数字通信中的语音编码技术

1 / 5word. 数字通信中的信源编码和信道编码

摘要：如今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。本论文根据当今现代通信技术的发展，对信源编码和信道编码进行了概述性的介绍.

关键词：数字通信；通信系统；信源编码；信道编码

Abstract：Now it is an information society. In the all of information technologies, transmission and

communication of information take an important effect. For the transmission of information,

Digital communication has been an important means. In this thesis we will present an overview of

source coding and channel coding depending on the development of today’s communication

technologies.

Key Words：digital communication; communication system; source coding; channel coding

1. 前言

通常所谓的“编码”包括信源编码和信道编码。编码是数字通信的必要手段。使用数字信号进行传输有许多优点, 如不易受噪声干扰, 容易进行各种复杂处理, 便于存贮, 易集成化等。编码的目的就是为了优化通信系统。一般通信系统的性能指标主要是有效性和可靠性。所谓优化，就是使这些指标达到最佳。除了经济性外，这些指标正是信息论研究的对象。按照不同的编码目的，编码可主要分为信源编码和信道编码。在本文中对此做一个简单的介绍。

·

论文

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信源编码包括波形编码声源编码分组编码混合编码

在发送端，把经过采样和量化后的模拟信号变换成数字脉冲信号的过程，称为信源编码。信源编码主要完成两大任务：一是将模拟信号转换成数字信号，第二是实现数据压缩。信源编码通常分为三类：波形编码、参数编码和混合编码。其中波形编码和参数编码是两种基本类型，混合编码是前两者的衍生物。

（1）波形编码波形编码技术直接对语音波形采样、量化，并用二进制码表示。脉冲编码调制PCM和增量调制DM是波形编码的代表。

优点：①具有很宽范围的语音特性，对各类模拟话音波形信号进行编码均可达到很好的效果；②抗干扰能力强，具有优良的的话音质量；③技术成熟、复杂度不高；④费用适中。

缺点：编码速率要求高，一般要求在16~64kbit/s之间，所占用的频带较宽，只适用于有线通信系统中。

（2）参数编码是以发音机制的模型作为基础，用一套模拟声带频谱特性的滤波器系数和若干声源参数来描述这个模型，在发送端从模拟语音信号中提取各个特征参数并进行量化编码。包括线性预测编码（LPC）及各种改进型。目前移动通信系统的语音编码技术大多采用这种类型技术为基础。

优点：由于只需传输话音特征参量，因而语音编码速率可以很低，一般在2~4.8kbit/s之间，并且对话音可懂度没有多少影响。

缺点是：话音有明显的失真，并且对噪声较为敏感，话音质量一般，不能满足商用话音质量的要求。

（3）混合编码将波形编码和参数编码结合起来，力图保持波形编码话音的高质量与参数编码的低速率。目前移动通信中使用的混合编码包括规则脉冲激励长期预测编码（RPELTP）和应用于IS95CDMA蜂窝移动通信系统的码激励线性预测编码（CELP）。

特点是：数字语音信号中既包括若干话音特征参量又包括部分波形编码信息，因而综合了参数编码和质量波形编码各自的优点。

IP电话中语音编码的应用

2011级数计院6班 11336137 罗嘉欣

IP电话是IP网上通过TCP/IP协议实现的一种电话应用,这种应用包括PC对PC连接、PC对电话连接、电话对电话的连接,其业务主要有Internet或Intranet上的语音业务、传真业务(实时和存储/转发)、web上实现的WR(交互式语音应答)业务等等,另外还包括E-mail、实时电话、实时传真等多种通信业务。由于IP电话的推动作用,电话网和数据网正逐步合为一体。这个统一将为我们提供更加强大,更为经济的通信手段。本文主要简述IP电话的语音技术，以及语音编码的关键技术的原理。

IP语音技术

IP语音技术(VoIP)是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术,其基本原理是:通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理,然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包,经过IP网络把数据包传输至l J接收地,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由IP网络传送语音的目的。其模型的基本结构图如图1-1所示。经过IP电话系统的转换及压缩处理,每个普通电话传输速率约占用8~11 Kbit,/s带宽,因此在与普通电信网同样使用传输速率为64kbit/s的带宽时,IP电话数是原来的5~8倍。

语音编码器中采用的关键技术

一、线性预测编码

线性预测编码(LPC)技术是常见的一种语音分析技术,原理框图如下:

线性预测分析是LPC的关键。线性预测分析的基本原理是一个语音抽样可以用若干个语音抽样的线性组合来逼近。通过使有限时间内实际语音抽样和线性预测抽样之间的差值平方和最小,来唯一地确定一组预测参数,即线性组合中所用的加权系数。语音分析包括两类:一类是基音提取,提取的参数包括清音/浊音判决和基音周期;另一类是短时线性分析,提取的参数包括线性滤波器系数a:和增益G,将所提取的参数进行量化和编码就可以得到编码语音信号。图中的预加重模块的作用是增强语音频谱中的高频共振峰,使语音短时谱和线性预测分析中的余量频谱变得更为平坦,从而提高参数a,的估计精度。加窗模块的作用是实现逐帧分析时的平滑衔接。当短时线性预测采取自相关方法的时候,在截断时间片的边缘会产生较大的误差。为了减少误差,在分帧的同时加上有限窗口就可以平滑数据的过渡,在实际的应用中多采用汉明窗口。G.729采用10阶线性预测滤波器对输入语音信号进行短时相关分析,采用半个汉明窗口和四分之一的余弦函数对输入语音信号进行加窗处理。