729A声码器。第三章末给出了对汇编实现代码的性能测试。与改写前相比,编码器各模块的代码效率平均提高了七十多倍。 增强G.729声码器在无线信道中的噪声鲁棒性对提高SCDMA系统语音质量有着重要的现实意义。在PESQ客观语音质量评价工具分析G.729码元主观敏感度的基础上,提出了如何利用SCDMA系统1.6kbps剩余业务信道带宽对主观最敏感比特进行保护的问题。结合G.729自身保护机制、缩短RS编码和SCDMA信道的特点,提出了基于RS(7,5)码带CRC检错及帧内交织的保护方案。并在第四章末采用PESQ算法验证了该保护方案的有效性。

尹峰[9]2012年在《基于3G网络传输加密语音信息方法的研究》文中认为GSM/GPRS和CDMA等第2代和第2.5代移动通信系统(2G和2.5G)在全球范围内取得了极大的成功,应用日益普及和广泛。但由于在支持全球漫游、频谱利用率、宽带数据业务和流媒体业务等方面表现的不足,2G和2.5G移动通信系统正在向支持宽带多媒体通信的第3代移动通信系统(3G)演进,这也是公众移动通信系统的必然发展方向。3G虽然采用了多种安全保密技术,以解决民用移动通信对安全保密的基本需求。但是,仍然存在一些安全问题,不能满足专用通信领域和个人的特殊安全保密需求。鉴于语音业务是专用通信领域最常使用的通信方式,本论文主要从三个方向研究TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000等3G网络上可行的加密语音信息传输方法。为提出切实可行的解决方案,论文还进行以下几个方面地深入研究:1)研究TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三种网络的体系结构,总结三种网络中核心网和无线接入网常见的网元组成及各个网元的基本功能。针对TD-SCDMA和WCDMA网络网元基本相同的情况,论述两种网络中同种网元在技术和功能上的差异。同时,从传输速率、基本功能、技术演进、部署国家、用户数等几个方面对比三种网络,归纳出三种网络各自在技术和产业化方面的优缺点。2)分析3G网络的安全机制,研究其中可能存在的缺陷,以及该缺陷可能造成的危害及损失。在3G网络已经开始全球商用的背景下,寻找解决这些缺陷对特殊安全保密需求带来威胁的有效方法。3)分析3G网络中普通语音信道、CS域信道和PS域信道的优缺点,研究基于三种信道传输加密语音信息的关键技术。针对技术难点分别设计基于三种信道传输加密语音信息的方案,同时从工作原理、工作流程等方面对三种方案的可行性进行论证。4)对三种传输加密语音信息的方案组织全国性的测试,总结归纳已测试地区的测试情况。根据测试情况分析三种方案在当前3G网络中的优缺点,结合3G网络的技术演进方向,研究3G演进不同阶段传输加密语音信息最有效的解决方案。

参考文献:

[1]. SCDMA系统语音编码算法的软件实现[D]. 敖秀芝. 电子科技大学. 2000

[2]. TD-SCDMA移动通信系统自适应多速率语音编码控制技术研究[D]. 杨蕾. 西安电子科技大学. 2008

[3]. G.729D声码器在SCDMA系统中的实现与性能研究[D]. 刘木铃. 北京邮电大学. 2006

[4]. 自适应多速率语音编码在TD-SCDMA系统中应用的研究[D]. 张林. 北京邮电大学. 2008

[5]. G.729D语音编解码器性能仿真分析和工程实现[D]. 熊晓竹. 北京邮电大学. 2006

[6]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006

[7]. GSM系统中的语音编码算法研究及RPE-LTP编码系统的DSP实现[D]. 吴菁晶. 东北大学. 2005

[8]. SCDMA系统G.729声码器的实现与保护[D]. 李天新. 西南交通大学. 2003

[9]. 基于3G网络传输加密语音信息方法的研究[D]. 尹峰. 电子科技大学. 2012

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